Исследование параллельной работы синхронных и асинхронизированных турбогенераторов на тепловых электростанциях

• Автор: Сокур, Павел Вячеславович
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 188 с. : ил.

Содержание
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Обзор методов и результатов исследований, разработки и промышленной эксплуатации асинхронизированных турбогенераторов

1.1 Обзор исследований и разработок в области асинхронизированных турбогенераторов.

1.2 Структура А СТГ

1.3 Основные технические характеристики и параметры выпускаемых и разработанных АСТГ.

1.4 Надежность работы асинхронизированного турбогенератора.

Глава 2. Разработка математической модели электрической схемы электростанции.

2.1 Постановка задачи

2.2 Модель асинхронизированного турбогенератора

2.3 Модель системы возбуждения асинхронизированного турбогенератора
2.4 Модель синхронного турбогенератора.
2.5 Модель системы возбуждения синхронного турбогенератора
2.6 Модель регулятора турбины
2.7 Модель простейшей электрической схемы электростанции
2.8 Универсальная модель электрической схемы электростанции
Глава 3. Установившиеся режимы работы асинхронизированного ту рбогенератора на примере ТЭЦ Мосэнерго.
3.1 Постановка задачи.
3.2 Установившиеся режимы работы электростанции
3.3 Установившиеся режимы работы электростанции при работе АСТГ в асинхронном режиме
Содержание
Глава 4. Исследование динамической устойчивости электростанции с параллельно работающими синхронными и асинхронизированными турбогенераторами.
4.1 Постановка задачи.
4.2 Динамическая устойчивость электростанции в упрощенной схеме.
4.3 Динамическая устойчивость электростанции в электрической схеме, приближенной к реальной
4.3.1 Динамическая устойчивость электростанции на примере ТЭЦ Мосэнерго.
4.3.2 Динамическая устойчивость электростанции при работе ЛСТГ в асинхронном режиме
Глава 5. Оптимизация алгоритмов, структуры и настроек системы управления ЛСТГ.
5.1 Постановка задачи.
5.2 Резервные режимы работы асинхронизированного турбогенератора.
5.2.1 Исходный режим работы асинхронизированный ЛСГ
5.2.2 Исходный режим асинхронный ЛГ.
5.2.3 Исходный режим синхронный с двумя обмотками возбуждения СГ2 .
5.2.4 Исходный режим синхронный с одной обмоткой возбуждения или СГЧ
5.2.5 Предлагаемые алгоритмы и рекомендации.
5.3 Компьютерный стенд для наладки регуляторов возбуждения синхронных и асинхронизированных турбогенераторов
5.3.1 Разработка стенда.
5.3.2 Реверс тока в системе возбуждения турбогенератора ТЗФА0.
5.4 Влияние выбора опорного сигнала напряжения на динамическую устойчивость АСТГ
Заключение
ЛИТЕРАТУРА


Опыт проектирования АСТГ различной мощности показал, что по ряду причин, прежде всего конструктивного характера, не всегда удается создать “классическую” структуру с двумя обмотками возбуждения под углом °. Преимущественно это касается невозможности размещения ортогональных обмоток возбуждения на роторе без некоторого увеличения типовых габаритных размеров турбогенератора (прежде всего диаметра ротора и внешнего диаметра сердечника статора). Могут быть разработаны конструкции АСТГ, свойства которых в определенной мере отличаются от свойств “классических” АСТГ, но, тем не менее, могут найти эффективное применение в энергетике [,]. Габаритные размеры АСТГ могут быть ограничены исходя из требования обеспечения взаимозаменяемости статоров АСТГ и его синхронного аналога или из-за необходимости установки АСТГ на тот же фундамент, что и заменяемый им синхронный турбогенератор. Предельные диаметры роторов, как известно, также ограничены допустимыми окружными скоростями роторов, что затрудняет создание АСТГ больших мощностей (например, 0 МВт и более). Особенно это относится к конструкциям турбогенераторов с полностью воздушным охлаждением, где для уменьшения потерь мощности (уменьшения тепловыделения) приходится снижать удельные электрические нагрузки машины []. Таким образом, в энергосистемах могут применяться АСТГ с различными структурами обмоток возбуждения на роторе. Проведенные НИИ «Энергосетьпроект», ОАО «ВНИИЭ» технико-экономические обоснования, выполненные для ряда конкретных примеров, показывают, что наибольший экономический эффект от применения АСТГ связан с увеличением пропускной способности электрических связей и с отказом от установки дополнительных шунтирующих реакторов, требующихся по условию поддержания требуемых уровней напряжений [-]. Технический и экономический эффект от использования ЛСТГ носит преимущественно системный характер, выходящий за рамки коммерческого интереса отдельных электростанций, которые должны их эксплуатировать. В современных условиях хозяйствования это обстоятельство сдерживает внедрение асинхронизированных турбогенераторов в ЕЭС России. Для преодоления негативного влияния указанного фактора необходимо решить вопрос о принципе и механизме распределения эффекта от применения асинхронизированных турбогенераторов между электростанциями и энергосистемами. Внедрение ЛСТГ позволяет исключить режимы недовозбуждения работающих параллельно с ними синхронных машин, повышая тем самым их надежность и долговечность. Этим обстоятельством может быть обусловлена прямая техническая и экономическая заинтересованность в использовании ЛСТГ самих электростанций, подкрепленная возможной экономией топлива от уменьшения числа повторных пусков энергоблоков после срабатывания проти-воаварийной автоматики, ввиду большей живучести ЛСТГ. Проведенные до настоящего времени исследования были направлены на сопоставительный анализ работы в нормальных и аварийных режимах ЛСТГ и СТГ в достаточно простой схеме «Генератор-ЛЭП-Шины бесконечной мощности» [, , ]. Работы по исследованию параллельной работы АСТГ и СТГ были направлены на подбор оптимального соотношения ЛСТГ и СТГ на электростанции []. Предложен метод группового регулирования реактивной мощности на электростанции содержащей ЛСТГ и СТГ по критерию наименьших потерь в роторе АСТГ [,]. Рассмотрены особенности управления режимами электростанций с ЛСТГ []. Исследования динамической устойчивости электростанции проведены в схеме содержащей один СТГ и один АСТГ, работающие по схеме «Генератор-ЛЭП-Шины бесконечной мощности» [-]. Однако исследования в такой схеме затрудняют оценку преимуществ использования АСТГ, в реальных условиях эксплуатации. Проведен анализ надежности работы ЛСТГ. Ранее во ВИИИЭ были изучены вопросы поддержания живучести АСТГ. С целью оценки живучести анализировались переходные процессы при авариях в системах возбуждения и управления, в т. Показано, что в ряде случаев переходные процессы носят затяжной характер и сопровождаются значительными колебаниями режимных параметров, бросками тока статора и даже проворотами ротора и выпадением из синхронизма. Оптимизация алгоритмов работы системы управления АСТГ с целью устранения этих негативных факторов не проводилась.