Моделирование и анализ частотно-регулируемого электропривода питательного насоса энергоблока с ВВЭР-1000

• Автор: Каревский, Дмитрий Валериевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 175 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.;
Глава 1 Анализ возможности повышения энергоэффективности оборудования энергоблока АЭС
1.1 Обзор современных исследований по внедрению энергосберегающих тех- . пологий при производстве электроэнергии
1.2 Работа энергоблока АЭС при полной и частичной нагрузке
1.3 Описание объекта исследования
1.3.1 Питательные насосы в структуре механизмов собственных нужд энергоблокам
1.3.2 Выбор типа привода питательного насоса
1.4 Анализ частотного регулирования производительности
1.4.1 Работа насоса на сеть с противодавлением
1.4.2 Способы регулирования производительности.насоса
1.4.3 Критерии оптимального регулирования электропривода механизма с вентиляторной характеристикой
1.4.4 Определение режимов максимальной производительности электропривода насоса
Выводы
Глава 2 Математическое моделирование й анализ электропривода питательного насоса
2.1. Математическая модель асинхронного двигателя
2.2.. Математическая модель центробежного насоса
2.3. ’ Математическое описание паропроизводящей установки. Д...92.
2.3.1 Модель трубопровода
2.3.2 Модель парогенератора
2.4 Выбор типа преобразователей для частотно-регулируемых электроприво-. дов.ДД
Выводы

Глава 3 Исследование системы автоматического управления электроприводом
питательного насоса по схеме ПЧ-АД
3.1 Анализ статической и динамической устойчивости систем ПЧ-АД
3.2 Учет больших инерционных масс при пуске двигателя
3.3 Структура автоматической системы регулирования мощности
3.3.1 Особенности различных программ регулирования мощности
3.3.2 Трехимпульсная АСР уровня воды в парогенераторе
3.3.3 Выбор и принцип работы датчиков измеряемых параметров
3.4 Синтез регуляторов при различных программах регулирования
Выводы
Глава 4 Разработка и исследование структурной модели электропривода питательного насоса
4.1 Синтез структурной модели электропривода в пакете Matlab
4.1.1 Применение регулятора по программе р2 = const
4.1.2 Применение регулятора по программе р2
4.2 Анализ рабочих характеристик электропривода при отработке случайных возмущающих воздействий
4.3 Расчет сокращения энергопотребления при участии энергоблока в регулировании графика нагрузки
Выводы
Заключение
Список литературы

: ' ' ВВЕДЕНИЕ.' ' '
Актуальность темы
Одним из важнейших элементов АЭС с ВВЭР является парогенератор, в котором за-счет тепловой энергии, выделяемой в реакторе, образуется пар, подаваемый, под большим давлением в паровую турбину..Производительность парогенератора в большой степени зависит от режима функционирования пита1 тельных насосов, обеспечивающих подачу воды в парогенератор; Эффектив-ность работы последних, с точки зрения энергопотребления, определяется качеством управления-и регулирования электропривода насоса. Например, питательные насосы, энергоблока АЭС с ВВЭР-1000 потребляют около 1,5% производимой электроэнергии. В-условиях неравномерности суточного графика нагрузок использование системы преобразователь частоты-— асинхронный двигатель (ПЧ-АД) позволяет.уменьшить, этот показатель, и тем самым увеличить выработку полезной'энергии; Однако, наряду.с экономичностью, большое знат. чение играет обеспечение надежной, безаварийной работы электростанции. Разработка способов и систем высоконадежного управления приводом насоса с-. учетом неравномерности нагрузки, а также возможного изменения внутренних, параметров энергоблока дает возможность обеспечить высокий уровень, качества'и.надежности всей паропроизводящей установки; а именно обеспечить, неиз-менный уровень воды в парогенераторе во всех режимах работы энергоблока. В связи с'.этим задача-, дальнейшего- совершенствования, математических средств, анализа; синтеза.и регулирования. питательных насосов на базе системы. ЦЧ-АД;. обеспечивающих, высокий уровень надежности/и: .энергосберегающего управления ,сложными технологическими .объектами в рамках' систем' водоснабжения тепловых генерирующих комплексов является актуальной.'
Тематика; диссертации соответствует одному из основных научных направлений Воронежского государственного технического университета «Программно-аппаратные электротехнические' комплексы и .системы» (ГБ2004.18 «Разработка информационных технологий автоматизированного проектирования и управления-сложными электромеханическими системами»).

где R - коэффициент сопротивления сети, зависящий от протяженности сети, величины поперечного сечения каналов, вязкости, наличия местных сопротивлений;
HCT- статический напор, м;
Q - подача, м3/ч.
При отсутствии противодавления уравнение характеристики сети имеет вид [8]:
H = R-Q2. (1.23)
Для получения характеристик насоса проводят стендовые испытания опытного насоса в различных условиях всасывания, при различных напорах, подачах и мощностях по всему диапазону характеристик. Полученные характеристики опытного образца пересчитываются для натурного насоса по формулам подобия. При подборе насоса необходимо учитывать форму напорной характеристики. Крутизна напорной характеристики определяется отношением
1с=Нтт~~Н-А- Л00, (1.24)

где НА - напор в рабочей точке А характеристики;
Нтах - максимальная точка по напорной характеристике насоса.
В различных системах АЭС в целях увеличения давления (напора) или подачи применяются последовательные или параллельные соединения совместно работающих насосов на общую сеть. Последовательное соединение насосов (рис. 1.18а) применяется для увеличения напора в случаях, когда один насос не может создать требуемого напора. Общая напорная характеристика строится путем суммирования ординат характеристик отдельных насосов I и II при Q = const. Пересечение суммарной характеристики I + II с характеристикой сети является рабочей точкой А, с координатами подачи QA и суммарного напора
Ні + Нп насосов. При последовательном соединении нескольких насосов не-