Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Пути повышения качества наладки оборудования систем возбуждения 11
1.1 Классификация систем возбуждения синхронных машин. 11
1.2 Основные аспекты проблемы повышения качества . 22
1.3 Обзор диагностическо-наладочных комплексов 24
1.4 Выводы к главе 1. 39
Глава 2 Разработка концепции проверки систем управления возбуждением 40
2.1 Требования к энергосистеме, позволяющей выполнить необходимый перечень проверок 40
2.2 Модель «трехмашинной» энергосистемы 43
2.3 Модель «машина-линия-шины бесконечной мощности» 52
2.4 Выводы к главе 2 55
Глава 3 Сравнение возможностей многомашинной схемы и схемы «машина-линия-шины бесконечной мощности» (экспериментальные исследования) 56
3.1 Методика проведения экспериментов, программа испытаний. 56
3.2 Результаты проведения экспериментов в «трехмашинной» схеме. 57
3.3 Результаты проведения опытов в схеме машина – шины бесконечной мощности 69
3.4 Выводы к главе 3 90
Глава 4 Цифровые регуляторы возбуждения. Проблемы реализации и идентификации 91
4.1 Неудачные требования к первичной обработке и оцифровке входных аналоговых сигналов U, I и, как следствие, получения частоты f. 92
4.2 Неудачное преобразование передаточных функций в двоичную форму 96
4.3 Неудачный алгоритм безударного перехода . 100
4.4 Некорректное применение программно-аппаратных модулей для выявления переменных состояния объекта (в частности отклонения частоты
и её первой производной по времени). 101
4.5 Выводы к главе 4 104
Глава 5 Цифроаналоговый стенд для проверки систем управления возбуждением 105
5.1 Обзор параметров требующих улучшения 105
5.2 Требования к разрабатываемому цифроаналоговому стенду для проверки систем управления возбуждением. 106
5.3 Описание цифроаналогового стенда для проверки систем возбуждения. 107
5.4 Программное обеспечение «Диана – 4». 113
5.5 Выводы к главе 5 117
Глава 6 Разработка методики испытания оборудования с использованием цифроаналогового стенда для проверки систем возбуждения 118
6.1 Виды проверок осуществляемых во время жизненного цикла изделия 118
6.2 Проверки, выполняемые в режиме холостого хода 119
6.3 Начальное возбуждение 120
6.4 Проверка работы сигналов «БОЛЬШЕ/МЕНЬШЕ» 121
6.5 Переходы с одного канала регулирования на другой 121
6.6 Подгонка напряжения при синхронизации с сетью 121
6.7 Вход в сеть, набор активной мощности 121
6.8 Выбор настройки по каналам регулирования и стабилизации (толчки по напряжению возбуждения и короткие замыкания) 122
6.9 Проверка работы функции реле форсировки 123
6.10 Проверка работы ОМВ в статических и динамических режимах 124
6.11 Переходы между режимами регулирования 125
6.12 Разгрузка по реактивной мощности 125
6.13 Проверка работы системы блокировки системного стабилизатора 125
6.14 Проверка работы защит генератора 126
6.15 Защита МТЗ и ОТ. 126
6.16 Защита СЧ 127
6.17 Защита ПН 127
6.18 Защита ПР 128
6.19 Выводы к главе 6 129
Заключение 130
Список литературы
- Основные аспекты проблемы повышения качества
- Модель «машина-линия-шины бесконечной мощности»
- Результаты проведения опытов в схеме машина – шины бесконечной мощности
- Неудачный алгоритм безударного перехода
Введение к работе
Актуальность работы. Надежность работы электротехнических комплексов, содержащих мощные генераторы, и качество вырабатываемой ими электроэнергии в большой степени зависят от надежности функционирования систем возбуждения и их автоматических регуляторов.
В настоящее время идет массовый перевод средств управления и регулирования с аналоговой на цифровую аппаратную базу. Это относится и к системам возбуждения генераторов электротехнических комплексов.
Для проведения оценки эффективности систем управления возбуждением и обеспечиваемого ими качества регулирования производят ее тестирование в конкретных условиях будущей работы оборудования. Математическое описание регуляторов возбуждения представляется в виде передаточных функций, состоящих из стандартных звеньев в s - форме. Практика показала, что работа реальных цифровых устройств, представленных таким образом, зачастую отличается от работы математических моделей. Стенда для проведения такого вида проверок не существует. Ввиду сложности постановки экспериментов на электродинамической модели, полнофункциональная проверка систем возбуждения не проводится. Зафиксированные в энергосистемах России качания генераторов и даже системные аварии, как правило, обусловлены отсутствием методики полнофункциональной проверки систем возбуждения. Таким образом, разработка и внедрение новых решений, алгоритмов и программ, позволяющих повысить эффективность проведения проверок и снизить трудозатраты на их выполнение, являются весьма актуальными.
Степень разработанности. Проверке соответствия характеристик реальной аппаратуры и выбору её настройки всегда уделялось большое внимание. Исследование этих проблем поначалу проводилось на чисто эмпирической основе в виде натурных испытаний. Затем были созданы физические модели энергосистем (М.П.Костенко и В.А.Веников, Н.Н.Щедрин). С
развитием вычислительной техники появились аналоговые и аналого-физические испытательные стенды (Я.Н.Лугинский и Г.Н.Рощин). Многочисленные исследования в этом направлении были выполнены рядом организаций (ВЭИ, НИИПТ, ВНИИЭлектромаш, ЦПКТБКЭМ и др.) под руководством Г. Р. Герценберга, С. А. Совалова, И. А. Глебова. Однако, созданные на их основе устройства (из-за больших габаритов, сложности обслуживания и высокой цены) не нашли широкого практического применения.
Автоматизированных стендов, позволяющих обеспечить
необходимую глубину проверок систем возбуждения, на
сегодняшний день не существует и, соответственно, обеспечение
эффективного и безопасного функционирования
электротехнических комплексов в широком диапазоне внешних
дестабилизирующих воздействий электрических факторов остается
пока проблематичным.
Цель диссертационной работы. Научное обоснование структур и параметров математических моделей энергосистем, позволяющих автоматизировать проверку и испытание систем возбуждения электротехнических комплексов на автоматизированном цифроаналоговом стенде и, как следствие, обеспечение повышения надежности комплексов генерирования электрической энергии.
Идея работы. Математическое моделирование энергосистем позволяет сократить как временные, так и материальные затраты на проведение экспериментальных и наладочных работ при сохранении их качества.
Задачи исследования:
разработать концепцию повышения надежности работы
электротехнических комплексов;
обосновать и определить структуры и параметры
математических моделей электротехнических комплексов,
синтезированные с учетом критерия минимального использования
вычислительных мощностей для решения систем
дифференциальных уравнений, описывающих работу
электротехнических комплексов с учетом и без учета внутригруппового движения;
разработать алгоритмы и программное обеспечение,
позволяющее моделировать режимы работы систем генерирования
электрической энергии электротехнических комплексов;
разработать алгоритмическое и программное обеспечение
автоматизированного цифроаналогового стенда для испытаний
систем возбуждения электротехнических комплексов, позволяющую
реализовать синтезированные математические модели;
исследовать причины несоответствия заявленных
передаточных функций в s-плоскости полученным в процессе
валидации цифровых регуляторов возбуждения. По результатам
исследования сформировать требования к аппаратной и
программной части цифровых регуляторов возбуждения.
Научная новизна. Разработаны алгоритмы и программное обеспечение, позволяющие повысить точность воспроизведения заданных характеристик оборудования систем возбуждения при уменьшении трудозатрат на выполнение экспериментальных работ. Разработаны требования к программной и аппаратной части регуляторов возбуждения, позволяющие обеспечить заявленную степень достоверности результатов преобразования аналоговой формы представления передаточных функций регуляторов возбуждения при их цифровой реализации.
Практическая ценность работы.
-
По результатам моделирования энергосистем с «трехмашинной» и «одномашинной» схемой создан автоматизированный цифроаналоговый стенд, позволяющий повысить качество проверок систем возбуждения при сокращении затраченного на их проведение времени. Тем самым обеспечивается более эффективное и безопасное функционирование этих систем в широком диапазоне внешних воздействий (отключение/подключение генерируемой или потребляемой мощности, короткие замыкания).
-
Разработанные требования к программной и аппаратной части цифровых регуляторов возбуждения позволят дополнить
нормативно-технические документы, регламентирующие разработку систем управления возбуждением.
Методы исследований. В работе использовались методы теории электрических машин, теории автоматического управления в системах электроснабжения, численные методы решения дифференциальных уравнений, методы математического, физического и компьютерного моделирования систем генерирования электрической энергии и электроснабжения.
Степень достоверности научных положений, выводов и рекомендаций, изложенных в диссертации, подтверждена результатами расчетов, выполненных с помощью персонального компьютера, сходимостью результатов математического моделирования, экспериментов на физических моделях и испытаний на реальных электротехнических комплексах.
Реализация результатов работы. На основе проведенных
исследований, разработанных алгоритмов и программного
обеспечения математических моделей электротехнических
комплексов, реализующих обоснованные структуры
электротехнических комплексов, создан автоматизированный стенд, внедренный на предприятии, производящем системы возбуждения и в энергогенерирующих компаниях. Он используется на всех стадиях жизненного цикла оборудования (при производстве, при пусконаладочных и межремонтных испытаниях систем возбуждения генераторов на ряде тепловых, гидравлических, атомных электростанций, а также систем возбуждения двигателей на предприятиях). Это подтверждается актами внедрения.
Личный вклад автора. Определение и постановка задачи повышения надежности работы электротехнических комплексов. Определение и обоснование структуры схем электроснабжения для проведения испытаний регуляторов возбуждения. Исследование переходных процессов в синтезированных схемах электроснабжения и сравнение их результатов с результатами экспериментов на физической модели и натуре (валидация). Разработка алгоритмов программ моделирования систем возбуждения различных типов, алгоритма функционирования и конструкции наладочного стенда.
По итогам сравнения математические модели «одномашинной
схемы электроснабжения» и «трехмашинной схемы
электроснабжения» были реализованы в автоматизированном
стенде. Показана эффективность использования
автоматизированного стенда и методики проверки систем возбуждения при проведении плановопредупредительных работ на гидрогенерирующих и атомных станциях.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы апробированы на Международных научно-технических конференциях «Современные системы возбуждения вращающихся электрических машин и устойчивость электроэнергетических систем» (Санкт-Петербург, 2007 и 2010 гг.), на Международном симпозиуме «Фундаментальные и прикладные проблемы науки» (Москва, 2012 г.), на научных семинарах научно-производственного предприятия ЗАО «НПП «Русэлпром-Электромаш» (Санкт-Петербург, 2007 и 2013 гг.). Получено Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ. Четыре издания, в которых автор имеет публикации, рекомендованы ВАК Минобрнауки России. Получено свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ №2011612532 от 28.03.2011.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы из 98 наименований. Общий объем работы составляет 141 страницу, включая 45 рисунков и 24 таблицы.
Основные аспекты проблемы повышения качества
Проведенный анализ системных аварий показал, что современные методы проверки не обеспечивают необходимой глубины анализа работы оборудования систем возбуждения. Отмечены случаи, когда при сравнении заявленных производителем характеристик с регламентируемыми выяснялось несоответствие заявленных характеристик существующей нормативной документации (НД). Зачастую эти регуляторы не реализуют ряда функций обязательных по российским стандартам. Появилась необходимость разработать концепцию построения и автоматизированный стенд для проверки систем возбуждения электротехнических комплексов, включающий в себя математические модели, позволяющие проводить проверки достаточной глубины и детальности.
Основными установками любого производства является стремление сделать свою продукцию дешевле и качественнее. Качество продукции можно повышать, как административными мерами, так и улучшая техническое оснащение стендов. Чем лучше технически оснащен стенд – тем более тщательной и углубленной (по метрологическим и алгоритмическим характеристикам) становится проверка изделия. Отсюда вытекает необходимость в развитии стендового оборудования. Наряду с серийно выпускаемыми приборами (для проверки систем автоматик) существует необходимость в специализированном оборудовании для проверки алгоритмов управления и регулирования СВ. Такого вида оборудование является уникальным и, как правило, выпускается самими фирмами производителями оборудования или по их непосредственному заказу.
Применение автоматизированного стенда, заменяющего реальный электротехнический комплекс или его физическую модель, позволит произвести тщательную проверку систем управления возбуждением как в процессе производства, так и во время планово-предупредительных ремонтов. Это позволит исключить случаи ввода в работу некачественного оборудования и приведет к существенной экономии условного топлива во время пусковых испытаний электротехнических комплексов. Для обеспечения полнофункциональной, безаварийной работы электротехнических комплексов необходимо осуществлять проверку систем возбуждения достаточной глубины на всех стадиях жизненного цикла систем возбуждения. Определим круг решаемых вопросов, связанных с созданием цифроаналогового стенда для проверки СВ.
Необходимо определить и обосновать структуры и параметры математических моделей электротехнических комплексов, синтезированные с учетом критерия минимального использования вычислительных мощностей для решения систем дифференциальных уравнений, описывающих работу электротехнических комплексов с учетом и без учета внутригуппового движения
Необходимо разработать алгоритмы и программное обеспечение, позволяющее производить математическое моделирование режимов работы систем генерирования электрической энергии в схеме «машина-линия-шины бесконечной мощности» и «трехмашиной» энергосистеме.
Необходимо разработать концепцию построения автоматизированного цифроаналогового стенда для испытаний систем возбуждения электротехнических комплексов генерирования электрической энергии, позволяющую реализовывать модели «одномашинной», «трехмашинной» энергосистем.
Системы проверки систем регулирования возбуждения можно разделить на два класса.
Первый - это системы для проведения исследовательских работ в области устойчивости одного агрегата, группы или целой системы. Данный вид моделей характеризуется подробными математическими описаниями всех важных звеньев исследуемого объекта. Такие математические описания требуют колоссальных вычислительных возможностей. Разработаны специализированные расчетные программные пакеты такие как MathLab, MathCAD (математические пакеты общего назначения) и Eurostag (специализированный пакет для расчета электрических сетей). Основным недостатком применения таких пакетов невозможность их непосредственного использования для проверки оборудования. Второй – это ONLine симуляторы. На заре компьютерной техники возможны были только расчеты не в реальном времени. С развитием вычислительной техники начали проявляться приборы именно этого класса. Такие комплексы представляют собой прибор, в котором описывающие объект уравнения решаются в реальном времени. Такой вариант наиболее адекватен для проверки работоспособности системы возбуждения. Рассмотрим историческое развитие таких систем. 1.3 Обзор диагностическо-наладочных комплексов Двухканальный анализатор устойчивости ДАУ
Одной из первых систем этого класса был разработанный ЦНИЭЛ ПЭО «Донбассэнерго» и ВНИИЭ двухканальный анализатор устойчивости (ДАУ). Схемотехнически он был разработан на операционных усилителях, т.к. микропроцессоры в то время на практике применялись крайне редко. Такой анализатор был предназначен для определения областей устойчивости системы регулирования возбуждения в координатах коэффициентов усиления основных и неосновных каналов регулирования, а также для поиска неисправностей при отключенной от генератора системе возбуждения.
Этот комплекс рекомендовался к применению в электротехнике при проверке тиристорных систем возбуждения мощных (200-800 МВт) турбогенераторов. ДАУ-1 являлся имитатором синхронного генератора и возбудителя. Для образования контура регулирования выходы ДАУ-1 определенным образом подключались к соответствующим входам каналов регулирования системы возбуждения.
Модель «машина-линия-шины бесконечной мощности»
С 2009 года системный оператор ввел процедуру обязательной сертификации регуляторов возбуждения сильного действия синхронных машин, применяемых в единой энергетической системе.
Методика проведения испытаний представлена на интернет ресурсе системного оператора единой энергетической системы РФ. Данная методика насчитывает 80 опытов, проводимых в 6 различных модельных схемах энергосистемы. Схемы являются довольно точными моделями энергосистем, в которых наблюдались тяжелые режимы работы генераторов. В этих схемах и производится проверка работоспособности регуляторов возбуждения [61].
Пройдя такую сертификацию, изготовитель оборудования должен иметь инструмент, позволяющий эмитировать режимы энергосистемы, в которых проводится проверка.
Проведя анализ перечня опытов методики сертификации, был сделан вывод, что далеко не все опыты можно проводить в модельной схеме «машина-линия-шины бесконечной мощности». Основным недостатком этой схемы можно считать отсутствие учета внутрисистемных качаний, которые влияют на статическую устойчивость, а так же отсутствие изменения частоты при новом балансе активной мощности системы. Эти недостатки привели к необходимости создания математической модели многомашинной энергосистемы. Разработанный подход станет универсальным для построения математической модели энергосистемы. Необходимо создать модели синхронной машины, возбудителя, турбины, системы возбуждения, трансформатора, линии электропередач, нагрузки и короткозамыкателя в координатах машины.
Объединяя эти модели в энергосистему в соответствии с законами Кирхгофа, можно получить модели энергосистемы любой сложности. Сложность модели будет зависеть лишь вычислительных возможностей компьютера. Минимальной моделью энергосистемы (отвечающей требованиям проведения проверок, включенных в НД и методику сертификации) является «трехмашинная» модель энергосистемы. Технические требования к регулятору систем возбуждения диктуют нам типовой перечень проверок: программное начальное возбуждение; проверки, выполняемые в режиме холостого хода; подгонка напряжения генератора к напряжению сети с точностью +0.5% при включении в сеть методом точной синхронизации; поддержание напряжения генератора в соответствии с заданной уставкой при работе в энергосистеме; работа в объединенной энергосистеме при отклонениях напряжения генератора +7.5% от номинального и частоты + 3% от номинального значения частоты с нагрузками от холостого хода до номинальной, а также с перегрузками, соответствующими стандарту МЭК IEC634-1 (11 издание); перегрузки, перегревы и форсировка возбуждения с заданной кратностью по напряжению и току при нарушениях в энергосистеме, вызывающих снижение напряжения на шинах станции; развозбуждение при нарушениях в энергосистеме, вызывающих увеличение напряжения на шинах станции (статика и динамика в режиме ОМВ); гашение поля при действии защит с отключением устройства гашения поля; отключение от сети оператором или автоматически, в том числе, под действием защит; проверка качества реализации всех технологических и защитных функций системы управления возбуждением (СУВ); переходные процессы при коротких замыканиях в сети и выбор настроек АРВ.
До 2009 года этот перечень проверок, проводимых в «замкнутом контуре», был исчерпывающим.
Для проверки можно было использовать «одномашинную» модель энергосистемы - «машина-линия-шины бесконечной мощности».
Каждая проверка связана с изменением одного из параметров математической модели электротехнического комплекса (Uг, Хвн, Pт).
Все опыты легко реализуемы и нет никаких сложностей с их постановкой в модели машина-линия-шины бесконечной мощности.
Перечень проверок, которые можно осуществить только в многомашинной схеме энергосистемы: проверка работоспособности системы блокировки системного стабилизатора при отключении нагрузки в приемной стороне; проверка работоспособности системы блокировки системного стабилизатора при отключении генератора в приемной стороне; проверка работоспособности системы блокировки системного стабилизатора при отключении одной из линий электропередачи.
Результаты проведения опытов в схеме машина – шины бесконечной мощности
В настоящее время во всех энергокомпаниях мира идет массовый перевод средств управления и регулирования с аналоговой на цифровую аппаратную базу. Это относится и к системам автоматического регулирования возбуждения (САРВ) синхронных машин (генераторов электростанций и мощных двигателей). Практически все производители оснащают их цифровыми системами возбуждения [62].
При этом сохраняются структура САРВ и алгоритм автоматического регулятора возбуждения (АРВ) такие же, как в аналоговых системах (рисунок 4. 1)
Анализ результатов испытаний и мер, предпринятых производителями для коррекции алгоритмов, показал, что существует большая опасность внесения ошибок при переводе алгоритмов регулирования из формульной формы в дискретную программу, выполняемую в бинарных кодах операций. Проведено исследование, направленное на выявление основных причин различия свойств реальных дискретных устройств и их аналоговых моделей, принятых за основу при проектировании аппаратуры позволило сформировать ряд требований, которые необходимо учитывать при проектировании цифровых систем управления. По существующим правилам поставки оборудования производитель представляет компании-потребителю математическое описание своей продукции. Это позволяет потребителям и Системному оператору еще на стадии проектирования объектов оценить эффективность предлагаемых устройств и обеспечиваемое ими качество регулирования в конкретных условиях будущей работы оборудования. До настоящего времени такое математическое описание предоставлялось в виде операторных передаточных функций (transfer Functions), состоящих из стандартных звеньев вида W(s), где s – оператор Лапласа.
Практика показала, что часто работа математических моделей отличается от работы реальных цифровых устройств, представленных таким образом. Поэтому в Российской Федерации разрешение на применение цифровых АРВ выдается только после испытаний головного образца на физической модели энергосистем в утвержденной типовой схеме и по единой утвержденной типовой программе [61].
Эти испытания показали, что работа реального цифрового оборудования достаточно часто отличается от работы математических моделей.
Анализ результатов испытаний и мер, предпринятых производителями для коррекции алгоритмов, позволил выявить основные причины различия свойств реальных дискретных устройств и аналоговых моделей, принятых за основу при проектировании аппаратуры.
Неудачные требования к первичной обработке и оцифровке входных аналоговых сигналов U, I и, как следствие, получения частоты f. Требования к обработке первичных сигналов вытекают из требований к частоте дискретизации и точности регулирования.
Перед преобразованием аналогового сигнала в цифровую форму необходимо обязательно осуществлять аналоговую фильтрацию с частотой среза немного превышающей частоту дискретизации. Это требование связано с устранением алиасных частот в спектре полезного сигнала. Частота алиасного сигнала равна разности между частотой помехи и частотой квантования. Эффект похож на эффект кажущегося медленного вращения спиц колеса, хотя реально оно вращается значительно быстрее. Происходит смещение спектра высокочастотного сигнала в низкочастотную область. На стадии цифровой обработки избавиться от такого вида помехи невозможно. Для удобства иллюстрации и понимания рассмотрим появления алиасной частоты появившейся в результате воздействия высокочастотного гармонического сигнала. Отметим, что появление алиасных частот вызывают не только гармонические сигналы.
Пример появления помехи с алиасной частотой иллюстрируется рисунком 4.2. Тонкой линией показан гармонический сигнал. Моменты выборки сигнала в местах перелома результирующего сигнала. Как мы видим, появилась и более низкая частота в спектре сигнала – огибающая сигнала, хотя в исходном сигнале ее нет.
Для предотвращения наложения спектров сигнал, подаваемый на вход АЦП, должен быть пропущен через фильтр нижних частот для подавления спектральных компонентов, частота которых превышает половину частоты дискретизации. Такой фильтр получил название anti-aliasing (антиалиасный) фильтр. Применение аналогового входного фильтра целесообразно не только по этой причине. Если в сигнале присутствуют компоненты значительно более мощные, чем полезный сигнал, и далеко отстоящие от него по частоте, то аналоговым фильтром нельзя подавить помеху достаточно эффективно. После оцифровки можно воспользоваться преимуществами цифровой обработки сигнала и построить эффективный цифровой фильтр. Такое решение позволяет сохранить динамический диапазон АЦП: если помеха сильнее сигнала, то три бита разрядности (в среднем) будут тратиться впустую.
На частоту квантования накладывают свои требования. Быстродействие исполнительного элемента (для полного моста системы возбуждения это 1/6 периода синусоидального сигнала).
Неудачный алгоритм безударного перехода
Во введении был представлен обзор наладочно-диагностических комплексов, используемых для проведения проверок систем возбуждения. А.А.Юрганов и А.Кожевниковым (ВНИИэлектромаш) разработали метод эквивалентирования внешней сети, предполагающий принципиально иной подход к моделированию станции. Он базируется на замене всех внешних связей исследуемой станции эквивалентным реактивным сопротивлением Хвн, связывающим ее с неизменным по фазе и меняющимся по амплитуде (в зависимости от схемно-режимной ситуации в энергосистеме) вектором напряжения Uc в центре электрических качаний для данной станции. Значение Хвн определяется на основе экспериментальных параметров двух режимов станции, работающей в сложной исходной схеме. Полученная эквивалентная схема «машина-линия-шины бесконечной мощности» автоматически учитывает параметры всех элементов энергосистемы. В результате более точно учитываются характеристики исследуемого генератора и его системы регулирования, снижается вычислительная погрешность и повышается достоверность результатов.
На основе этой теории появилось разработанное под руководством А.А.Юрганова устройство – «Диана 3», использующее математическую модель «машина-линия-шины бесконечной мощности». Недостатки существующего НДК. Модель «машина-линия-шины бесконечной мощности» позволяет проводить ограниченное количество опытов по проверке систем управления возбуждением. НДК имеет ограниченный частотный диапазон выдаваемых сигналов. Следствие этого ограничения – невозможность формировать сигналы сложной 106 формы (например, сигнал тока ротора). Ток тиристорного преобразователя имеет трапециевидную форму. «Диана-3» формировала сигналы только синусоидальной формы. Это приводило к затруднениям калибровки каналов измерения тока тиристорного преобразователя. Так же НДК не имел возможности генерировать сигналы имеющие, постоянную составляющую. НДК «Диана-3» имеет сложную, нетехнологичную архитектуру. Данный факт приводил к увеличению стоимости производства и ремонта.
Прибор имеет недостаточную величину генерируемого напряжения сети (всего 70В RMS). При проверке СВ приходилось изменять номинальные значения трансформаторов СВ, что приводило к дополнительным затратам времени и являлось дополнительным источником ошибок.
Отсутствие защиты от встречного включения напряжения неоднократно приводило к выходу из строя прибора во время его эксплуатации.
НДК был предназначен для работы только с СВ производства ЗАО «НПП «РУСЭЛПРОМ-ЭЛЕКТРОМАШ».
Отсутствие каналов скоростного дискретного ввода делает невозможным проверку скорости срабатывания защит СВ.
Требования к разрабатываемому цифроаналоговому стенду для проверки систем управления возбуждением.
Учитывая вышеизложенные недостатки, был сформирован перечень требований к аппаратной части цифроаналогового стенда для проверки систем возбуждения.
Требования к электрическим параметрам: питание должно осуществляется от сети переменного напряжения 220 В ± 10%; канала источников тока должны обеспечивать выдачу действующего значения тока величиной ±10 А ± 0.1%; канала источников напряжения должны обеспечивать выдачу действующего значения напряжения величиной ±120В ± 0.1%;
Требования к эргономике стенда: прибор должен быть удобен в эксплуатации (мобилен); все подключения должны производиться с лицевой стороны прибора. Требования к программному обеспечению: стенд должен эмитировать работу энергосистемы с использованием двух математических моделей «одномашинной» и «трехмашинной»; стенд должен обеспечивать возможность осуществления проверок СВ как в «разомкнутом контуре» так и в «замкнутом»; управление стендом должно осуществляется с помощью специализированного ПО под управ л ением Windows.
Похожие диссертации на Разработка алгоритмов автоматизированного цифроаналогового стенда для испытаний систем возбуждения электротехнических комплексов
