Результаты исследования
Рассмотрим динамические характеристики ТГ и ДГ, полученные осциллографированием процессов наброса и сброса IOO# нагрузки на ТГ при выключенном (рис.5-8)
и включенном (рис.5-9) корректоре по нагрузке регулято ра турбины, а такие наброса 50# нагрузки на ДГ (рис.5-10). Как видно из осциллограмм, качество пе реходного процесса у ДГ значительно хуже, чем у ТГ, особенно при включенном корректоре по нагрузке (ос новном режиме работы регулятора турбины). Динамический заброс д$т и время iy установления оборотов у ДГ
в несколько раз превышают соответствующие величины у ТГ, что является основной причиной неблагоприятного протекания переходных процессов при их параллельной работе.
На рис. 5-II приведена осциллограмма переходного процесса при набросе 100# мощности станции ( 2РЫ ) на параллельно работающие ТГ и ДГ. При этом корректор по нагрузке и система УРАН отключена, регуляторы тур бины и дизеля имеют одинаковый статизм J) = §г = 0,03. Большая разница между динамическими характеристиками регуляторов и между Т и Туг приводит к сложному характеру изменения электромагнитных моментов ТГ и ДГ при набросе нагрузки. В результате немгновенного уве
личения токов и изменения потокосцеплений в генераторах после включения нагрузки их электромагнитные моменты
и Мг возрастают тоже не мгновенно, хотя и зна чительно быстрее, чем увеличивается скольжение их ро торов, при этом первого максимального значения Мг достигает через 0,02-0,04 сек. В этот момент М2 мо-
хет отличаться от Mt . Это зависит от настройки си стем самовозбуждения, начальных уровней возбуждения генераторов и от того, насколько к этому времени успе вают разойтись роторы ТГ и ДГ (для исследуемого режима
в |
этот |
момент времени угол Of2 = I i 2°). |
|
|
Последующее перераспределение активной нагрузки |
между |
ТГ |
и ДГ определяется в основном различием |
Та{ |
и |
Т^2 |
и |
действием регуляторов дизеля и турбины: |
в те |
чение 0,15-0,2 сен ДГ сбрасывает с себя нагрузку, ко торая практически полностью переходит на ТГ. В течение последующих 2 сек происходит выравнивание нагрузок ТГ и ДГ.
Во время переходного процесса ТГ оказывается пере груженным по электромагнитному моменту и по вращающему моменту в течение 1,4 «л- ,Л/2 и Рг не превышают уста новившихся величин, наибольшее значение угла состав
ляв1 <9/2ma*= V 0.
Для выявления влияния демпферных систем генераторов произведено моделирование аналогичного переходного про цесса без учета демпферных контуров ТГ и ДГ при сохра нении всех остальных условий. Как видно из полученной для этих условий осциллограммы (рис. 5-12), картина переходного процесса при отсутствии демпферных контуров существенно меняется: изменение координат , М, ,
М, $ сопровождается значительными колебаниями,
впервом полуцикле колебаний угол Of2 достигает наи большего значения ^/?/77ax= 50°» а генератор ДГ крат ковременно переходит в двигательный режим ( /W2< О
при 1,8 )•
На рис. 5-13 для ТГ и ДГ с демпфернши обмотками приведена осциллограмма двойного перехода: наброс на грузки, равной PN , на параллельно работающие гене-
раторы, предварительно нагруженные до |
М1(н)= Мг(н = |
= 0,5 |
MN , и последующий сброс нагрузки ( Ры ). Вид |
но, что изменение координат системы ( Mt |
%Мг |
М |
> st » s2 j Oi2 |
) в течение первого |
перехода ка |
чественно аналогично |
этим процессам при включении на |
грузки на ТГ и ДГ, работающие на х.х. (см. рис. 5-II). Во время второго перехода картина изменяется на обрат ную: в течение первых 0,02-0,0kce/c нагрузка сбрасывает ся и с ТГ и с ДГ ( А1, и М2 уменьшаются), в после дующие 0,15-0*20 сек М2 возрастает, М^ продолжает уменьшаться (при сбросе больших нагрузок и при полных отключениях нагрузки генератор ТГ кратковременно пере ходит в двигательный режим, < 0), затем в течение около 2 сек нагрузки ТГ и ДГ выравниваются в соответ ствии со статическими характеристиками регулирования турбины и дизеля. Рассогласование роторов во втором
переходе достигает величины |
/0, |
= - 28°. |
Включение на регуляторе турбины корректора по на грузке, а на регуляторе дизеля - выхода системы УРАН практически не влияет на начальные стадии переходных процессов, зависящих главным образом от величин Ту/ и
ТУ2 . Совместное действие КН и УРАН приводит к уста новлению з1= s2 = 0 при Mj = М2 . При включенном
КН и выключенном УРАН, что соответствует ненормальному режиму, вызванному неисправностью или ошибкой операто ра, всю набрасываемую нагрузку принимает ТГ ; ДГ в на чальный момент наброса принимает часть нагрузки, но бы стро ее сбрасывает в силу статизма своего регулятора скорости.
Анализ полученных результатов позволяет сделать следующие выводы относительно параллельной работы ко
рабельных генераторных агрегатов, существенно отличаю щихся величиной инерционных постоянных и динамическими характеристиками систем регулирования скорости враще ния (например, ТГ и ДГ).
1. Переходные процессы, вызванные внезапным и значительным изменением параметров ЭСК (изменением на грузки, к.з. и т.п.), сопровождаются резким перерас пределением активной мощности между агрегатами. При этом в отдельные моменты времени генераторы могут пе реходить в двигательный режим (при набросах большой нагрузки - генератор агрегата с меньшей величиной Та , при сбросах - генератор с большей величиной Та ) или перегружаться.
2. При набросах (сбросах) нагрузки в пределах до номинальной мощности станции динамическая устойчи вость параллельной работы судовых генераторов надеж но сохраняется. Даже при отсутствии на генераторах демпферных обмоток для исследованных типов ТГ и ДГ максимальное значение угла Of2 в переходном процес се не превышало 50°.
3. При исследованиях напряженных режимов параллель ной работы целесообразно использовать полные дифферен циальные уравнения ЭСК, учитывающие демпферные систе мы генераторов и регуляторы напряжения. Пренебрежение этими факторами допустимо при приближенной оценке пере ходных процессов и ведет к запасу в оценке устойчиво сти системы.
§ 5-3. Токи короткого замыкания в электроэнергети ческих системах повышенной частоты
Проблема снихения веса и габарита корабельного электрооборудования, выдвинутая в послевоенный период вследствие значительного роста мощности ЭСК, становит ся наиболее острой в настоящее время.
Одним из направлений в решении этой проблемы яв ляется повышение частоты в ЭСК. Установлено, что опти
мальной частотой является f N |
= |
400 гц . При этой ча |
стоте ряд пер входных процессов |
в |
системах будет проте |
кать с существенными особенностями, которые могут при вести к тем или иным изменениям в методиках конкретно го проектирования и требованиях к отдельным элементам ЭСК. Поэтому представляет несомненный интерес деталь ное рассмотрение переходных процессов в ЭСК на повышен ной частоте с целью выявления таких особенностей.
Среди различных процессов особое место занимает процесс к.з. Он является наиболее тяжелым аварийным переходным процессом. Величины возмущений при к.з. оказывают решающее влияние на выбор коммутационной и защитной аппаратуры. А правильное,своевременное и надеж ное срабатывание защиты при к.з. может локализовать аварию и обеспечить бесперебойную работу ЭСК.
При выборе аппаратов защиты учитываются их комму тационная способность, электродинамическая устойчивость и термическая устойчивость. Чтобы правильно выбрать коммутационную и защитную аппаратуру, нужно иметь доста точно полное представление о процессе к.з. в проектиру емой ЭСК.
Процесс к.з. с точки зрения выбора защиты с доста-
