Передача электрической энергии от электростанций к потребителям по воздушным ЛЭП-750, 500 и 330 кВ неизбежно связана с кратковременными нарушениями электроснабжения потребителей (в виде провалов и исчезновений напряжения), которые возникают из-за старения основных фондов, коротких замыканий (КЗ) в питающих сетях, грозовых повреждений ЛЭП, КЗ в кабельных линиях напряжением 110 и 10 кВ. Нарушения электроснабжения, которые привели к остановам основных производств Оскольского электрометаллургического комбината (ОЭМК), связаны с возмущениями, возникающими в энергосистемах ЕНЭС, и приводят к резкому снижению надежности энергосистем ФСК ЕЭС.
Для повышения надежности систем электроснабжения металлургических предприятий разработана методика расчета остаточных напряжений в различных точках распределительной сети 110-10-6-0,4 кВ с несколькими источниками питания. Описан программный комплекс по расчету нормальных, аварийных и послеаварийных режимов работы потребителей системы промышленного электроснабжения (СПЭ) при наличии замкнутых контуров и большого числа подстанций с высшим напряжением 110 кВ.
Система дифференциальных уравнений СПЭ металлургических предприятий превышает 500 уравнений, используемых для расчета провалов напряжения в сложнозамкнутых сетях металлургических предприятий. Для реализации расчетов в настоящем исследовании использованы упрощенные уравнения Парка-Горева. С их помощью смоделированы характеристики провала напряжения (ПН), включая:
– моделирование реальной структуры и конфигурации СПЭ с учетом фактического режима работы электрооборудования, подключенного вплоть до шин 0,4 кВ. Модель исследуемой СПЭ должна отражать ее так подробно, чтобы выполненные расчеты дали возможность определять не только напряжения, токи, мощности в интересующих узлах, но и отклонения этих параметров от нормальных установившихся значений. Для этого был использован программный комплекс URRZK;
– математическую модель расчета переходных процессов при КЗ, основанную на системе дифференциальных уравнений пятого порядка для учета каждого синхронного двигателя (СД); систему из трех дифференциальных уравнений для учета каждого асинхронного двигателя (АД);