Исследование и управление качеством электрической энергии синхронных генераторов автономных энергоустановок

• Автор: Баловнев, Денис Иванович
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Смоленск
• Количество страниц: 219 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Современное состояние и перспективы развития автономных энергетических установок.

1.1.1. Общая структура автономных энергетических установок.

1.1.2. Приводные двигатели для автономных энергоустановок

1.1.3. Электрические генераторы для автономных энергоустановок

1.2. Анализ качества электрической энергии

1.2.1. Показатели качества электрической энергии

1.2.2. Влияние ухудшения качества электрической энергии на потребителя
1.2.3. Анализ причин ухудшения качества электрической энергии
1.2.4. Методы улучшения качества электрической энергии 3
1.3 Обзор методов для исследования качества электрической энергии
автономных энергоустановок
1.4. Основные выводы. Постановка задачи
2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ И КОМПЬЮТЕРНЫЕ МОДЕЛИ ДЛЯ АНАЛИЗА КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ АВТОНОМНОЙ ЭНЕРОУСТАНОВКИ
2.1. Выбор структуры математической модели автономной энергоустановки
2.2. Математическая модель неявнополюсного синхронного генератора
2.3. Математические модели элементов системы возбуждения синхронного генератора
2.3.1. Математическая модель синхронного возбудителя
2.3.2. Математическая модель регулятора возбуждения

2.4. Математическая модель приводного двигателя
2.5. Математические модели элементов нагрузки
2.5.1. Математическая модель активно-индуктивной нагрузки
2.5.2. Математическая модель асинхронного двигателя
2.6. Математическая модель автономной энергоустановки
2.7. Компьютерная модель автономной энергоустановки
2.7.1. Выбор программного продукта
2.7.2. Компьютерная модель бесконтактного синхронного генератора
2.7.3. Компьютерная модель газотурбинного двигателя
2.7.4. Компьютерные модели автономной энергоустановки с различными типами нагрузки
2.8. Выводы
3. УТОЧНЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ НЕЯВНОПОЛЮСНОГО СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА
3.1. Определение активных и индуктивных параметров неявнополюсного синхронного генератора
3.2. Учет насыщения магнитной системы неявнополюсного синхронного генератора
3.3. Учет реальной геометрии магнитопроводов неявнополюсного синхронного генератора
3.4. Компьютерная реализация метода расчета коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения
3.5. Выводы
4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ НЕЯВНОПОЛЮСНОГО СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА
4.1. Методика эскизного проектирования
4.2. Выбор линейной нагрузки при проектировании НЯСГ
4.3. Алгоритм проектирования неявнополюсного синхронного генератора и его компьютерная реализация

4.4. Управление качеством электрической энергии на стадии проектирования синхронных генераторов
4.5. Результаты проектирования синхронных генераторов * 4.5.1. Результаты оптимизации генератора серии ВСГ
4.5.2. Сравнение синхронных генераторов с явнополюсным и неявнополюсным ротором
4.6. Выводы
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
5.1. Установившиеся отклонения напряжения и частоты
5.2. Переходные отклонения напряжения и частоты
5.3. Коэффициент искажения синусоидальной кривой напряжения
5.4. Коэффициент небаланса напряжения при несимметричной нагрузке фаз
5.5. Коэффициент амплитудной модуляции напряжения
5.6. Экспериментальные исследования
5.7. Выводы Заключение Литература Приложение 1 Приложение 2 Приложение 3 Приложение

Во второй группе находятся осветительные приборы. Люминесцентные разрядные лампы и в особенности флюоресцентные трубчатые осветительные приборы имеют резко нелинейную характеристику и
* генерируют существенные гармоники тока нечетных порядков. В трехфазной
четырехпроводной сети гармоники, кратные трем, в основном добавляются в нейтраль, и среди них преобладает третья гармоника [29].
К третьей группе можно отнести различное электронное оборудование, которое в последнее время получает все большее распространение, являясь не только крупным потребителем электрической энергии, но и одним из основных виновников ухудшения КЭ.
Компьютеры и цветные телевизоры возглавляют список, который также включает электронные балластные сопротивления для газоразрядных ламп, зарядные устройства и блоки питания, электронные системы управления электродвигателями и разнообразными промышленными и бытовыми нагрузками [30]. Отдельно бы хотелось выделить преобразовательные устройства, использующие управляемые и

неуправляемые силовые выпрямители, которые приводят к значительному увеличению гармоник напряжения и тока в широком диапазоне частот [31].
Кроме того, многие потребители могут иметь однофазный характер, а это приводит к искажению симметрии трехфазной системы напряжений.
Касаясь аварийных и нештатных режимов работы, следует отметить, что они также оказывают существенное влияние на КЭ и требуют устранения во время эксплуатации. Рассмотрение аварийных и нештатных режимов выходит за рамки данной работы.
1.2,4. Методы улучшения качества электрической энергии

Меры по улучшению КЭ в энергетической системе можно разбить на две большие группы.