ipolytechiPolytech JournaliPolytech Journal2782-40042782-6341Irkutsk National Research Technical University10.21285/1814-3520-2020-5-1053-1068ipolytech-436Research ArticleЭНЕРГЕТИКАPOWER ENGINEERINGИсследование самозапуска асинхронных двигателей 0,4 кВ собственных нужд электростанцийStudying self-starting of 0.4 kV induction motors of power plant auxiliary needsМаджидовА. Ш.MajidovA. Sh.

Маджидов Абдулло Шарифхуджаевич, аспирант

111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, 14

Abdullo Sh. Majidov, Postgraduate Student

14, Krasnokazarmennaya St., Moscow 111250

abdullomajidi@gmail.comНациональный исследовательский университет "Московский энергетический институт"РоссияNational Research University "Moscow Power Engineering Institute"Russian Federation20201211202024510531068Copyright © Маджидов А.Ш., 20202020Маджидов А.Ш.Majidov A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ipolytech.elpub.ru/jour/article/view/436

Цель работы – исследование обеспечения самозапуска асинхронных двигателей собственных нужд электростанций и подстанций, а также взаимного влияния двигателей друг на друга при кратковременных провалах напряжения и после восстановления напряжения на шинах, к которым подключены данные двигатели. Объектом исследований явилась действующая VIII секция мощностью 0,4 кВ системы собственных нужд с 9-ю асинхронными двигателями теплоэлектроцентрали № 1 г. Душанбе (Республика Таджикистан). Имитационное моделирование проводилось в программном комплексе Electrical Transient Analyzer Program (США) с использованием алгебраических и упрощенных дифференциальных уравнений для определения значений показателей статической и динамической устойчивости собственных нужд электростанций и подстанций. В результате моделирования определены значения показателей статической и динамической устойчивости системы собственных нужд электрических станций. На основании полученных результатов построены границы статической и динамической устойчивости собственных нужд электростанций и подстанций, а также определены условия реализации оптимального самозапуска, которые позволяют обеспечить бесперебойную работу ответственных механизмов с асинхронными двигателями при провалах напряжения. Разработанная методика для исследования самозапуска асинхронных двигателей собственных нужд электростанций и подстанций позволяет более точно определить значения напряжений статической устойчивости и время динамической устойчивости. Разработанная имитационная модель позволяет уточнить и определить успешность самозапуска асинхронного двигателя в системах собственных нужд электростанций и подстанций. Разработанная методика рекомендуется для более точного выбора параметров срабатывания релейной защиты и автоматики, а также технологических защит в системах собственных нужд электростанций и подстанций с асинхронными двигателями для более надежной работы основного и вспомогательного технологического оборудования.

The purpose of this work is to study the self-starting of induction motors for the auxiliary needs of power plants and substations as well as the mutual influence of motors on each other under short-term voltage dips and after voltage recovery on the buses to which these motors are connected. The object of the research is the operating VIII section with the capacity of 0.4 kV of the auxiliary service system with 9 induction motors of the heat and power plant no.1 in the city of Dushanbe (Republic of Tajikistan). Simulation modeling was carried out in the software package Electrical Transient Analyzer Program (USA) using algebraic and simplified differential equations to determine the values of indicators of static and dynamic stability of auxiliary needs of power plants and substations. As a result of modeling, the values of indicators of static and dynamic stability of the auxiliary needs system of power stations are determined. Based on the results obtained the margins of static and dynamic stability of auxiliary needs of power plants and substations are constructed and the conditions for implementing the optimal self-start, which allow to ensure uninterrupted operation of responsible mechanisms with induction motors at voltage dips are determined. The developed methods for studying the self-starting of power plant and substation auxiliary need induction motors ensures more accurate determination of the values of static stability voltages and dynamic stability time. The developed simulation model allows to specify and determine the success of induction motor self-starting in the systems of power plant and substation auxiliary needs. The developed methods are recommended for more precise selection of operating values for relay protection and automation as well as technological protection in the systems of auxiliary needs of power plants and substations with induction motors for more reliable operation of the main and auxiliary technological equipment.

самозапускасинхронный двигательсобственные нуждыустойчивостьтехнологическая защитатепловая электростанцияself-startinginduction motorauxiliary needsstabilityprocess protectionsthermal power plantReferencesСтыскин А.В., Уразбахтина Н.Г. Моделирование и анализ возможности самозапуска асинхронных двигателей собственных нужд // Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2017. Т. 13. № 1. С. 43–49.Styskin AV, Urazbahtina NG. Modeling and analysis of opportunities self induction motors own needs. Elektrotekhnicheskie i informacionnye kompleksy i sistemy = Electrical Facilities and Systems. 2017;13(1):43–49. (In Russ.)Mazurenko L.I., Vasyliv K.M., Dzhura O.V. Mathematical model and working regimes of induction motors operating within thermal power stations // Tekhnichna elektrodynamika. 2018. No. 4. P. 79–83. https://doi.org/10.15407/techned2018.04.079Mazurenko LI, Vasyliv KM, Dzhura OV. Mathematical model and working regimes of induction motors operating within thermal power stations. Tekhnichna elektrodynamika = Tekhnichna elektrodynamika. 2018;4:79–83. https://doi.org/10.15407/techned2018.04.079Пузаткин Р.А., Гоппе Г.Г., Павлов В.Е. Сравнительная оценка условий самозапуска электроприводов технологической установки при двух вариантах математической модели асинхронного двигателя // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2010. 5. C. 249–255.Puzatkin RA, Goppe GG, Pavlov VE. Comparative evaluation of self-starting conditions of technological plant electric drives in two variants of the mathematical model of an induction motor. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta = Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2010;5:249–255. (In Russ.)Zheng Fan, Sun Shuqin, Zhou Lei, Liu Wenping, Wang Jian, Han Liang. Study on Large Asynchronous Motor Starting Check for Auxiliary Power System // 2010 AsiaPacific Power and Energy Engineering Conference. 2010. https://doi.org/10.1109/APPEEC.2010.5448843Zheng Fan, Sun Shuqin, Zhou Lei, Liu Wenping, Wang Jian, Han Liang. Study on large asynchronous motor starting check for auxiliary power system. In: 2010 Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference. 2010. https://doi.org/10.1109/APPEEC.2010.5448843Георгиади В.Х., Курбангалиев У.К., Соколов В.Л., Церазов А.Л. Анализ методов расчета режимов самозапуска электродвигателей собственных нужд электростанций // Электрические станции. 1987. № 5. С. 31–34.Georgiadi VKh, Kurbangaliev UK, Sokolov VL. Analysis of calculation methods of self-starting modes for power plant auxiliary need motors. Elektricheskie stantsii. 1987;5:31–34. (In Russ.)Syvokobylenko V.F., Tkachenko S.N. The mathematical model of an induction machine in terms of the skin effect in the rotor and the saturation of magnetic circuits // X International Conference on Electrical Power Drive Systems. 2018. https://doi.org/10.1109/ICEPDS.2018.8571608Syvokobylenko VF, Tkachenko SN. The mathematical model of an induction machine in terms of the skin effect in the rotor and the saturation of magnetic circuits. In: X International Conference on Electrical Power Drive Systems. 2018. https://doi.org/10.1109/ICEPDS.2018.8571608Георгиади В.Х. Об оценке успешности самозапуска электроприводов СН ЭС по назначению начального напряжения // Электрические станции. 1987. № 3. С. 48–52.Georgiadi VKh. On self-start success assessment of power plant auxiliary need electric drive by initial voltage setting. Elektricheskie stantsii. 1987;3:48–52. (In Russ.)Маджидов А.Ш., Гусев Ю.П. Влияние провалов напряжения на работу асинхронных двигателей // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: тез. докл. XXIV Междунар. науч.-техн. конф. студ. и асп. (г. Москва, 15–16 марта 2018 г.). М.: Изд-во «Радуга», 2018. С. 1041.Madzhidov ASh, Gusev YuP. Power fail effects on induction motor operation. In: Radioelektronika, elektrotehnika i energetika: tezisy dokladov XXIV mezhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii studentov i aspirantov = Radioelectronics, electrical engineering and power engineering: abstracts of the reports of XXIV International scientific and technical conference of students and postgraduates. 15–16 March 2018, Moscow. M.: Raduga; 2018, p. 1041. (In Russ.)Boglietti A., Cavagnino A., Ferraris L., Lazzari M. Induction motor equivalent circuit including the stray load losses in the machine power balance // IEEE Transactions on Energy Conversion. 2008. Vol. 23. Issue 3. Р. 796–803. https://doi.org/10.1109/TEC.2008.921467Boglietti A, Cavagnino A, Ferraris L, Lazzari M. Induction motor equivalent circuit including the stray load losses in the machine power balance. IEEE Transactions on Energy Conversion. 2008;23(3):796–803. https://doi.org/10.1109/TEC.2008.921467Маджидов А.Ш. Самозапуск асинхронных двигателей агрегатов собственных нужд ТЭЦ // Информационные технологии, энергетика и экономика: сб. тр. XVI Междунар. науч.-техн. конф. студ. и асп. (г. Смоленск, 25–26 апреля 2019 г.). Смоленск, 2019. Т. 1. С. 40–43.Madzhidov ASh. Self-start of induction motors of CHPP own need units. In: Informatsionnye tekhnologii, energetika i ekonomika: sbornik trudov XVI mezhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii studentov i aspirantov = Information technologies, power engineering and economy: Collected papers of XVI international scientific and technical conference of students and postgraduates. 25–26 April 2019, Smolensk. Smolensk: National Research University; 2019, vol. 1, p. 40–43. (In Russ.)Pedra J. On the Determination of induction motor parameters from manufacturer data for electromagnetic transient programs // IEEE Transactions on Power Systems. 2008. Vol. 23. Issue 4. 1709–1718. https://doi.org/10.1109/TPWRS.2008.2002293Pedra J. On the Determination of induction motor parameters from manufacturer data for electromagnetic transient programs. IEEE Transactions on Power Systems. 2008;23(4):1709–1718. https://doi.org/10.1109/TPWRS.2008.2002293Маджидов А.Ш., Гусев Ю.П. Влияние провалов напряжения на работу агрегатов собственных нужд ТЭЦ // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: тез. докл. XXV Междунар. науч.-техн. конф. студ. и асп. (г. Москва, 14–15 марта 2019 г.). М.: Изд-во «Радуга», 2019. С. 981.Madzhidov ASh, Gusev YuP. Influence of voltage dips on the operation of CHPP auxiliary need units. In: Radioelektronika, elektrotehnika i energetika: tezisy dokladov XXV mezhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii studentov i aspirantov = Radioelectronics, electrical engineering and power engineering: abstracts of the reports of XXV International scientific and technical conference of students and postgraduates. 14–15 March 2019, Moscow. M.: Raduga; 2019, p. 981. (In Russ.)Sivokobylenko V.F. Improvement of a double-circuit equivalent circuit of the deep-slot induction motors // Tekhnichna elektrodynamika. 2016. No. 3. P. 48–54. https://doi.org/10.15407/techned2016.03.048Sivokobylenko VF. Improvement of a double-circuit equivalent circuit of the deep-slot induction motors. Tekhnichna elektrodynamika. 2016;3:48–54. https://doi.org/10.15407/techned2016.03.048Boglietti A., Cavagnino A., Ferraris L., Lazzari M. Induction motor equivalent circuit including the stray load losses in the machine power balance // IECON 2007 – 33rd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society. 2007. https://doi.org/10.1109/IECON.2007.4459901Boglietti A, Cavagnino A, Ferraris L, Lazzari M. Induction motor equivalent circuit including the stray load losses in the machine power balance. In: IECON 2007 – 33rd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society. 2007. https://doi.org/10.1109/IECON.2007.4459901Славутский А.Л. Моделирование режима выбега и самозапуска асинхронного двигателя в составе узла комплексной нагрузки // Вестник Чувашского университета. Электротехника и энергетика. 2018. № 3. С. 132–138.Slavutskiy A. Simulation of the running-out mode and self-starting of induction motor in the complex load node. Vestnik Chuvashskogo universiteta. Elektrotekhnika i energetika = Vestnik Chuvashskogo universiteta. Electrical Technology and Power Engineering. 2018;3:132–138. (In Russ.)Жилин Б.В. Управление выбегом электродвигателей для обеспечения успешного самозапуска // Известия Тульского государственного университета. Серия: Технические науки. 2019. № 11. С. 110–115.Zhilin BV. Electric motor control for ensuring a successful self-entry. Izvestiya Tul'skogo Gosudarstvennogo Universiteta. Seriya: Tekhnicheskie nauki = Izvestiya Tula State University. Series: Technical Science. 2019;11:110–115. (In Russ.)Пакирдинов Р.Р., Осмонов А.А., Амиров Н.А., Козубаев К.Б. Исследование приводов собственных нужд электрических станций на самозапуск при работе АВР // Известия Ошского технологического университета. 2019. № 1. С. 144–150.Pakirdinov RR, Osmonov AA, Amirov NA, Kozubaev KB. Investigation of the drives of their own needs of power stations for self-starting when the automatic input reserve is working. Izvestiya Oshskogo Tekhnologicheskogo Universiteta. 2019;1:144–150.Маджидов А.Ш., Гусев Ю.П. Метод эквивалентирования асинхронных двигателей для расчетов тока короткого замыкания в системе собственных нужд // Вестник Чувашского университета. Электротехника и энергетика. 2020. № 3. С. 102–115. https://doi.org/10.47026/1810-1909-2020-3-102-115Majidov ASh, Gusev YuP. Method of asynchronous engines equivalency for calculating short circuit current in a system of balance-of-plant needs. Vestnik Chuvashskogo universiteta. Elektrotekhnika i energetika = Vestnik Chuvashskogo universiteta. Electrical Technology and Power Engineering. 2020;3:102–115. (In Russ.) https://doi.org/10.47026/1810-1909-2020-3-102-115ОАО «Душанбинская ТЭЦ» // ОАХК «Барки Точик» [Электронный ресурс]. URL: http://www.barqitojik.tj/about/dependents/generation/256/196292/ (16.06.2020).Dushanbe CHP OJSC. OAHK “Barki Tochik”. Available from: http://www.barqitojik.tj/about/dependents/generation/256/196292/ [Accessed 16th June 2020].Гусев Ю.П., Каюмов А.Г., Маджидов А.Ш. Современные программные комплексы для расчета коротких замыканий // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2020. № 7. [Электронный ресурс]. URL: https://panor.ru/articles/sovremennye-programmnyekompleksy-dlya-rascheta-korotkikh-zamykaniy/44660.html (16.06.2020).Gusev YuP, Kayumov AG, Majidov ASh. Modern software systems for calculating short circuits. Elektrooborudovanie: ekspluataciya i remont. 2020;7. Available from: https://panor.ru/articles/sovremennye-programmnyekompleksy-dlya-rascheta-korotkikh-zamykaniy/44660.html [Accessed 16th June 2020]. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.