1

Тема: Вопрос по несимметричному режиму и отклонению напряжения на 110 кВ

Здравствуйте, уважаемые коллеги!
Вопрос следующий.
Питание 5 МВт ЭД 10 кВ осуществляется от сети 110 кВ через трансформатор 110/10. В этой сети имеется тяговая нагрузка, которая может создавать несимметричный режим на 110 кВ.

Вопросы:
1. Как несимметричный режим на 110 кВ будет влиять на работу ЭД 10 кВ?
2. Возможна работа защиты от перегрузки ЭД 10 кВ при несимметричном режиме на 110 кв? Или при отклонении напряжения на 110 кВ до 10% от Uном?
3. Почему при несимметричном режиме влияние на работу ЭД в нормальном режиме больше, чем когда электродвигатель находится в режиме пуска (т.е. при пуске ЭД токи увеличиваются и несимметрия пропадает. Почему?)?
4. Как можно компенсировать несимметрию по 110 кВ для нормальной работы ЭД 10 кВ?

2

Re: Вопрос по несимметричному режиму и отклонению напряжения на 110 кВ

dimarele писал(а):
2020-10-03 16:52:54

1. Как несимметричный режим на 110 кВ будет влиять на работу ЭД 10 кВ?

Хреновастенько. Синхронные электродвигатели, как и генераторы, несимметричный режим не любят. Прямая последовательность заставляет вращаться в нужном направлении, обратная - в обратном. У генераторов есть хотя бы защита обратной последовательности. И все у них так. Продолжение - завтра.

3

Re: Вопрос по несимметричному режиму и отклонению напряжения на 110 кВ

dimarele писал(а):
2020-10-03 16:52:54

Питание 5 МВт ЭД 10 кВ осуществляется от сети 110 кВ через трансформатор 110/10. В этой сети имеется тяговая нагрузка, которая может создавать несимметричный режим на 110 кВ.

Не совсем понятна постановка задачи.
ЭД на одной ПС 110/10, а тяговая на другой ПС 110/27,5? или как? будет но слабо.
Если, например ПС 110/27,5/10,5, т.е. на 10,5 ЭД, а на 27,5 тяга, то конечно будет влиять, но и здесь как и как сильно - это зависит от очень многих факторов, ни чего определённого сказать нельзя нужно моделировать этот объект... 
Допустим, стоят Тр по 63 МВт и на стороне 10,5 кВ нагрузка без ЭД (сами 5....8 МВт) не опускается 10...12 МВт, можно и не напрягаться, всё будет в пределах норм качества эл.эн. А вот если самих двигателе 3..4 шт., а остальная нагрузка в минимуме 3..5 МВт, то да, но опять же поезд за 3..4 мини мимо "простучал" и опять всё нормально или у Вас там ремонтное депо или сортировочная и они туда-сюда, туда-сюда без устали, да ещё и с наложения по 5 шт. на одну фазу? И ещё высокочастотными помехами во все стороны хлещут по чём зря...
Ту дело в том, что намолелировать можно и создать такой режим, что обратная составляющая будет и 15% и даже 20%, но реально ли это будет?
Действительно, например блочный генератор трёхфазго КЗ не боится и может с ним проработать достаточно долго, а вот если двуфазное, то кранты, НО  это же КЗ и оно само по себе не исчезнет, а вот для ЭД от тяги электровоз либо проехал мимо, т.е. временно "подпортил картину", либо подъехал и встал, т.е. просто перестал потреблять.
и ещё генераторы -  ответственное оборудование и у них защита от несимметрии обязательна, а для ваших ЭД?

4

Re: Вопрос по несимметричному режиму и отклонению напряжения на 110 кВ

dimarele писал(а):
2020-10-03 16:52:54

Возможна работа защиты от перегрузки ЭД 10 кВ при несимметричном режиме на 110 кв? Или при отклонении напряжения на 110 кВ до 10% от Uном?

Если отклонение напряжения в одной или двух фазах то влияние будет. Продолжительно допустимая несимметрия по U2 - 2%, кратковременная - 4 %. Просто надо измерить.
Если несимметрия по U2 = 2% и Хпуск = 0,2, ток обр. посл. через двигатель будет примерно 0,02/0,2 = 0,1 или 10% от номинального.

dimarele писал(а):
2020-10-03 16:52:54

Почему при несимметричном режиме влияние на работу ЭД в нормальном режиме больше, чем когда электродвигатель находится в режиме пуска

Вы уверены что это так?

5

Re: Вопрос по несимметричному режиму и отклонению напряжения на 110 кВ

stoyan писал(а):
2020-10-04 21:26:20

Если отклонение напряжения в одной или двух фазах то влияние будет. Продолжительно допустимая несимметрия по U2 - 2%, кратковременная - 4 %. Просто надо измерить.
Если несимметрия по U2 = 2% и Хпуск = 0,2, ток обр. посл. через двигатель будет примерно 0,02/0,2 = 0,1 или 10% от номинального.

Вы уверены что это так?

По осциллограммам в нормальном режиме работы ЭД несимметрия присутствует, а при пуске ЭД она пропадает на время пуска.

Добавлено: 2020-10-05 13:58:28

ПАУтина писал(а):
2020-10-04 14:13:58

Не совсем понятна постановка задачи.
ЭД на одной ПС 110/10, а тяговая на другой ПС 110/27,5? или как? будет но слабо.
Если, например ПС 110/27,5/10,5, т.е. на 10,5 ЭД, а на 27,5 тяга, то конечно будет влиять, но и здесь как и как сильно - это зависит от очень многих факторов, ни чего определённого сказать нельзя нужно моделировать этот объект...

В чём возможно смоделировать?

В МП защитах встречаются функция защиты от несимметричного режима и защита от обрыва фаз. Я так понимаю это одно и тоже и реагируют они на увеличение I2.

Добавлено: 2020-10-05 14:02:55

ПАУтина писал(а):
2020-10-04 14:13:58

Не совсем понятна постановка задачи.
ЭД на одной ПС 110/10, а тяговая на другой ПС 110/27,5? или как? будет но слабо.

Вопрос про случай когда ЭД на одной ПС 110/10, а тяговая на другой ПС 110/27,5.

Присоединяйтесь!!! Мы в социальных сетях и на Ютуб.

6 (2020-10-05 10:03:40 отредактировано Drop_point)

Re: Вопрос по несимметричному режиму и отклонению напряжения на 110 кВ

dimarele писал(а):
2020-10-03 16:52:54

1. Как несимметричный режим на 110 кВ будет влиять на работу ЭД 10 кВ?
2. Возможна работа защиты от перегрузки ЭД 10 кВ при несимметричном режиме на 110 кв? Или при отклонении напряжения на 110 кВ до 10% от Uном?
3. Почему при несимметричном режиме влияние на работу ЭД в нормальном режиме больше, чем когда электродвигатель находится в режиме пуска (т.е. при пуске ЭД токи увеличиваются и несимметрия пропадает. Почему?)?

1. Несимметричный режим будет вызывать токи обратной последовательности в ЭД. Даже небольшое напряжение обратной последовательности даёт большой ток обратной последовательности, потому что сопротивление ЭД по обратной последовательности близко к пусковому, т.е. намного меньше сопротивления по прямой в нормальном режиме.
2. Возможна при несимметричной режиме. При симметричном снижении напряжения на 110 кВ на 10% ток ЭД возрастет примерно на 10%, такой режим, как правило, длительно допустим и защита от перегрузки должна от него быть отстроена.
3. При пуске сопротивления прямой и обратной последовательности равны. В нормальном режиме поле прямой последовательности вращается относительно ротора с частотой скольжения, а поле обратно последовательности - с удвоенной частотой сети. В итоге в нормальном режиме сопротивление обратной последовательности близко к пусковому и намного меньше сопротивления прямой последовательности.

dimarele писал(а):
2020-10-05 09:02:55

В МП защитах встречаются функция защиты от несимметричного режима и защита от обрыва фаз. Я так понимаю это одно и тоже и реагируют они на увеличение I2.

В некоторых МП эта защита реагирует на разницу между максимальным и минимальным фазным током и действует существенно не как защита по I2.

7

Re: Вопрос по несимметричному режиму и отклонению напряжения на 110 кВ

Drop_point писал(а):
2020-10-05 10:01:37

1. Несимметричный режим будет вызывать токи обратной последовательности в ЭД. Даже небольшое напряжение обратной последовательности даёт большой ток обратной последовательности, потому что сопротивление ЭД по обратной последовательности близко к пусковому, т.е. намного меньше сопротивления по прямой в нормальном режиме.
2. Возможна при несимметричной режиме. При симметричном снижении напряжения на 110 кВ на 10% ток ЭД возрастет примерно на 10%, такой режим, как правило, длительно допустим и защита от перегрузки должна от него быть отстроена.
3. При пуске сопротивления прямой и обратной последовательности равны. В нормальном режиме поле прямой последовательности вращается относительно ротора с частотой скольжения, а поле обратно последовательности - с удвоенной частотой сети. В итоге в нормальном режиме сопротивление обратной последовательности близко к пусковому и намного меньше сопротивления прямой последовательности


Возможно при известных значениях напряжения и тока ЭД 10 кВ смоделировать такой режим или посчитать и сравнить сопротивления в фазах источника и потребителя, чтобы можно было пояснить наличии несимметрии по 110 кВ?

8

Re: Вопрос по несимметричному режиму и отклонению напряжения на 110 кВ

dimarele писал(а):
2020-10-05 13:15:40

Возможно при известных значениях напряжения и тока ЭД 10 кВ смоделировать такой режим или посчитать и сравнить сопротивления в фазах источника и потребителя, чтобы можно было пояснить наличии несимметрии по 110 кВ?

Не понял вопрос. Какую величину Вы хотите рассчитать или получить на модели?

9

Re: Вопрос по несимметричному режиму и отклонению напряжения на 110 кВ

Drop_point писал(а):
2020-10-05 16:25:10

Не понял вопрос. Какую величину Вы хотите рассчитать или получить на модели?

Прошу прошения, но пока я не понимаю какие величины нужно посчитать используя мощность источника, сопротивление сети, величину I и U электродвигателя, чтобы по замерам I и U ЭД доказать наличие несимметричного режима по 110 кВ.
Несимметричный режим это же не режим двухфазного КЗ.

10 (2020-10-06 03:28:53 отредактировано ПАУтина)

Re: Вопрос по несимметричному режиму и отклонению напряжения на 110 кВ

dimarele писал(а):
2020-10-05 09:02:55

В чём возможно смоделировать?

В МП защитах встречаются функция защиты от несимметричного режима и защита от обрыва фаз. Я так понимаю это одно и тоже и реагируют они на увеличение I2.

Можно моделировать в MatLab, PSCad или AtpDraw всё равно, если не знакомы с этими ПВК, с какого начинать...
при этом моделировать РЗА не обязательно нужно выявить наличие искажений и их величину, а по их значением уже будет видно далее, что делать дальше.

О ситуации в сети на разных ПС уже написал, практически не будет.

Ещё раз все физические явления и процессы, а так же и требования к несимметрии, реакция силового оборудования и необходимости защиты и способов защиты не вызывают думаю никаких сомнений в актуальности (достаточно понятно подкреплено коллегами, участвующими в этой теме), но суть в том, что нужно моделировать, как мощный электровоз (8.-10 МВт) являясь однофазной нагрузкой с составом 80-90 вагонов с весом по 60..65 тонн каждый на скорости 60-70 км/ч проедет дистанцию (это ж/д термин, а не просто расстояние) и сможет нанести непоправимый ущерб высоковольтным и мощным двигателям (СД и/или АД), находящихся вблизи этих тяговых ПС.

А можно вообще ни чего не делать и даже не считать, а тупо взять требования к защите ЭД от гармоник или от составляющих и поставить защиту от превышения, как это делается для мощных СГ - I2уст. > I2. То есть на всякий случай: будут сильные искажения РЗ ЭД отключит, а не будет и хорошо, просто получится как бы без обоснования. Так у нас и так сколько защит стоит так не разу и не сработав, такие деньги затрачены и без толку, и тут так же..... И всё, чего мучится то, всё будет по нормам и ни кто не при  копается. Не знаю, может там и нет ни каких требований и тогда задача надумана!

11

Re: Вопрос по несимметричному режиму и отклонению напряжения на 110 кВ

dimarele писал(а):
2020-10-05 19:56:47

Прошу прошения, но пока я не понимаю какие величины нужно посчитать используя мощность источника, сопротивление сети, величину I и U электродвигателя, чтобы по замерам I и U ЭД доказать наличие несимметричного режима по 110 кВ.
Несимметричный режим это же не режим двухфазного КЗ.

Думаю при необходимости можно смоделировать в Matlab или PSCAD объект, используя паспортные данные оборудования и сопротивление энергосистемы.
Доказать, что источник несимметрии именно в сети 110 кВ, можно, если варьируя источники несимметрии в сети 10 кВ, не получится добиться зафиксированного уровня U2.

Но было бы проще напрямую измерить уровень U2 в сети 110 кВ, если она там регулярно присутствует.

12

Re: Вопрос по несимметричному режиму и отклонению напряжения на 110 кВ

Drop_point писал(а):
2020-10-06 09:29:50

Несимметричный режим это же не режим двухфазного КЗ.

Не КЗ, но почти!
Одна фаза обмотки треугольника присоединена к рельсу (заземление как бы отдельно), другая фаза на хх, а на третьей фазе нагрузка пусть 10 МВт на фазу-рельс, т.е. два сопротивления бесконечность, а на одной обмотке (27,5^2)/10 = 73 Ом ну или токи в двух по 0, а в одной 10000/27,5 = 364 А. чем не "неявное" ДКЗ?!

13

Re: Вопрос по несимметричному режиму и отклонению напряжения на 110 кВ

ПАУтина писал(а):
2020-10-06 13:49:02

Не КЗ, но почти!
Одна фаза обмотки треугольника присоединена к рельсу (заземление как бы отдельно), другая фаза на хх, а на третьей фазе нагрузка пусть 10 МВт на фазу-рельс, т.е. два сопротивления бесконечность, а на одной обмотке (27,5^2)/10 = 73 Ом ну или токи в двух по 0, а в одной 10000/27,5 = 364 А. чем не "неявное" ДКЗ?!

Можно по подробнее?

Фаза которая присоединена к рельсу, заземляется. Плюс вопрос ещё сколько рельсов заземляется один или два?
От трансформатора 40 МВА 110/27,5/10 (Y/D/Y) от стороны 27,5 кВ отходит 3 фазы. 1 фаза заземляется на рельсы (какая обычно это фаза?), 2-ая фаза подключается к нагрузке 10 МВт, 3-ая фаза не подключена.
Соответственно по логике нагружена 2-ая фаза, соответственно по ней ток нагрузки увеличивается, а напряжение неизменно? фаза?

14

Re: Вопрос по несимметричному режиму и отклонению напряжения на 110 кВ

dimarele писал(а):
2020-10-06 18:07:21

Можно по подробнее?

Подробней то можно, но в этом "формате" не рационально, поищите литературу по теме "контактные сети", "тяговые ПС" и "электровозы".
Оба рельса могут присоединяться в выводу обмотки любой из трёх обмоток через разъединитель и однофазный выключатель (чаще так), и так же любой другой вывод обмотки может присоединяться к токонесущему проводу, таким образом обеспечивается надёжное контактное соединение с электровозом. Рельс естественно в целях безопасности заземляется (представьте одна нога на земле, а другая на рельсе - и в лучшем случае импотент) и имеет соединение с заземляющим контуром самой тяговой ТП.
Присоединения фаз, для равномерного распределения нагрузки и кстати уменьшения несиметрии, чередуются на каждой ТПС. А для того что бы не было КЗ между проводами ТПС провода в близ имеют разрывы через разъединители.
В общих чертах так.

15 (2020-10-07 12:15:06 отредактировано RF7000)

Re: Вопрос по несимметричному режиму и отклонению напряжения на 110 кВ

Схема подключения группы тяговых подстанций к сети 110 - 220 и сети 27,5 кВ выглядит примерно так:
http://rzia.ru/uploads/images/10358/59c73bff205279d133954cce3c027213.jpg http://rzia.ru/uploads/images/10358/59c73bff205279d133954cce3c027213.jpg
Нагрузка там может быть как справа, так и слева от подстанции. Но и там и там она фактически случайная. В качестве примера, вот результаты регистрации токов правого и левого плеч питания тяговой подстанции на однопутном участке со средней интенсивностью движения поездов и отсутствием протяженных крутых подъемов и спусков
http://rzia.ru/uploads/images/10358/8ad505fea0aeeb0f0f8675a55a06508d.jpg http://rzia.ru/uploads/images/10358/8ad505fea0aeeb0f0f8675a55a06508d.jpg
Чтобы получить такие кривые расчётным путём требуется довольно сложное моделирование. Может быть в Вашем случае проще будет направление мощности обратной последовательности определить по результатам замеров и тем самым доказать, что несимметрия во внешней сети?

16 (2020-10-07 11:40:15 отредактировано retriever)

Re: Вопрос по несимметричному режиму и отклонению напряжения на 110 кВ

E---Zs--|-Zнагр
            |
            |---Zнагр.несим


Когда Zнагр > Zнагр.несим (нормальный режим),
то ток явно несимметричен, тогда U=E-Zs*I явно несимметрично
Когда Zнагр << Zнагр.несим (пуск), тогда ток почти весь определяется величиной Zнагр (двигателем), он почти симметричен, и несимметрия U=E-Zs*I исчезает.

Насчет влияния несимметрии мало что скажу, но есть такое подозрение, что если отклонения напряжений по фазам не очень большие (и при пуске отклонения пропадают), то двигатель в нормальном режиме крутиться будет более-менее.

Как-то озадачился вопросом, какой мощности максимум может быть поезд, получилось что-то около 10 МВт....
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0 … 0%B2%D0%B0

17

Re: Вопрос по несимметричному режиму и отклонению напряжения на 110 кВ

retriever писал(а):
2020-10-07 11:39:26

E---Zs--|-Zнагр
            |
            |---Zнагр.несим

да конечно всё так просто и сразу об этом писал.

Но пытливый ум, dimаrelе, не должен останавливаться на достигнутом, ведь кроме того, что вдруг и 4 секции покатится где-то 15...16 МВт, так эта дура, когда тормозит ещё и начинает энергию в зад отдавать, рекуперация называется, вот что нужно моделировать, а это же уже ЭДС несимметрии!!!

dimarelе! представляете всё как серьёзно?! ладно однофазную нагрузку, а тут какой-то источник!

Добавлено: 2020-10-07 22:44:12

RF7000 писал(а):
2020-10-07 09:25:28

Чтобы получить такие кривые расчётным путём требуется довольно сложное моделирование.

если это суточные графики фазных токов, то это не принципиально, нужно же выявлять возможные экстремумы и не токов, а несимметрию напряжений.
К сожалению потерял осциллограмму токов и напряжений (настраивал АЛАР), снята была на ПС 500/220 кВ на линии 220 кВ где-то в 100 км ТПС 220 кВ. искажения токов были огромные  при номинальном 5А было соотношение 0,6; 1,2; 2,3 и углы сикось-накось, на другой параллельной линии токи были практически симметричны, НО какой-либо несимметрии напряжений не наблюдалось, ну максимум на 0,01...0,05 В и углы ровно.

18

Re: Вопрос по несимметричному режиму и отклонению напряжения на 110 кВ

RF7000 писал(а):
2020-10-07 09:25:28

Чтобы получить такие кривые расчётным путём требуется довольно сложное моделирование. Может быть в Вашем случае проще будет направление мощности обратной последовательности определить по результатам замеров и тем самым доказать, что несимметрия во внешней сети?

Разрыв синей кривой (ток в фазе А) между 14 и примерно 17 часами фактически что означает?

19 (2020-10-07 19:29:42 отредактировано RF7000)

Re: Вопрос по несимметричному режиму и отклонению напряжения на 110 кВ

ПАУтина писал(а):
2020-10-07 13:44:12

если это суточные графики фазных токов, то это не принципиально, нужно же выявлять возможные экстремумы и не токов, а несимметрию напряжений.

Ну так экстремумы тоже стоит искать реальные. Так-то можно принять загрузку одной фазы трансформатора током 1,5 номинала (для трансформаторов ТДТНЖ допускается протекание такого тока в течении 10 минут, что как раз равно периоду усреднения К2u для ГОСТ 32144). Но, боюсь, слишком много получиться.

ПАУтина пишет:

К сожалению потерял осциллограмму токов и напряжений (настраивал АЛАР), снята была на ПС 500/220 кВ на линии 220 кВ где-то в 100 км ТПС 220 кВ. искажения токов были огромные  при номинальном 5А было соотношение 0,6; 1,2; 2,3 и углы сикось-накось, на другой параллельной линии токи были практически симметричны, НО какой-либо несимметрии напряжений не наблюдалось, ну максимум на 0,01...0,05 В и углы ровно.

Ну так это логично. На шинах 220 кВ ПС 500 кВ эквивалент явно меньше будет, чем на шинах ПС потребителя. А раз меньше сопротивление, то и падение напряжения при том же токе меньше будет.

Lekarь писал(а):
2020-10-07 18:55:00

Разрыв синей кривой (ток в фазе А) между 14 и примерно 17 часами фактически что означает?

Оперативное отключение фидерного выключателя.

20

Re: Вопрос по несимметричному режиму и отклонению напряжения на 110 кВ

RF7000 писал(а):
2020-10-07 19:28:03

Оперативное отключение фидерного выключателя.

отключение полюса на одной фазе так? полюс на другой фазе включен?