Обоснование и повышение энергетических показателей регулируемых электроприводов буровых установок

• Автор: Шевырев, Юрий Вадимович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 333 с. : ил.

ГЛАВА 1. РЕГУЛИРУЕМЫЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ БУРОВЫХ УСТАНОВОК
1.1. Общие сведения о буровых установках
1.2. Особенности регулируемых электроприводов главных буровых механизмов
1.3. Электроснабжение буровых установок
1.4. Влияние вентильного электропривода на электрическую сеть соизмеримой мощности
1.5. Регулирование реактивной мощности
1.6. Улучшение качества электроэнергии при работе
вентильного электропривода буровых установок
Выводы
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ БУРОВЫХ УСТАНОВОК С ФИЛЬТРО-КОМПЕНСИРУЮЩИМИ УСТРОЙСТВАМИ
2.1. Особенности математического описания и исследования систем соизмеримой мощности
2.2. Выбор типовых режимов работы буровых установок и определение электромеханических параметров электроприводов
2.3. Методика оценки эффективности дополнительных затрат на фильтро-компенсирующее устройство в составе электротехнического комплекса буровой установки
2.4. Методика выбора фильтро-компенсирующего устройства
Выводы

ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ УСТАНОВИВШИХСЯ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМАХ СОИЗМЕРИМОЙ МОЩНОСТИ С ВЕНТИЛЬНЫМИ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
3.1. Уравнения установившегося режима работы системы соизмеримой мощности
3.2. Аналитические зависимости между высшими гармониками фазного тока тиристорного преобразователя и напряжением сети
3.3. Нахождение высших гармоник выпрямленного тока при помощи преобразования Лапласа
3.4. Выпрямленное напряжение тиристорного преобразователя
3.5. Методика решения уравнений установившегося режима работы системы соизмеримой мощности
3.6. Обобщение уравнений связи на электропривод переменного тока
3.7. Сравнение методик расчёта установившихся режимов
Выводы
ГЛАВА 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМАХ СОИЗМЕРИМОЙ МОЩНОСТИ С ВЕНТИЛЬНЫМИ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
4.1. Уравнения электромеханических переходных процессов в системе соизмеримой мощности
4.2. Математическое описание электромеханических переходных процессов в автономной системе Диз-СГ-ТП-Д
4.3. Математическая модель дизеля
4.4. Оценка погрешности расчёта электромеханических переходных процессов по средним значениям
Выводы

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ АВТОНОМНЫХ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ БУРОВЫХ УСТАНОВОК С ФИЛЬТРОКОМПЕНСИРУЮЩИМИ УСТРОЙСТВАМИ СТУПЕНЧАТОГО
ТИПА
5.1 Математическая модель автономного электротехнического комплекса
5.2. Определение условий возникновения резонансных явлений в автономной системе Диз-СГ-ТП-Д
5.3. Влияние тиристорных электроприводов на сеть
5.4. Аналитические зависимости для коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения в системе Диз-СГ-ТП-Д
5.5. Влияние фильтро-компенсирующего устройства на нагрузку синхронного генератора и качество электроэнергии
5.6. Технико-экономическая оценка эффективности затрат на фильтро-компенсирующее устройство для автономного электротехнического комплекса буровой установки
5.7. Электромеханические переходные процессы в автономной системе Диз-СГ-ТП-Д
5.8. Технические требования к фильтро-компенсирующим устройствам электротехнических комплексов морских буровых установок
5.9.Результаты экспериментальных исследований влияния фильтро-компенсирующего устройства на энергетические показатели электротехнического комплекса буровой установки... 184 Выводы

пример MICRO-CAP V [132], MATLAB 6.0 [31, 37] и др. Применение подобных пакетов для расчёта по мгновенным значениям схем, содержащих преобразовательные устройства, рассмотрены в [31, 44, 45, 110, 123].
Основная проблема при решении дифференциальных уравнений, составленных относительно мгновенных значений, на ЭВМ заключается в больших затратах машинного времени, особенно в случае изучения переходных процессов при пуске тиристорного электропривода, который длится в исследуемых электроприводах иногда до нескольких секунд. Это затруднение вызвано большим порядком решаемой системы дифференциальных уравнений, который значительно возрастает при параллельной работе нескольких электроприводов и существенным различием постоянных времени в анализируемой системе. В то время как механическая постоянная времени электродвигателя может достигать нескольких десятых секунд, величины минимальных постоянных времени, определяющие длительность процессов коммутации тиристоров, равны нескольким сотым секунды. Шаг интегрирования при указанных соотношениях постоянных времени необходимо брать в соответствии с минимальными постоянными времени, что приводит к значительному возрастанию времени решения дифференциальных уравнений на ЭВМ. Следовательно, стремление к точному описанию систем указанного типа вступает в явное противоречие с возможностями решения на ЭВМ дифференциальных уравнений с точки зрения затрат машинного времени, особенно при многовариантных расчётах. Выходом из этого положения являются другие подходы к математическому описанию таких систем.
Одним из основных свойств исследуемых систем соизмеримой мощности является то, что электрические двигатели обладают большими механическими постоянными времени, в связи с чем они почти не успевают реагировать на практически мгновенные электромагнитные процессы в электрической части системы, связанные с коммутацией тиристоров. Поэтому можно считать, что изменение угловой скорости двигателей происходит под действием средних электромагнитных моментов. Тем самым при исследовании электромеханических переходных процессов, т.е. макропроцессов, достаточно ограничиться