Введение к работе
Актуальность проблемы. Повышение эффективности использования энергетических ресурсов является одной из важнейших проблем современности. Это определяется не только ростом потребности в различных видах энергии, но и тем, что по объему использования энергетических ресурсов мир приближается к предельному порогу.
При решении задач снижения энергопотребления следует обращать особое внимание на побочные (вторичные) энергоресурсы, выделяемые в ходе реализации различных технологических процессов.
На электромашиностроительных предприятиях к таким вторичным ресурсам следует отнести в первую очередь электроэнергию, вырабатываемую при испытаниях электрических генераторов. Особенно актуальным это является для предприятий, выпускающих передвижные электростанции, состоящие из приводного двигателя, электрического генератора, аппаратуры управления и представляющие собой готобьіє изделия для выработки электроэнергии.
Параллельная работа передвижной электростанции с промышленной сетью Ео время испытаний позволит отказаться от вспомогательных устройств и получить экономию электроэнергии. Но в этом случае возникает несоответствие требований к параметрам работы передвижной электростанции и требований ГОСТов, особенно, если приводным двигателем является дизель .
Это противоречие можно частично разрешить следующим образом*, перед проверкой всех показателей качества электроэнергии испытываемая дизельная электростанция должна выйти на установившийся тепловой режим, для чего она должна один час отработать с номинальной нагрузкой, так как проверку качества электроэнергии производят в установившемся тепловом режиме.
Таким образом, если для вывода на установившийся тепловой режим подключить испытываемую дизельную электростанцию на параллельную работу с промышленной сетью и сделать эту работу на сеть максимально эквивалентной работе на автономную нагрузку ( в первую очередь по тепловому режиму ), то можно сэкономить большое количество электроэнергии, и с другой стороны, избежать применения дорогостоящих вспомогательных устройств.
Для проведения такой работы необходим специальный стенд (менее дорогостоящий, чем вспомогательные устройства), позволяющий осуществлять параллельную работу с промышленной сетью и поддержи-
вающий те параметры регулирования, которые в наибольшей степени влияют на эквивалентность работы испытываемой дизельной электростанции как на промышленную сеть, так и на автономную нагрузку.
В качестве таких параметров нужно использовать ток генератора и активную мощность генератора. Током генератора определяется в первую очередь тепловой режим генератора, от которого зависит прежде всего состояние и долговечность изоляции. Следовательно, поддержание номинального значения тока генератора позволит осуществить идентичность испытаний по тепловому режиму.
Активная мощность определяет механические нагрузки на приводной дизель, а также на вал генератора и его подшипники. Поэтому, поддержание постоянной и равной номинальной активной мощности генератора обеспечит соответствие условий испытаний по механическим нагрузкам.
Актуальность работы подтверждается выполнением ее в рамках программы "Экономия электроэнергии" (приказ Минвуза СССР N 101 от 09.02.87 г.) и внедрением разработок в ведущей организации.
Цель работы. Провести разработку и исследования устройств для испытания дизельных электростанций по энергосберегающей технологии - путем параллельной работы с электрической сетью.
Для достижения поставленной цели автор решает следующие задачи:
разработать методы проведения испытаний дизельных электростанций по энергосберегающей технологии (путем параллельной работы с электрической сетью) и провести разработку и исследование соответствующих устройств;
разработка математического описания передвижной дизельной электростанции;
разработка схемы регулятора возбуждения,использующего в качестве входного сигнала значение полного тока статора;
расчет различных режимов параллельной работы дизельной электростанции с электрической сетью;
определение коэффициентов регулирования, обеспечивающих устойчивую параллельную работу с электрической сетью;
Методы исследования. В работе использовались методы решения систем алгебраических и дифференциальных уравнений, методы численного интегрирования, алгоритмы расчета собственных значений.
Научная новизна:
- разработана методика математического моделирования синх-
4
ронного генератора с учетом зависимостей параметров от нагрева;
предложена стабилизация режима только по току статора, обеспечивающая устойчивую работу дизельной электростанции параллельно с электрической сетью при испытаниях;
выявлены диапазоны изменения коэффициентов регулирования, обеспечивающих устойчивую работу дизельной электростанции на сеть промышленного предприятия при стабилизации только по току статора.
Практическая ценность:
разработаны инженерные методики для непосредственного использования при проектировании устройств управления дизельных электростанций;
результаты, полученные в работе могут быть использованы для совершенствования систем токового компаундирования;
устройство для вывода генератора из режима обратной мощности может быть использовано при создании защит дизельных электростанций.
Внедрение результатов работы. Разработанное устройство регулирования внедрено в ведущей организации, а также разработано программное обеспечение для проектирования систем управления дизельных электростанций в Государственном научно-исследовательском институте "Электроагрегат".
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на научных семинарах кафедры "Электроснабжение промышленных предприятий" и на научных конференциях Курского государственного технического университета, а также на научных семинарах кафедры "Электрические системы и сети" Санкт-Петербургского государственного технического университета.
Публикации. По результатам исследований опубликовано 5 работ.
Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, списка использованной литературы: содержит 49 стр. основного текста, 69 стр. иллюстраций, 4 таблиц, 9 стр. списка использованной литературы из 100 наименований.
При работе над диссертацией автор пользовался научными консультациями кандидата технических наук доцента кафедры "Электроснабжение промышленных предприятий" Курского государственного технического университета Алябьева В.Н.
