Идентификация параметров и анализ переходных режимов работы электродвигателей собственных нужд ТЭС и АЭС

• Автор: Гармаш, Владимир Сергеевич
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Донецк
• Количество страниц: 237 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

1. Состояние вопроса. Задачи и методы исследований.

1.1. Обзор литературных источников посвященный методам исследования электрических машин.

1.1.1. Особенности переходных режимов работы электродвигателей с.н. ТЭС и АЭС

1.1.2. Методы исследования переходных процессов электрических машин.

1.1.3. Методы определения электромагнитных параметров электрических машин

1.2. Задачи и методы исследований

1.3. Выводы
2. Математическое описание и разработка моделей элементов системы собственных нужд АХ.

2.1. Общие вопросы математического описания электрической машины

2.2. Дифференциальные уравнения синхронного генератора
2.3. Моделирование активноиндуктивной нагрузки.
2.4. Моделирование электромашинного возбудителя.
2.5. Моделирование первичного двигателя генератора
2.6. Дифференциальные уравнения глубокопазной асинхронной машины.
2.7. Моделирование различных режимов работы асинхронного двигателя
2.7.1. Моделирование падения напряжения во внешней сети
2.7.2. Моделирование разновременности включения
фаз выключателя
2.7.3. Моделирование коротких замыканий в
питающей сети
2.7.4. Моделирование нелинейности параметров ротора по одноконтурной схеме замещения.
2.7.5. Моделирование отключения двигателя от сети
2.8. Разработка алгоритма и Фортранпрограммы расчета динамических режимов работы АД
2.8.1. Разработка алгоритма программы расчета динамических режимов работы АД.
2.8.2. Выбор численного метода интегрирования
2.8.3. Разработка Фортранпрограммы расчета динамических режимов работы АД.
2.9. Выводы.
Разработка метода прямого синтеза для определения параметров асинхронных электродвигателей по экспериментальным данным
3.1. Сущность метода
3.2. Использование переходных токов и момента для определения параметров АД
3.3. Методика постановки и обработки эксперимента
3.4. Разработка алгоритма и программы оптимизации параметров схемы замещения АД.
3.5. Исследование метода прямого синтеза
3.5.1. Влияние погрешности исходной информации
3.5.2. Влияние отклонения параметров статора
3.5.3. Влияние отклонения частоты питающей сети.
3.6. Экспериментальное определение параметров АД 0,4 кВ.
3.7. Экспериментальное определение параметров АД 6 кВ
3.8. Выводы.
Исследование динамических характеристик АД с.н.АЭС
4.1. Анализ схемы питания с.н.на блоках с реакторами РБМК
4.2. Экспериментальное определение параметров
двигателя ГЦН
4.3. Исследование динамических характеристик
двигателя ГЦН
4.3.1. Исследование режимов пуска
4.3.2. Исследование режимов повторного включения
4.3.3. Исследование режимов короткого замыкания.
4.4. Разработка технических условий на применение устройства синхронного включения и оценка его эффективности
4.5. Выводы
Разработка математической модели и исследование переходных процессов в автономной энергетической
системе АХ.
5.1. Математическое описание автономной энергетической системы.
5.2. Разработка алгоритма и программы расчета переходных процессов в автономной системе
5.2.1. Характеристика расчетной схемы и режимов работы
5.2.2. Разработка алгоритма решения дифференциальных уравнений элементов автономной системы
5.2.3. Разработка программы расчета переходных процессов в автономной системе
5.3. Исследование переходных процессов автономной энергетической системы сети надежного питания АХ
5.3.1. Описание схемы электроснабжения сети надежного питания на блоках с реакторами РБМК.
5.3.2. Результаты расчета режимов пуска двигательной нагрузки и короткого замыкания
в сети дизельгенератора.
5.4. Выводы .
Заключение
Список использованных источников


К неустановившимся, или переходным, процессам электрической машины относят любые процессы, являющиеся следствием нарушения равновесного состояния машины. В результате переходного процесса изменяются электромагнитные, электромеханические или тепловые параметры режима токи, мощности, скорость, температура. Возникают переходные процессы либо в результате аварии в системе, либо являются следствием эксплуатационной необходимости, например, пуск в ход, быстрое изменение нагрузки, различного вида регулирование и др. Несмотря на обычную ограниченность во времени протекания переходного процесса, последний оказывает глубокое влияние на работу машины. Например, при трехфазном коротком замыкании синхронного генератора ударные токи в статоре могут в 7 раз превышать номинальные значения. В результате этого отдельные части машины подвергаются воздействию весьма больших сил. Поэтому очевидно, что только ясное понимание явлений, происходящих в электрических машинах при переходных процессах, и возможность количественной оценки их позволяют осуществить рациональное проектирование электрической машины, произвести надлежащий выбор оборудования, а также обеспечить надежную его работу. Для исследования переходных процессов в системах электроснабжения содержащих электрические машины применяются различные
методы экспериментальные, аналитические, графоаналитические, математическое моделирование. Применение каждого из методов связано с конкретными требованиями решаемой задачи. Экспериментальные исследования различных режимов работы электрических машин возможны только на действующем предприятии и в условиях тепловых и атомных электростанций связаны с большими трудностями. Это прежде всего касается сложности, дороговизны проведения и возможности повреждения оборудования во время испытаний, что, особенно для АХ, может привести к тяжелым последствиям. Однако экспериментальным исследованиям следует отдавать предпочтение, поскольку достоверность любого расчетного метода можно проверить только на основе этих исследований. Расчетные методы исследования переходных и установившихся процессов в настоящее время применяются как на стадии проектирования электрических машин, так и в тех случаях когда их экспериментальное исследование невозможно. Все расчетные методы основаны на теории электрических машин, которая разработана достаточно глубоко в трудах советских и зарубежных ученых. Большой вклад в развитие теории внесли М. И.Алябьев, А. И.Важнов, А. А.Горев, Е. Я.Казовский, И. П.Копылов, М. П.Костенко, Р. А.Лютер,Г. Н.Петров, И. М.Постников, И. А.Сыромятников и др. Исследованию переходных процессов посвящено большое количество работ зарубежных авторов, из которых следует отметить работы Б. Адкинса, А. Ч.Конкордиа, Г. Крона, Т. Лайбля, Р. Парка и Р. Рюденберга. Явления, происходящие в электрических машинах при переходных процессах настолько сложны, что их математическое описание и исследование без ряда упрощений практически невозможно. Сложность исследования обусловлена также тем, что кривая намагничивания машины нелинейна, параметры машины зависят от величины токов в обмотках, магнитодвижущие силы обмоток распределены в
пространстве несинусоидально и изменяются в зависимости от режима работы машины. Учет этих сложных явлений приводит к громоздким системам нелинейных уравнений и делает задачу аналитического исследования процессов в электрической машине практически неразрешимой. Поэтому при исследованиях задача решается с некоторыми приближениями путем выявления главных факторов и пренебрежения второстепенными. В настоящее время при исследовании переходных процессов делается ряд общепринятых допущений, которые позволяют вместо реальной электрической машины рассматривать некоторую идеализированную. Как показано в , для большой группы практических задач подобные допущения не дают больших расхождений результатов расчета с опытом. Когда необходимо учесть влияние какоголибо из перечисленных факторов, аналитическое исследование проводят с учетом этого фактора. Например, влияние насыщения в ряде случаев учитывается выбором параметров машины, соответствующих насыщенному состоянию ее магнитной цепи.