Усовершенствование устройств распределения активных нагрузок судовых синхронных генераторов

• Автор: Комлев, Антон Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 142 с. : ил.

Оглавление
Введение
1 Устройства распределения активных нагрузок между судовыми синхронными генераторами
1.1 Способы распределения активных нагрузок
1.2 Анализ устройств автоматического распределения активных нагрузок судовых синхронных генераторов
1.2.1 Устройство распределения активной мощности типа УРМ-
1.2.2 Блок распределения активных нагрузок генераторов БРИГ
1.2.3 Регулятор частоты и активной мощности типа РЧМ
1.2.4 Микропроцессорные системы управления активной мощностью синхронного генератора
1.3 Выводы по главе
2 Измерительные преобразователи переменного тока
2.1 Особенности работы измерительных преобразователей тока в СЭЭС
2.2 Анализ разновидностей измерительных преобразователей тока, применяемых для измерения больших токов
2.2.1 Трансформаторы тока
2.2.2 Измерительные преобразователи тока на основе эффекта Холла
2.2.3 Оптические измерительные преобразователи тока
2.2.4 Дифференцирующие индукционные преобразователи тока
2.3 Выводы по главе
3 Разработка и анализ измерительных преобразователей активного тока с ДИПТ для УРА11 судовых синхронных генераторов
3.1 Однофазный измерительный преобразователь активного тока
3.2 Трехфазный измерительный преобразователь активного тока
3.3 Работа трехфазного измерительного преобразователя активного тока при несимметричной нагрузке синхронного генератора
3.4 Выводы по главе

4 Разработка ДИПТ для электрооборудования с напряжением до 1 кВ и номи-
нальными токами до 1 кА и моделирование измерительных преобразователей активного тока, основанных на применении таких ДИПТ
4.1 Разработка конструкции и расчет параметров ДИПТ для релейной защиты и автоматики в сетях с напряжением до 1 кВ
4.2 Моделирование однофазного измерительного преобразователя активного тока с ДИПТ
4.3 Моделирование трехфазного измерительного преобразователя активного тока с ДИПТ
4.4 Выводы по главе
5 Экспериментальные исследования УРАН с ДИПТ
5.1 Назначение экспериментальных исследований
5.2 Описание лаборатории судовых электроэнергетических систем ДВФУ
5.3 Регулирование тока возбуждения серводвигателя СГ
5.4 Конструктивные особенности, параметры и характеристики ИПАТ
5.5 Экспериментальное исследование однофазного УРАН с ДИПТ при параллельной работе синхронных генераторов
5.6 Экспериментальное исследование трехфазного УРАН с ДИПТ при параллельной работе синхронных генераторов
5.7 Выводы по главе
Заключение
Список условных сокращений
Список литературы
Приложение А. Патент «Устройство для измерения активного тока»

Введение
Актуальность работы. Для рационального использования синхронных генераторов (СГ) при параллельной работе необходимо, чтобы общая активная нагрузка (мощность) распределялась между ними пропорционально их номинальным мощностям. В судовых электроэнергетических системах (СЭЭС) выполнение этого условия обеспечивают устройства распределения активных нагрузок (УРАН) или мощности.
Точность и быстродействие УРАН во многом зависят от входящих в их состав измерительных преобразователей активной мощности или тока (ИПАТ). Существующие ИПАТ в УРАН имеют ряд значимых недостатков, обусловленных применением в них трансформаторов тока (ТТ). Это большие массогабаритные характеристики ИПАТ, увеличивающиеся с ростом номинального тока и напряжения ТТ, большие погрешности измерения, связанные с влиянием насыщения, остаточной намагниченности, гистерезиса магнитного сердечника ТТ и апериодической составляющей измеряемого тока. Для согласования уровня сигнала 1-5 А, получаемого от ТТ, с параметрами УРАН необходимо применение вторичного измерительного преобразователя тока и других согласующих устройств, что усложняет схему УРАН. Использование ТТ в современных высокоточных микропроцессорных УРАН значительно снижает эффективность таких УРАН. Поэтому задача усовершенствования УРАН, путем замены ТТ другими измерительными преобразователями тока (ИПТ), в настоящее время является весьма актуальной.
Степень разработанности темы исследования. Вопрос усовершенствования УРАН СГ рассматривался в отечественных работах следующих авторов: Н.В. Константинов, Н.И. Овчаренко, В.В Миронов, Г.И. Китаенко, Л.Н. Дудченко и др. Имеется ряд зарубежных публикаций по этой теме следующих авторов: Г. Олсон, И. Болдея, М.М. Ислам, Хамди Ахмед Ашур и др. В большинстве этих работ рассматриваются способы оптимизации распределения активных нагрузок СГ, усовершенствование блоков обработки электрических сигналов УРАН, но не осве-

В качестве измерительных преобразователей используются трансформаторы тока с током вторичной обмотки 3-7 А, сигналы с которых заводятся на зажимы 4-5, 6-7, 8-9 устройства (рисунок 1.20). Далее напряжение, пропорциональное току каждой фазы, поступает в умножители, где получают сигнал, пропорциональный активной мощности, умножением тока каждой фазы на cosq) и суммированием. После усиления, сигнал, пропорциональный активной мощности генератора, поступает в схему сравнения, где он сравнивается с уставкой или с сигналами от других генераторов (в зависимости от режима работы — статический или астатический). Рассогласование этих сигналов поступает на выход к регулятору скорости. Выходное смещение действует до тех пор, пока значения нагрузок не уравняются [32].
Помимо специализированного устройства распределения нагрузки LSM, компания Woodward производит многофункциональный микропроцессорный блок управления генератором EGCP-2, схемы подключения и внешняя панель которого изображены на рисунке 1.21 [33]. Устройство EGCP-2 предназначено для