Научная статья на тему 'Математическая модель синхронного генератора при гашении магнитного поля'

Математическая модель синхронного генератора при гашении магнитного поля Текст научной статьи по специальности «Электротехника»

CC BY
18
2
Поделиться
Ключевые слова
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ / MATHEMATICAL MODEL / ГЕНЕРАТОР / GENERATOR / МОЩНОСТЬ / POWER / ПОТЕРЯ / LOSS / ВОЗБУЖДЕНИЕ / EXCITATION / РОТОР / ROTOR / ГАШЕНИЕ / МАГНИТНОЕ ПОЛЕ / MAGNETIC FIELD / QUENCHING

Аннотация научной статьи по электротехнике, автор научной работы — Джунуев Тимур Тилегенович, Таабалдиева Нурзат Дуйшоновна

Общая теория асинхронных режимов синхронных машин в литературе рассматривалась неоднократно. Однако многое в этом вопросе оставалась невыясненным, о поведении синхронных машин при асинхронных режимах до последнего времени существовало мнение, что момент, развиваемый синхронным генератором, при асинхронном режиме незначительный. Этот вывод распространяется как на явнополюсные, так и неявнополюсные генераторы, т.е. считалось, что асинхронный режим для всех синхронных генераторов недопустим. Считалось, что генератор, потерявший возбуждение, в асинхронном режиме сможет отдавать активную мощность, близкую к номинальной, только при скольжении 2-5%. При таких скольжениях в роторе будут иметь место потери, в несколько раз превышающие нормальные потери, поэтому такой режим считался опасным для машин. Практически это выражалось в том, что при потере возбуждения требовалось немедленное отключение от сети синхронных генераторов, установка для этой цели специальных защит, блокировок и т.п. Так, например, при случайном отключении автомата гашения поля тут же шла команда на отключение генератора, предписывалось немедленное отключение генераторов при всех прочих причинах потери возбуждения. Данная статья посвящена вопросу гашения магнитного поля ротора при потере возбуждения.

Похожие темы научных работ по электротехнике , автор научной работы — Джунуев Тимур Тилегенович, Таабалдиева Нурзат Дуйшоновна,

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «Математическая модель синхронного генератора при гашении магнитного поля»

2. Котлер В.Р. Технология одновременного снижения выбросов оксидов азота и серы на пылеугольных котлах на ТЭС. Теплоэнергетика, 2002. № 1. С. 72-75.

3. Котлер В.Р. Новые технологии малотоксичного сжигания на угольных электростанциях в США. Теплоэнергетика, 2000. № 4. С. 72-75.

4. Титов А.Г. Снижение вторичного уноса в электроциклоне // Инженерный вестник Дона. [Электронный ресурс], 2012 № 4. Режим доступа: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n4p1y2012/1271/ (дата обращения: 03.09.2017).

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА ПРИ

ГАШЕНИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ Джунуев Т.Т.1, Таабалдиева Н.Д.2 Email: Dzhunuyev636@scientifictext.ru

'Джунуев Тимур Тилегенович - старший преподаватель; 2Таабалдиева Нурзат Дуйшоновна — кандидат технических наук, доцент,

кафедра электроэнергетики, Кыргызский государственный технический университет им. И. Раззакова, г. Бишкек, Кыргызская Республика

Аннотация: общая теория асинхронных режимов синхронных машин в литературе рассматривалась неоднократно. Однако многое в этом вопросе оставалась невыясненным, о поведении синхронных машин при асинхронных режимах до последнего времени существовало мнение, что момент, развиваемый синхронным генератором, при асинхронном режиме незначительный.

Этот вывод распространяется как на явнополюсные, так и неявнополюсные генераторы, т.е. считалось, что асинхронный режим для всех синхронных генераторов недопустим. Считалось, что генератор, потерявший возбуждение, в асинхронном режиме сможет отдавать активную мощность, близкую к номинальной, только при скольжении 2-5%. При таких скольжениях в роторе будут иметь место потери, в несколько раз превышающие нормальные потери, поэтому такой режим считался опасным для машин. Практически это выражалось в том, что при потере возбуждения требовалось немедленное отключение от сети синхронных генераторов, установка для этой цели специальных защит, блокировок и т.п. Так, например, при случайном отключении автомата гашения поля тут же шла команда на отключение генератора, предписывалось немедленное отключение генераторов при всех прочих причинах потери возбуждения. Данная статья посвящена вопросу гашения магнитного поля ротора при потере возбуждения. Ключевые слова: математическая модель, генератор, мощность, потеря, возбуждение, ротор, гашение, магнитное поле.

MATHEMATICAL MODEL OF A SYNCHRONOUS GENERATOR IN THE FIELD OF THE MAGNETIC FIELD Dzhunuyev T.T.1, Taabaldieva N.D.2

Dzhunuev Timur Tilegenovich - Senior Lecturer; Taabaldieva Nurzat Duyshonovna - PhD, Associate Professor,

DEPARTMENT OF POWER ENGINEERING, KYRGYZ STATE TECHNICAL UNIVERSITY I. RAZZAKOV, BISHKEK, REPUBLIC OFKYRGYZSTAN

Abstract: the general theory of asynchronous modes of synchronous machines has been considered repeatedly in the literature. However, much remained unanswered in this matter, whose behavior under asynchronous regimes until recently existed the opinion that the instant developed by the synchronous generator is insignificant under the asynchronous regime.

This conclusion applies to both the pole-pole and the non-pole-pole generators, i.e. It was assumed that asynchronous operation for all synchronous generators is inadmissible. It was believed that the generator, which had lost its excitement, in asynchronous mode would be able to give off an active power close to the rated one, only with a slide of 2-5%. With such slip in the rotor, there will be losses several times higher than normal losses, so this mode was considered dangerous for machines. In practice this was expressed in the fact that, in the event of a loss of excitement, an immediate disconnection from the network of synchronous generators was required, installation of special

protections, locks, etc. for this purpose. So, for example, in case of accidental switching-off of the field blanking machine, there was a command to turn off the generator, immediate deenergizing of generators was prescribed with all other reasons for the loss of excitation.

This article is devoted to the question of quenching the magnetic field of the rotor with loss of excitation. Keywords: mathematical model, generator, power, loss, excitation, rotor, quenching, magnetic field.

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

УДК 519.86:621.313.322:621.3.013.8

Гашение магнитного поля ротора при потере возбуждения состоит из двух стадий: первой -когда в дугогасящей решетке горит дуга и соответственно, ток протекает как в ОВ, так и в демпферной обмотке; второй - когда дуга погасла и ток в ОВ if=0, но ток в ДО еще не затух. Поэтому время гашения поля больше времени горения дуги: tmm>tg [1].

Постоянная времени гашения поля на первой стадии состоит из двух слагаемых:

постоянной времени демпферной обмотки T'ld и постоянной времени ОВ T'd . При этом

постоянная времени демпферной обмотки определяется по выражению:

( х2 ^

Т1 d = Т d

1 --

d

X1dXd J

(1)

Для гидрогенератора 300 МВт с автоматом гашения АГП-12 значение Т' составило 0,765 с,

значение T'd = 3,06с.

Таким образом, постоянная времени гашения поля на первой стадии:

тгаш1 = Т'ы + Т'л = 0.765 + 3.06 = 3.825с.

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

на КГОрОТ стаДии: Тгаи12 = Т1й = 0765с.

1

Время горения дуги: *д = ^—' ~Х— Т = °. 11с. Время гашения поля, определяется по выражению:

( Т ^ * = * + Т'1п " " 1

гаш Д 1d '

N ■ K ■

1d

Т'

V 1 d J

(2)

Где N - кратность уменьшения тока возбуждения и определяется как N = {¿ун /ш)' 2; '/гаш - ток возбуждения, при котором гаснет дуга;

EQгаш

1 /гаш = г—ххтг ; (3)

и Н

Где - минимальное значение э.д.с., при котором гаснет дуга, принимается, то дуга

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

гаснет при 150 В.

Ток в ОВ мгновенно падает и определяется как

Т'

_ Тй .

г—\0 = г' +Т' '1—(4) Т1 й + Тй

а затем затухает по экспоненте с постоянной времени Т , на интервале 0 < * < * „.

Д-

t

т,

г—. = гА° е гаш1 (5)

Ток в демпферной обмотке на интервале 0 < * < * д в момент подключения ОВ к АНП, наоборот, скачком возрастает до значения:

Ти

0 = //0 т, т, , (6)

1 а +1 и

а затем также начинает спадать по экспоненте с постоянной времени

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

г

Ча = имеТшш1 (7)

т„

11а ~ 0|'

Так как закон изменения тока возбуждения /^ (5) и тока в демпферной обмотке (7) известен

и являются определяющими в изменении параметров режима синхронного генератора, то для того, чтобы структура системы матричных уравнений оставалось без изменения, после вычисления значений левой части системы на (п+1) шаге, отдельно вычисляются значения тока

возбуждения (5) и демпферной обмотки /1а„+1 (7) на интервале 0 < г < г д и вводится в

систему уравнений [2, 3].

При определении параметров режима на (п+1) - шаге интегрирования предшествующие их значения определялись из известной векторной диаграммы синхронного генератора. Значение

г

э.д.с. Едп+1 = Едпв Тгаш, где Едп - предшествующее значение э.д.с. легко определяется из векторной диаграммы:

Ев = и Г + IXд; (8)

Рис. 1. Изменение тока в ОВ и демпферной обмотке при гашении магнитного поля ротора

Из рис. 1 видно, что э.д.с. Ед при потере возбуждения уменьшается по модулю. Угол 5

начинает увеличиваться (5п+1). Его значение определяется решением уравнений механики. Шестое уравнение системы на (п+1) шаге интегрирования запишется как

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

5„+1 ={Ит —ИЭп+1 )Л; (9)

1J

Предварительно вычисляется значение электромагнитного момента: Мэп+1 = У/а„+1 ' /?„+1 — ^„+1 ' /а„+1,

Где потокосцепление статорной обмотки синхронного генератора определяется из системы уравнений:

¥а„+1 = /а„+1 'Ха + //„+1 ' Хаа + /1а„+1 ' Хаа,

^q„+1 = /дп+1 ' Хд + /Ц„+1 ' Хад ;

Здесь токи /а„+1, //„+1, /1а„+1; /д„+1, /1дп+1 определяется при численном интегрировании

уравнений системы.

Седьмое уравнение системы позволяет определить изменение угла 5:

¿„+1 = 8а + Sя+1 -Лг.

Следует отметить, что в момент времени t = t д, когда дуга погасла, т.е. i = 0 и,

собственно, э.д.с. Eq = 0 синхронный генератор переходит в асинхронный режим, т.е.

начинает работать в режиме асинхронного генератора, выдавая в сеть активную мощность и потребляя от сети реактивную мощность.

Очевидно, что система дифференциальных уравнений в матричной форме уже непригодна для использования при расчете асинхронного режима. Для этого необходимо внести изменение в структуру системы уравнений, описывающих переходные процессы.

Список литературы / References

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

1. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. // Учебник для электроэнергетических и энергетических вузов и факультетов. М.: Энергия, 1970.

2. Джунуев Т.А. Разработка базовой математической модели синхронного генератора при потере возбуждения // Теоретический и прикладной научно-технический журнал ИЗВЕСТИЯ КГТУ. № 4 (44), 2017. C. 83-90.

3. Исраилов Т.А., Мамакеева А.К. Способы создания моделей элементов электроэнергетических систем // Теоретический и прикладной научно-технический журнал «Известия». № 25. КГТУ, 2011. С. 140-143.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛЕЙ

НА МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ Бабина Г.И.1, Багаутдинов Р.Р.2 Email: Babinа636@scientifictext.ru

'Бабина Галина Ивановна — преподаватель профессиональных дисциплин; 2Багаутдинов Рустам Рямильевич — преподаватель профессиональных дисциплин, Областное государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Димитровградский технический колледж, г. Димитровград

Аннотация: в статье рассмотрены характерные особенности выбора того или иного вида предварительной термической обработки различных марок стали. На диаграмме состояния железо-углерод указаны все необходимые критические точки для определения значении температурного режима при проведении предварительной термической обработки различных видов стали. Установлены оптимальные режимы нагрева, выдержки и охлаждения при нормализации, полном и изотермическом видах отжига различных марок стали, применяемых в машиностроительных предприятиях для изготовления широкой номенклатуры изделий. Ключевые слова: нормализация, отпуск, сталь.

PRELIMINARY HEAT TREATMENT OF STEELS FOR MACHINEBUILDING ENTERPRISES Bab^ G.I.1, Bagautdinov R.R.2

'БаЬта Galina Ivanovna — Teacher of Professional Disciplines; 2Bagautdinov Rustam Ramilevich — Teacher of Professional Disciplines, REGIONAL STATE BUDGETARY VOCATIONAL EDUCATIONAL INSTITUTION DIMITROVGRAD TECHNICAL COLLEGE, DIMITROVGRAD

Abstract: the article considers the characteristic features of the choice of pre-heat treatment of different steel grades. The state diagram iron-carbon provided all the necessary critical points to determine the value of the temperature mode during the pre-heat treatment various types of steel. The optimal modes of heating, soaking and cooling in normalizing, full and isothermal annealing of different types of steels used in machine-building enterprises for the manufacture ofa wide range ofproducts. Keywords: normalization, annealing, steel.

УДК 67.02