Аналіз та діагностування статичних систем збудження потужних генераторів (на прикладі Бурштинської ТЕС)

Abstract

В дисертаційній роботі з застосуванням об’єктно-орієнтованого методу аналізу електромашиновентильних систем розроблено математичні та комп’ютерні моделі, за допомогою яких проаналізовано процеси в генераторних блоках зі статичними системами збудження. Зроблено висновки щодо використання в статичних системах збудження АРЗ підпорядкованого типу як альтернативи традиційним АРЗ сильної дії, а також щодо взаємних впливів електромагнітних процесів в електромережі, в системі збудження та електромагнітних і електромеханічних процесів в генераторі. Особливістю проведеного аналізу є комплексне врахування нелінійності електричних машин, дискретності вентилів перетворювачів, а також взаємних впливів між системою збудження, генератором і електромережею. Для забезпечення роботи моделей в реальному часі запропоновано спосіб синхронізації розрахункового часу моделі з реальним часом шляхом динамічної корекції кроку чисельного інтегрування за показами внутрішнього таймера комп’ютера. З застосуванням розроблених моделей реального часу створено засоби і розроблено процедури для проведення діагностування фізичних статичних систем збудження перед їх введенням в експлуатацію та під час профілактики. Ефективність розроблених засобів підтверджена експериментально під час проведення діагностування статичної системи збудження. Диссертация посвящена решению научно-прикладной задачи анализа и диагностирования статических систем возбуждения генераторов электростанций с помощью средств математического моделирования. В разделе 1 рассмотрены основные схемы регулирования возбуждения генераторов электростанций, сформулированы задачи анализа и диагностирования статических систем возбуждения (СВ), обосновано применения математических и компьютерных моделей реального времени для их решения. В разделе 2 приведены разработанные математические модели для анализа электромагнитных и электромеханических процессов в генераторных блоках со статическими СВ, а также для диагностирования физических регуляторов возбуждения. Для обеспечения работы моделей в реальном времени предложен способ синхронизации расчетного времени модели с реальным временем путем динамической коррекции шага численного интегрирования за показаниями внутреннего таймера компьютера. В разделе 3 проанализированы процессы в генераторных блоках Бурштынской ТЭС со статическими СВ. Сделаны выводы относительно использования в статических СВ автоматических регуляторов возбуждения (АРВ) подчиненного типа как альтернативы традиционным АРВ сильного действия, а также относительно взаимных влияний электромагнитных процессов в электросети, в системе возбуждения и электромагнитных и электромеханических процессов в генераторе. Особенностью проведенного анализа является комплексный учет нелинейности электрических машин, дискретности вентилей преобразователей, а также взаимных влияний между СВ, генератором и электросетью. В разделе 4 описаны созданные с использованием разработанных моделей программно-технические средства для диагностирования статических систем возбуждения. Диагностирование в этом случае осуществляется путем подсоединения физической системы возбуждения к имитационной модели силовой части генераторного блока и проведения испытаний системы возбуждения в рабочих и аварийных режимах работы. Эффективность разработанных средств подтверждена путем проведения экспериментов с диагностирования статической системы возбуждения, результаты которых приведены в данном разделе. В выводах отмечена актуальность и необходимость решения задачи анализа и диагностирования систем возбуждения мощных генераторов электростанций перед их внедрением в эксплуатацию, отмечена адекватность разработанных моделей генераторных блоков и их возможность работы в реальном времени для решения поставленных задач, эффективность разработанных средств для диагностирования статических систем возбуждения, перспективность использования в статических системах возбуждения автоматических регуляторов возбуждения подчиненного типа как альтернативы традиционным АРВ сильного действия. В приложениях приведены документы об использовании и внедрении результатов диссертационной работы. In dissertation|thesis| work the mathematical and computer models have been developed with the use of the object-oriented method of analysis of the electroenergetic systems. These models have been used |by means o|what|for analyse the processes in generator blocks with the static systems of excitation. Conclusions|inference| are done about the use of the excitation controller of cascade inferior|subject| type|utillizing| in the static excitation systems as alternative of traditional excitation controller of strong action|act|, and also about the mutual influencing of electromagnetic processes in the power network, in the excitation system and electromagnetic and electromechanics processes in a generator. The feature of the such analysis is|appear| a complex account of non-linearity of electric machines|vehicle|, discreteness of thyristors|mute| of the converters, and also mutual influencing, between the excitation system, generator and power network. For providing of models work in the real time mode the method of synchronization of the model's calculation time and the real time is proposed by the dynamic correction of of integration step from the internal|inlying| computer's timer measurement. With the use of the developed real time models the equipment are created and recommendations are developed for diagnosing of the physical static excitation systems before their implementation|input| to exploitation and during a prophylaxis. Efficiency of the developed means is confirmed experimentally during the diagnosing of the static excitation system.