Создание математических цифровых моделей в системах электроснабжения металлургических предприятий

Цель проекта

Анализ причин увеличения времени плавки ДСП под током, увеличение удельного расхода электроэнергии, после замены сетевого трансформатора на ПС 220 кВ СТЗ, с выдачей рекомендаций, а также проведение комплексного анализа электротехнологического режима работы в схеме сети АО «Первоуральский новотрубный завод» с целью формирования модели для анализа фактических потерь и контроля достоверности работы узлов учёта.
Задачи проекта:
1. Исследование и сравнение характеристик выведенного из эксплуатации и вновь установленного трансформаторов с целью выявления наиболее вероятных причин увеличения удельного расхода электроэнергии и времени плавки и степени их влияния.
2. Изучение и анализ влияния погодных условий на увеличение удельного расхода электроэнергии и увеличения времени плавки.
3. Анализ влияния балансов реактивной мощности и качества электроэнергии на увеличение удельного расхода электроэнергии и увеличения времени плавки.
4. Документальное обследование электрической сети АО «Северский трубный завод» по классам номинального напряжения.
5. Формирование схемы замещения электрической сети АО «Северский трубный завод» с определение параметров всех элементов.
6. Формирование модели для расчета электрических режимов в схеме сети АО «Северский трубный завод» (максимальный, минимальный, средний режим).
7. Формирование модели для анализа фактических потерь и контроля достоверности работы узлов учёта.

Полученные результаты

1. Специфической особенностью электрической сети АО «Северский трубный завод» является не равномерная оснащенность сети измерительными комплексами, что, как следствие, приводит к слабой наблюдаемости и сложности формирования полной нагрузочной модели сети для расчетов электрических режимов.
2. Расчет режима работы сети в режиме минимальных нагрузок показал стабильные уровни напряжений в узлах электрической сети не выходящие за пределы регламентируемые ГОСТ-32144-2013 (допустимое отклонение ±10 % от номинального или согласованного уровней напряжения).
3. Расчет режима работы сети в режиме средних нагрузок также не показал отклонений уровней напряжений в узлах электрической за пределы регламентируемые ГОСТ-32144-2013. Сеть в этом режиме загружена неравномерно, а для отдельных участков наблюдается незначительное превышение значений длительно допустимых токов.
4. Режим максимальных нагрузок является наиболее тяжелым и наименее точным с точки зрения отражения состояния электрической сети. Механизм пропорционального распределения нагрузок, принятый в данной работе ввиду отсутствия данных измерений по каждому узлу, предполагает, что коэффициент одновременности максимумов нагрузки равен единице.
5. С целью применения сформированной в ходе работы расчетной схемы для управления режимом работы электрической сети АО СТЗ рекомендуется формирование развитой системы учета электроэнергии. Интеграция цифровой расчетной модели и системы автоматизированного учёта позволит выполнять оценку параметров установившегося режима электрической сети.
6. Описана математическая модель установившегося режима, основанная на уравнениях узловых напряжений и имеющая свои особенности в части задания параметров нагрузочных и генераторных узлов, ввода информации по ветвям элементов электрической схемы сети. Нагрузочные узлы, фильтрокомпенсирующие установки моделировались с использованием классических PQ узлов.
7. Актуализирована топология и модель электрической сети в ПК RastrWin. Модель корректировалась на основе подготовленных в рамках раздела 1 отчета параметров схемы замещения и параметров активной и реактивной мощностей в узлах электрической сети.
8. Получена и интегрирована в расчетную модель схема замещения (нового) печного трансформатора 120 МВА.
9. Выданы рекомендации о возможности замены печного трансформатора на комплексе ДСП АО СТЗ с 110 МВА на 120 МВА.