Файл: Болотин, Б. И. Инженерные методы расчетов устойчивости судовых автоматизированных электростанций.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 88

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

17.Д м и т р и е в В. В. Параллельная работа машин на электрических, станциях. Ч. 1. Электрические силовые установки. Изд. 2-е, перераб. Л., Изд-во КУБУЧ, 1926.

18.Ж Д а н о в Л. С. О статической устойчивости сложных электрических

систем.— «Труды ВЭИ»,

1940,

вып.

40.

19. Ж и т о м и р с к и й

В. К. Параллельная работа дизель-генерато­

ров.— «Дизелестроение»,

1935,

№ 1,

с. 4—11.

20.И о ф ф е Л. К. О системном подходе к проектированию судовой ав­ томатики.— «Судостроение», 1970, № 12, с. 30—31.

21.К л и м а н о в О. Н. Разработка систем уравнений для нормализа­ ции расчетов переходных процессов в СЭС — «Труды ЦНИИСЭТ», 1970, вып. 1, с. 3—9.

22. К л и м а н о в О. Н., Т о к а р е в Л. Н., Т о л ч е е в В. Н. Особен­ ности математического описания параллельной работы при исследовании

колебаний мощности

генераторов,— «Труды ЦНИДИ»,

1968, вып. 56,

с. 171 — 189.

О. Н., К о т о в щ и к о в А. Я.,

Т о к а р е в Л. Н.

23. К л и м а н о в

Об использовании современной вычислительной техники в исследовании судо­

вых электроэнергетических систем.— «Судовая электротехника и связь»,

1968,

вып. 40, с. 24—30.

 

24.

К о в а л е н к о В. П. Некоторые результаты исследования устойчи­

вости

параллельной работы дизель-генераторов.— «Труды ЦНИДИ»,

1968,

вып. 56, с. 157— 170.

25.К о л о с о в Б. П., Г о р б у н о в О. А. Автоколебания САР дизельгенераторов переменного тока с регулятором скорости типа 2Д-100 при парал­ лельной работе.— «Труды ЦНИДИ», 1968, вып. 56, с. 189—208.

26.К о н к е Г. А. Исследование причин и методов снижения обменных колебаний мощности при параллельной работе дизель-генераторов ДГР-150, -750. Автореферат диссертации. Л., 1970 (ЛКИ).

27.К о н с т а н т и н о в В. Н. Системы и устройства автоматизации су­ довых электроэнергетических установок. Л., «Судостроение», 1972.

28.К о с т ю к О. М. К вопросу синтеза систем автоматического регулиро­ вания возбуждения синхронных машин. В сб.: «Проблемы технической электро­ динамики. Автоматизация и релейная защита электрических систем». Киев, «Наукова думка», 1966, с. 9—26.

29.К у з о в к о в Н. Т. Динамика систем автоматического управления. М., «Машиностроение», 1968.

30.Л и т к е н с И. В. Нелинейные колебания регулируемых синхронных машин при работе электрических систем вблизи границы устойчивости. Авто­ реферат диссертации. М., 1971 (МЭИ).

31. Л ю с т Г. А. Применяемость двигателей внутреннего сгорания на электрических станциях.— «Известия Петроградского политехнического ин-та»,

1916, т. 25,

с. 1—101.

 

32. Л ю т е р

Р. А. О моментах вращения синхронной машины при пе­

риодических ее качаниях.— «Электричество»,

1940, № 2, с. 51—55.

33. М а т ю х и н В. М. Уравнения и

структурная схема синхронного

генератора

при

автоматическом регулировании возбуждения.— «Известия

АН СССР, ОТН»,

1952, № 9, с. 1322—1330.

 

34.М е л е ш к и н Г. А. Переходные режимы судовых электроэнергети­ ческих систем. Л., «Судостроение», 1971.

35.Методика расчетов устойчивости автоматизированных электрических систем. Под ред. В. А. Веникова. М., «Высшая школа», 1966.

36. Методы синтеза нелинейных систем

автоматического управления.

Под ред. С. М. Федорова. М., «Машиностроение», 1970.

37. М и х а й л о в

В. А . , Н о р н е в с к и й

Б. И. Автоматизация судовых

электрических станций.

Л., «Судостроение», 1966.

38.М и х н е в и ч Г. В. Синтез структуры системы автоматического ре­ гулирования возбуждения синхронных машин М., «Наука», 1964.

39.Обобщение опыта наладки и сдачи систем автоматического распределе­ ния активной нагрузки.— «Судостроение», 1970, № 7, с. 35—37. Авт.: 3. С. Рудерман, Л. Г. Конради, Б. И. Болотин, В. П. Коваленко.

325


40. П о п о в Е. П., П а л ь т о в И. П. Приближенные методы исследова­ ния нелинейных автоматических систем. М., Физматгиз, 1960.

41.Режимы работы энергетических систем. Доклады XXII сессии Между­ народной конференции по большим энергетическим системам (СИГРЭ). Под ред. Веникова В. А., М., «Энергия», 1968.

42.Т и м о ф е е в В. А. Математические основы технической кибернетики. Изд. Пензенского политех, ин-та, 1973.

43.Т и м о ф е е в В. А. Метод «фантомного» полинома в проблеме эквивалентирования линейных автоматических систем. В сб.: «Системы и элементы

автоматики». Таллин, 1972, с. 109—

116.

44. Т и м о ф е е в В. А. Теория

и практика анализа результатов наблю­

дений над

техническими объектами,

работающими в эксплуатационных усло­

виях. Изд.

ЛЭТИ им. В. И. Ульянова (Ленина), 1960.

45.Т и м о ф е е в В. А., В и л ь н е р Г. А. Приближенное эквивалентирование дифференциальных уравнений высшего порядка. В сб.: «Системы и эле­ менты автоматики». Таллин, 1972, с. 117—124.

46.Т о л ч е е в В. Н. Исследование колебаний мощности при параллельной работе судовых синхронных генераторов. Автореферат диссертации. Л., 1970, (ЛКИ).

47. Т о л ш и н В. И., Б о л о т и н Б. И. Результаты аналитического исследования обменных колебаний при параллельной работе дизель-генераторов ДГР 150/750.— «Труды ЦНИДИ», 1968, вып. 56, с. 208—218.

48.

Т о л ш и н

В. И.,

Б о л о т и н

Б. И.

Экспериментально-расчетный

метод исследования обменных колебаний мощности при

параллельной работе

дизель-генератора с сетью.— «Энергомашиностроение», 1967, № 9, с. 38.

49.

Т о л ш и н

В. И.,

Б о л о т и н

Б. И.,

К о н к е

Г. А, Влияние топ­

ливной

аппаратуры

на устойчивость дизель-генератора мощностью 150 кВт.

Сб. Науч. исслед. ин-та информации тяж. маш., 1969, № 4—69—4, с. 3—9.

50. Т о л ш и н

В. И. Устойчивость параллельной работы дизель-генера­

торов. Л., «Машиностроение», 1968.

 

 

 

51. У л а н о в

Г. Н. Динамическая точность и компенсация возмущений

в системах автоматического управления. М., «Машиностроение», 1971.

52.

У р у с о в

И. Д. Линейная теория колебаний

синхронной машины.

М., Изд. АН СССР, 1960.

53.X л ы п а л о Е. И. Нелинейные системы автоматического регулиро­ вания (расчет и проектирование). Л., «Энергия», 1967.

54.Ш а т а л о в А. С. Структурные методы в теории управления и электро­ автоматике. М.—Л., Госэнергоиздат, 1962.

55.А г п о 1 d Е. und la С о и г J. L. Die sinchronen wechselstrommaschinen. Band 4. Die wechselstromtechnik. Ilerausgegeben von Arnold E. Berlin, 1913.

56. W. B e n z . Determination of stability in speed control, in particular with parallel-connected Diesel-electric sets. MTZ, 1964, Okt., 25 Jahrgang, H. 10, S. 388.

 

57.

B e n z

W. Der Einflujl

der verzogerten Drehmomentabgabe auf die Sta-

bilitat der Regulierung. MTZ, 1956, J.,

17 Jahrgang, H. 1, S. 1 —10.

 

58.

В 1 о n d e 1

A. Couplages et synchronisation des alternateurs.— «La Lu-

miere E'lectrique»,

1892, m. 45, p. 302, 351, 415, 465, 557; m. 46, p. 151, 308, 360,

409,

456.

 

 

 

 

Р. La

thiorie

des alternateurs

accouplin.— «La Lu-

 

59.

В о и c h е г о t

miere E’lectrique», 1902, m. 45, p. 201.

 

 

 

60.

Q о r g e s

H. Ueber des Verhalten parallel geschalteter Wechselstrom-

maschinen.

ETZ, 1900,

H. 10, S. 188.

 

Wechselstrommaschinen.

ETZ

61.

G o r g e s

S

H.

Ueber

parallel geschalteter

1902

H

49

1053

 

 

 

62.К a p p G. Das Pendeln parallel geschalteter Maschinen. ETZ, 1899, H. 8,

S. 134.

63. R и m p e 1 D. Das Drehmomentverhalten von Drehstromgeneratoren bei sinusformigen Pendelungen. MTZ 1965, Februar, 26 Jahrgang, H. 2, S. 35—42.

64.S t o n e M. Parallelbetrieb von Dieselgeneratoren. MTZ, 1933, 2 Jahrgang,

S. 52.

326


ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие ......................................................................

 

3

Условные обозначения...............................................................................................

 

6

Введение

........................................................................................................................

 

9

§ 1.

Общиесведения по устойчивости работы С А ЭС ....................................

 

§

2. Обзор работ, посвященных устойчивости и колебаниям в авто­

11

 

 

номных электростанциях ...................................................................

 

Г л а в а

 

I. Судовая электростанция как объект автоматического регулиро­

16

 

 

вания. Устойчивость С А Э С ...................................................................

 

§

3.

Характеристика современных судовых электростанций

и их си­

§ 4.

стем автоматизации .................................................................................

 

Особенности параллельной работы генераторов в С Э С ......................

20

§

5.

Характеристика колебательных процессов в С А Э С .................

24

Колебания активной мощности при действии систем с устройствами типа УРЧН (УРМ) (24). Колебания частоты, сопровождающиеся колеба­ ниями активной мощности при действии систем с устройствами типа УРЧН (УРМ) и ПРЧ (24). Колебания мощности при параллельной работе ГА, обусловленные действием систем регулирования напряжения (26). Колебания активной мощности, обусловленные действием системы регули­ рования частоты вращения при устойчивой одиночной работе агрегата (29). Колебания активной мощности, обусловленные действием систем ре­ гулирования напряжения (31). Колебания, обусловленные действием нескольких факторов (31)

Г л а в а II. Линеаризованные уравнения элементов обобщенной САЭС при

исследовании устойчивости ......................................................

35

§

6.

Состав, обобщенная функциональная схема и эквивалентирова-

 

§

7.

ние САЭС .................................................................................................

 

40

Линеаризованные уравнения элементов обобщенной САЭС . . .

 

 

 

Уравнения моментов генераторного агрегата и ПФ первичных дви­

 

 

 

гателей (42). Уравнение приращения момента первичного двигателя (43).

 

 

 

Уравнения систем регулирования частоты вращения (45). Уравнение при­

 

 

 

ращения момента нагрузки (49).

Определение частных производных, свя­

 

 

 

занных с изменением частоты сети (51). Определение частных производ­

 

 

 

ных, связанных с изменением э. д. с. (52). Определение частной производ­

 

 

 

ной,

связанной с изменением электромагнитной мощности (53). Определе­

 

 

 

ние частных производных, связанных с изменением производной угла 6 J2

 

 

 

(53).

Определение собственных z l t

и г :2 и взаимных z22 и z2t сопротивле­

 

 

 

ний

и дополнительных фазовых

углов <Хц, а 22, а 12 (54). Уравнения мо­

 

 

 

ментов параллельно работающих ГА судовой электростанции (55). Урав­

 

 

 

нения электромагнитных процессов в роторах параллельно работающих

 

 

 

синхронных генераторов (57). Уравнение регулятора напряжения синх­

 

 

 

ронного генератора с каналом амплитудно-фазового компаундирования и

 

 

 

корректором напряжения (58).

Уравнения для напряжения при парал­

 

 

 

лельной работе генераторов (64)

 

 

 

327


§

8.

Выбор метода исследования статической устойчивости (устойчи­

 

 

вости

«в м ал о м » )..........................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

66

Г л а в а

III. Применение метода структурного анализа для

исследования

 

 

устойчивости

САЭС

............................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

70

§

9.

Составление и основные особенности структурной схемы парал­

§

10.

лельной работы двух разнотипных Г А ....................................................

 

 

 

 

 

 

Структурный анализ устойчивости параллельной работы

 

ГА

 

 

с мощной

сетью

 

..............................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

73

 

 

 

Структурный анализ

внутреннего электромагнитного контура,

об­

 

 

разованного регулятором

возбуждения (74). Структурный анализ устой­

 

 

чивости электромеханического контура, включающего

регулятор

 

воз­

 

 

буждения и регулятор скорости (95). Структурный

анализ устойчивости

 

 

нерегулируемого объекта (97). Структурный анализ электромеханичес­

 

 

кого контура, в котором учтено регулирование возбуждения (100). Влия­

 

 

ние системы автоматического регулирования частоты

вращения

первич­

 

 

ного двигателя на устойчивость электромеханического

контура

ГА (114).

§

11.

Структурный анализ устойчивости параллельной работы двух

 

 

генераторных агрегатов

....................................................................

 

 

 

 

 

 

 

119

 

 

 

Эквивалентное преобразование и анализ структурной схемы парал­

 

 

лельно работающих

ГА (119). Исследование устойчивости параллельной

 

 

работы разнотипных

ГА.

Анализ

значения частных производных

(125).

 

 

Исследование устойчивости параллельной работы однотипных

 

ГА.

 

 

Анализ устойчивости взаимного электромагнитного

контура (131).

Ана- .

 

 

лиз проходной передаточной функции W ^ (р ) при

параллельной работе

 

 

однотипных ГА (135). Анализ электромеханического контура,

включаю­

 

 

щего передаточные функции нерегулируемого объекта

W 0 (р)

и электро­

 

 

магнитного

контура

(138). Особенности расчета параллельной

работы

 

 

двух

ГА равной мощности, приводимых во вращение разными первич­

 

 

ными двигателями

 

(143).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§

12.

Структурный анализ устойчивости ГА с устройствами автомати­

 

 

зации ..............................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

145

Г л а в а

IV. Расчет коэффициентов уравнений статических

режимов ра­

 

 

боты СЭС .....................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

160

§

13.

Общие положения

......................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§

14.

Расчет установившихся значений режимных параметров, опреде­

 

 

ляемых статическими характеристиками первичных двигателей

 

 

и их системрегулирования частоты вращения

 

 

 

 

 

162

 

 

 

Зависимость отклонения частоты параллельно

работающих ГА при

 

 

статических САР частоты вращения от режимных параметров ГА (162). За­

 

 

висимость распределения активных мощностей параллельно работающих

 

 

ГА со статическими

регуляторами скорости от режимных параметров ГА

 

 

(164).

Зависимость

отклонения

частоты параллельно работающих

ГА

 

 

с комбинированными САР частоты вращения, в которых используются

 

 

датчики мощности с нормализованным выходом, от режимных параметров

 

 

и параметров ГА (165). Зависимость распределения активных

мощностей

 

 

параллельно работающих

ГА с комбинированными САР

частоты враще­

 

 

ния,

в которых используются датчики мощности с нормализованным вы­

 

 

ходом от режимных

параметров и параметров ГА (170).

Зависимость от­

 

 

клонения частоты параллельно работающих ГА с комбинированными

 

 

САР частоты вращения, в которых используются датчики мощности с вы­

 

 

ходными сигналами,

пропорциональными относительной

суммарной на-

 

 

грузке Р ^

р\+р2

(172).

Зависимость распределения

активных

 

 

--------------------

 

 

 

 

 

 

^ 1 Н О М “^ 2 Н О М

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мощностей параллельно работающих ГА с комбинированными САР ча­

 

 

стоты вращения, в которых используются датчики мощности с выходными

 

 

сигналами,

пропорциональными

(173). Зависимость

отклонения

ча­

 

 

стоты и распределения активной мощности параллельно работающих ГА,

 

 

один из которых имеет статическую САР частоты вращения, а другой —

 

 

комбинированную

(175).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§

15.

Определение статических коэффициентов передачи (усиления)

 

 

систем автоматизации СЭС

................................................................

 

 

 

 

 

 

 

176

 

 

 

Определение статических коэффициентов передачи

системы регули­

 

 

рования частоты на основании

требуемой точности для статической САР

328


частоты вращения (176). Определение статических коэффициентов пере­ дачи системы распределения активной нагрузки на основании требуемой ' точности для статической САР частоты вращения (179). Определение ста­ тических коэффициентов передачи системы регулирования частоты на основании требуемой точности для комбинированной САР частоты вра­ щения (186), Определение статических коэффициентов передачи системы распределения активных мощностей для комбинированных САР частоты вращения (188).

§16. Расчет установившихся значений режимных параметров, опре­ деляемых статическими характеристиками генераторов . . . . 189

Расчет установившихся значений режимных параметров генератора (189). Определение статических коэффициентов передачи регулятора воз­ буждения (190).

Г а в а

V.

Расчет статической устойчивости САЭС..........................................

192

§

17.

Расчет устойчивости электромагнитного контура........................

193

§18. Расчет устойчивости электромеханического контура без учета регулирования скорости (с учетом регулирования возбуждения) 194

Определение собственной частоты н декремента затухания нерегули­ руемого объекта (195). Определение коэффициентов проходной ПФ W % (р)

( 195). Построение границы устойчивости в плоскости коэффициентов ftq и *к*б п. р (195). Определение ПФ электромеханического контура при вы­

бранном оптимальном коэффициенте Ад п р (197).

§ 19. Расчет устойчивости электромеханического контура при одно­ временном учете регулирования возбуждения и скорости . . . 198

§ 20. Расчет устойчивости параллельной работы двух однотипных ГА 203

Расчет устойчивости электромагнитного контура (203). Расчет ус­ тойчивости электромеханического контура без учета регулирования ско­

рости (204).

 

§ 21. Расчет устойчивости параллельной работы ГА с комбинирован­

ными PC и быстродействующей системой распределения актив­

ной мощности .........................................................................................

205

§ 22. Расчет устойчивости САРАМ ...........................................................

209

Г л а в а

VI. Вынужденные колебания в САЭС

. 213

§

23.

Классификация возмущающих воздействий и источники их воз­

§

24.

никновения .................................................................................................

Накопление отклонений при вынужденных колебаниях . . . .

218

§

25.

Применение метода моментных добавок к расчету амплитуды вы­

§

26.

нужденных колебаний при параллельной работе Г А ...................

221

Определение демпфирующих свойств судовых ГА при парал­

 

 

лельной работе .......................................................................................

226

§27. Определение рационального закона регулирования возбуждения

идвигательного момента для демпфирования вынужденных ко­

лебаний при параллельной работе Г А ................................................

232

Выбор рационального закона регулирования возбуждения в функ­

ции от активной мощности (тока) и ее производных (236).

Выбор рацио­

нального закона регулирования двигательного момента

в функции от

активной мощности (тока) и ее производных (237).

Г л а в а

VII. Расчеты автоколебаний в САЭС

242

§

28.

Основные положения расчета нелинейных систем .....................

 

 

Условия, при которых периодические режимы в ЭЭУ близки к гар­

 

 

моническим (243). Предпосылки к использованию метода гармонической

 

 

линеаризации, полученные на основании экспериментальных

исследо­

 

 

ваний устойчивости судовых ЭЭУ (244).

 

§

29.

Применение метода гармонической линеаризации при расчетах

 

 

автоколебаний многоконтурных систем в С А ЭС ..........................

245

Особенности применения метода гармонической] линеаризации Для анализа многоконтурных систем (248)

329