Применение синхронного генератора в системе по использованию избыточного магистрального давления жидкости

• Автор: Богачев, Александр Викторович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 156 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1 Система по использованию избыточного магистрального давления жидкости, как способ энергосбережения
1.1 Малая гидроэнергетика в России
1.2 Система по использованию избыточного магистрального давления жидкости (СИИД)
1.3. Проблемы использования асинхронного генератора(АГ) в системе по использованию избыточного давления
1.3.1. Включение асинхронного генератора на параллельную работу с сетью
1.3.2 Автономная работа асинхронного генератора
Глава 2 Включение синхронного генератора на параллельную работу с сетью
2.1 Самосинхронизация
2.2 Точная синхронизация
2.3 Математическое описание переходного процесса при включении синхронного генератора на параллельную работу с сетью
2.4 Исследование переходного процесса при включении синхронного генератора на параллельную работу с сетью с помощью компьютерной имитационной модели
2.5 Моделирование переходных процессов при включении синхронного генератора на параллельную работу
Глава 3 Устройства автоматической синхронизации синхронных генераторов с сетью
3.1 Автоматическая самосинхронизация
3.2 Точная автоматическая синхронизация
3.3 Выбор устройства автоматической синхронизации
3.4. Описание физической модели
Глава 4 Разработка системы возбуждения синхронного генератора
4.1 Выбор закона регулирования возбуждения синхронного генератора при параллельной работе
4.2 Моделирование схемы автоматического регулирования возбуждения при параллельной работе генератора
4.3 Выбор закона регулирования возбуждения синхронного генератора и моделирование системы автоматического регулирования возбуждения при автономной работе генератора
4.4 Разработка физической модели системы АРВ синхронного генератора
Глава 5 Технико-экономическая оценка замены асинхронного генератора синхронным
5.1 Сравнение массогабаритных показателей генераторов
5.2 Сравнение генераторов в различных режимах работы
5.3 Сравнение генераторов по стоимости
Заключение
Список литературы
Приложение 1. Расчет синхронного генератора
Приложение 2. Параметры серийных синхронных генераторов
Приложение 3. Код программы управления током возбуждения в инструментальном программном комплексе промышленной автоматизации СоОеБуз
Приложение 4. Акт о внедрении результатов диссертационной работы

Введение
Актуальность темы исследования. В России существует огромный потенциал повышения энергоэффективности производства, и тем самым уменьшения энергоемкости внутреннего валового продукта (ВВП). Однако для реализации этого потенциала, необходимы денежные инвестиции для повышения качества энергоустановок, технологических линий и систем. В тоже время, экономическая эффективность таких капиталовложений более высокая, по сравнению с другими (не энергосберегающими) проектами.
Так, в Московском энергетическом институте был предложен и реализован на практике способ получения электрической энергии за счет использования избыточного давления в системах централизованного теплоснабжения. На тепловых пунктах г.Москвы было установлено более 16 установок, реализующих данный способ, с использованием асинхронного генератора. Однако, длительный опыт эксплуатации таких установок, показал, что асинхронные генераторы имеют ряд значительных недостатков, которые привели в ряде случаев к аварийному останову установок.
Поэтому было решено разработать систему по использованию избыточного давления (СИИД) с использованием синхронного генератора вместо асинхронного. Использование синхронного генератора позволит повысить надежность и безотказность работы системы, увеличить выработку электроэнергии, ускорить окупаемость и продлить ресурс сопутствующего гидравлического оборудования.
Целью работы является разработка системы по использованию избыточного магистрального давления жидкости в системах централизованного тепло- и водоснабжения на базе синхронного генератора.
Разработка способа автоматической синхронизации синхронного генератора с сетью.

скольжением в обмотке возбуждения генератора наводится ЭДС, пропорциональная скольжению, представляющая опасность для изоляции обмотки. Поэтому перед включением эта обмотка должна быть замкнута на активное сопротивление (служащее для гашения поля генератора) или на якорь возбудителя. После включения подается нормальное возбуждение и нарастающий экспоненциально с постоянной времени цепи возбуждения при замкнутом статоре ток возбуждения создает нарастающий синхронный момент Мс, обеспечивающий втягивание генератора в синхронизм с электрической сетью. До подачи возбуждения на вал генератора действуют моменты: механический турбины Мм, средний асинхронный Мж и явнополюсности А/яп, обусловленный магнитной несимметрией ротора генератора в продольной и поперечных осях. Оба электромагнитных момента пропорциональны квадрату напряжения. Асинхронный момент имеет знак, зависящий от знака скольжения генератора, и действует всегда в сторону уменьшения скольжения. Благодаря своему большому значению (рис. 2.1) он быстро подтягивает генератор к области небольших скольжений, что является определяющим для успеха втягивания в синхронизм синхронным моментом [27, 28].
Рис. 2.1. Средние асинхронные моменты.
1 — неявнополюсные генераторы; 2 — явнополюсные генераторы с демпферной клеткой; 3 - явнополюсные генераторы без демпферной клетки Избыточный механический момент, относительно небольшой при холостом ходе генератора, в области больших скольжений легко подавляется большим