ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ СИСТЕМ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ
ВВЕДЕНИЕ
Система возбуждения синхронного генератора представляет собой ключевой элемент электротехнического комплекса генерирующего оборудования, обеспечивающий создание и регулирование магнитного поля на роторе синхронной машины. От надежности и эффективности функционирования системы возбуждения напрямую зависит устойчивость параллельной работы генераторов в составе Единой энергетической системы России, качество электрической энергии и технико-экономические показатели электростанции. В условиях роста потребления электроэнергии и увеличения единичной мощности генерирующих агрегатов вопросы организации технического обслуживания устройств возбуждения приобретают особую актуальность для обеспечения бесперебойного электроснабжения промышленных и коммунально-бытовых потребителей.
Современные системы возбуждения отечественного производства характеризуются широким применением тиристорных преобразователей, микропроцессорных систем управления и диагностики, что предъявляет повышенные требования к квалификации эксплуатационного персонала и методам технического обслуживания. Особенности конструкции статических систем возбуждения требуют разработки специализированных регламентов и методик диагностирования, учитывающих специфику полупроводниковых элементов и быстродействующих автоматических регуляторов возбуждения.
Степень разработанности проблемы в отечественной технической литературе характеризуется наличием фундаментальных трудов НИУ «МЭИ», ПАО «Силовые машины», АО «ВНИИР», однако вопросы организации технического обслуживания современных микропроцессорных систем возбуждения применительно к условиям эксплуатации на российских электростанциях требуют дальнейшей детализации и систематизации.
Цель курсовой работы – изучение принципов организации технического обслуживания систем возбуждения синхронных генераторов и разработка практических рекомендаций по повышению надежности их эксплуатации.
Задачи курсовой работы:
- изучить принципы регулирования возбуждения синхронных машин и роль систем возбуждения в обеспечении устойчивости ЕЭС России;
- провести сравнительную характеристику статических и независимых систем возбуждения отечественного производства;
- рассмотреть нормативно-правовое регулирование эксплуатации систем возбуждения согласно ПТЭ и ПУЭ;
- проанализировать характерные повреждения электрооборудования систем возбуждения и методы их локализации;
- выполнить выбор и проверку элементов системы возбуждения при проведении модернизации генерирующего узла.
Объект исследования – системы возбуждения синхронных генераторов тепловых и гидравлических электростанций России.
Предмет исследования – методы и технологии технического обслуживания электрооборудования систем возбуждения.
Методологическая база исследования включает теоретические основы электромеханического преобразования энергии, методы расчета параметров возбуждения синхронных машин, нормативно-техническую базу ПТЭ электрических станций и сетей РФ, ПУЭ 7-е издание, ГОСТ Р 52776-2007, стандарты АО «СО ЕЭС».
Научная новизна работы заключается в систематизации современных подходов к организации технического обслуживания систем возбуждения с учетом особенностей микропроцессорных систем управления и диагностики.
Теоретическая значимость определяется обобщением отечественного опыта эксплуатации систем возбуждения различных типов и формированием комплексного представления о нормативно-технических требованиях.
Практическая значимость состоит в разработке конкретных рекомендаций по выбору элементов системы возбуждения и организации мониторинга технического состояния оборудования.
Структура курсовой работы включает введение, две главы основной части, заключение и список использованной литературы. Первая глава посвящена теоретическим основам функционирования и классификации систем возбуждения в российской энергетике. Вторая глава содержит анализ технической эксплуатации и надежности систем возбуждения синхронных генераторов.
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ВОЗБУЖДЕНИЯ В РОССИЙСКОЙ ЭНЕРГЕТИКЕ
1.1. Принципы регулирования возбуждения синхронных машин и их роль в обеспечении устойчивости ЕЭС России
Система возбуждения синхронного генератора выполняет функцию создания основного магнитного потока машины путем подачи постоянного тока в обмотку возбуждения, расположенную на роторе. Величина тока возбуждения определяет электродвижущую силу генератора и, следовательно, напряжение на его выводах при заданной нагрузке. Регулирование возбуждения представляет собой целенаправленное изменение тока возбуждения для поддержания заданных электрических параметров генератора и обеспечения устойчивости его параллельной работы с энергосистемой [1, c. 45].
Основными задачами системы возбуждения синхронного генератора являются поддержание номинального напряжения на выводах статорной обмотки, распределение реактивной мощности между параллельно работающими генераторами, обеспечение статической и динамической устойчивости работы генератора в энергосистеме, ограничение токов и напряжений при аварийных режимах. Автоматический регулятор возбуждения непрерывно отслеживает отклонения напряжения генератора от заданного уровня и формирует управляющие воздействия на силовую часть системы возбуждения [2, c. 67].
В Единой энергетической системе России синхронные генераторы электрических станций работают параллельно на общие шины, образуя сложную электромеханическую систему. Устойчивость параллельной работы генераторов обеспечивается синхронизирующими моментами, возникающими при относительных колебаниях роторов машин. Система возбуждения через автоматический регулятор вносит дополнительный демпфирующий момент, способствующий затуханию электромеханических колебаний. Быстродействие системы возбуждения и параметры настройки автоматического регулятора напрямую влияют на запас динамической устойчивости генератора при возмущениях в
…
