Введение к работе
Актуальность темы. К настоящему времени электростанции большинства судов автоматизированы. Многие из них работают а классе A-I Регистра, т.е. без участия обслуживающего персонала. Разработаны и функционируют на судах электронные устройства защиты судовых электроэнергетических систем (СЭЭС) от коротких замыканий и перегрузок.
Дальнейшее развитие СЭЭС представляется в направлениях создания микропроцессорных систем автоматического управления ІСАУ, режимами работы СЭЭС, автоматического поиска неисправностей, автоматической защиты от аварий САУ с локализацией неисправных участков. Одним из непременных условий совершенствования в указанных направлениях является создание алгоритмов расчета процессов в СЭЭС при выходе из строя тех или иных элементов. Расчет позволяет выбрать критерии поиска неисправности, оценить степені опасности различных видов отказов, определить необходимые свойства и характеристики датчиков состояния, других устройств защиты и диагностики. Кроме этого, изучение процессов при отказах устройств автоматики значительно повышает эффективность обучения обслуживающего персонала СЭЭС. *
Исследованию переходных процессов в СЭС посвещена обширная научная литература. Широко опубликованы дифференциальные уравнения Парка-Горева, описывающие процессы в синхронных машинах, уравнения асинхронных двигателей, статической нагрузки, автоматических регуляторов напряжения, частоты вращения первичных двигателей. Имеется стандарт судостроительной промышленности по расчету переходных процессов в СЭЭС.
Однако, среди опубликованных работ, нет относящихся к ис<-следованию аварийных режимов СЭС (кроме коротких замыканий в силовой сети). Не публиковались и системы дифференциальных уравнений, алгоритмов и программ, которые можно было бы без существенной разработки и-корректировки непосредственно использовать для расчета процессов в аварийных режимах. Уравнения некоторых элементов СЭС принципиально не пригодны для моделирования аварий, например, уравнения АРН и системы распределения реактивной нагрузки. Креме этого, не определен комплекс физических факторов, Р т.ч. нэлинейностей, которые необходимо учитывать при исследовав
ний U3U. Отсутствие разработанных уравнений, алгоритмов и програші обусловило отсутствие данных по количественным характеристикам процессов в аварийных режимах.
Таким образом, изучение процессов при авариях СЭС и создание инженерной методики расчета является важной и актуальной задачей.
Цель работы. Повышение качества проектных решений судовых электроэнергетических систем, качества подготовки личного состава, создание информационной базы совершенствования систем автоматического управления режимами работы СЭЭС, защиты, контроля и диагностики.
Поставленная цель обеспечивалась в работе решением следу-сИцих задач:
'*"-, I. Анализ процессов, происходящих в судовых электростанциях при неисправностях геиораторных агрегатов и автоматических регуляторов режима их работы. На основе анализа определить возможность расчета процессов в аварийных режимах с помощью известных методов математического моделирования.
-
Разработка новых методик расчета процессов, позволяющих моделировать режимы работы СЭЭС, возникающие при отказе тех или иных элементов систем управления.
-
Разработка инженерной методики расчета процессов в аварийных режимах работа СЭЭС.
Методы исследования. Разработка методов расчета процессов в аварийных режимах СЗС выполнена с использованием методов теории устойчивости электроэнергетических систем, теории электрических машин переменного тока, теоретической электротехники, теории автоматического управления, математического анализа, а также на базе изучения экспериментальных данных по переходным процессам в СЭЭС в нормальных и аварийных режимах..
Научная новизна. Впервые создана инженерная методика расчета процессов, возникающих в судовых электростанциях при отказе элементов систем автоматического управления генераторными агрегатами. Разработанные алгоритмы расчета процессов*во всех основных режимах работы СЭС аналогов в литературе не имеют.
Разработанные новые математические модели ряда элементов G3C, в том числе, автоматических регуляторов напряжения, систем автоматического распределения .реактивной нагрузки и уравнивания частот.
Выработаны практические рекомендации по конкретным видам упрощений математического описания всего комплекса мапын и регуляторов СЭС со всеми перекрестными связями, используемых при расчетах аварийных режимов.
Практическая ценность, Разработанные алгоритмы реализованы, в виде комплекса программ расчета переходных процессов в СЭЭС при отказа элементов САУ. Параметры машин, регуляторов, статической и асинхронной нагрузки легко и удобно устанавливаются в соответствии с потребностями пользователя.
Указанные результаты работы могут быть полезны проектным и исследовательским предприятиям для совершенствования систем управления, защиты, контроля И диагностики СЭЭС, а также предприятиям морского флота для улучшения качества подготовки личного состава судов.
Реализация результатов работы. Результаты работы использованы в научно-исследовательской работе кафедры по созданию имитатора режимов работы судовой электростанции (ЗАС-І60), в учебном процесса кафедры при подготовке новых лабораторных работ и учебных пособий, включены в лекции по судовой электроэнергетике и автоматике.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава СПоТЭТУ в 1989-1992 гг. .
Публикации. По теме диссертационной работы опубликованы три печатные работыТ
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав с выводами, заключения и 4 приложений. Основная часть работы изложена на 176 страницах машинописного текста. Работа содержит 68 рисунков. Список литературы включает 93 наименования.
