ДОНЕЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ

УНІВЕРСИТЕТ

Наумов Володимир Федорович

УДК 621. 313. 322 : 621. 301

УДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНІЧНОГО ДIАГНОСТУВАННЯ

ТИРИСТОРНИХ СИСТЕМ ЗБУДЖЕННЯ ПОТУЖНИХ

СИНХРОННИХ ГЕНЕРАТОРІВ І ЕЛЕКТРОПРИВОДІВ ТЕС

СПЕЦІАЛЬНІСТЬ : 05. 14. 02. - "Електричні станції, системи і мережі"

Автореферат

дисертацiї на здобуття наукового

ступеня кандидата технічних наук

Донецьк – 1998

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Донецькому державному технічному університеті

Міністерства освіти України, м. Донецьк

Науковий керівник - доктор технічних наук, професор

Сивокобиленко Вiталій Федорович, завідувач кафедри " Електричні

станції "Донецького державного технічного університету

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор

Рогозiн Георгій Григорович, професор кафедри " Електричні системи"

Донецького державного технічного університету

кандидат технічних наук, доцент

Крічман Iлля Сергійович, доцент кафедри "Автоматизація електричних систем"

Приазовського державного технічного університету

Провідна установа:

Інститут електродинаміки НАН України, відділ №13, м. Київ.

Захист відбудеться "26" листопада 1998 р. о 14 годині на засіданні

спеціалізованої вченої ради К 11. 052. 02 в Донецькому державному

технічному університеті за адресою : Україна, 340000, м. Донецьк, вул. Артема, 58, 1 навчальний корпус, ауд. 201

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці ДонДТУ

(м. Донецьк, вул. Артема, 58, II навчальний корпус).

Автореферат розісланий " 20 " жовтня 1998 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

кандидат технічних наук, доцент А. М. Ларiн

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність роботи

Перед енергетиками України поставлено завдання розвитку ефективних нетрадиційних методів і засобів дiагностування, не вимагаючих відключення устаткування, утворення автоматизованих систем технічного дiагностування основних видів електрообладнання і їх розповсюдження на найбільш відповідальних об'єктах енергосистем, формування галузевої автоматизованої системи діагностичного забезпечення енергетичного виробництва на всіх рівнях управління Мiненерго України.

Технічне дiагностування систем збудження (СЗ) потужних синхронних генераторів електростанції здійснюється, переважно, традиційними методами і засобами технічної діагностики, що передбачають проведення випробувань СЗ в режимі холостого ходу турбогенератора і в аварійних режимах енергосистеми, що є вкрай небажаними внаслідок непродуктивних витрат і зниження надійності роботи електрообладнання енергосистеми. Також не здійснюється контроль iдентичностi настройки і поведінки СЗ генераторів електростанції.

Відсутній комплексний підхід до вдосконалення технічного дiагностування СЗ синхронних машин (генератори, двигуни в приводі кульових вуглерозмельних млинів) теплової електричної станції (ТЕС), що не дозволяє забезпечувати необхідну надійність електроприводу кульового вуглерозмельного млина.

Все це зумовило необхідність подальшого вдосконалення методів і засобів технічного дiагностування СЗ потужних синхронних генераторів і електроприводів ТЕС.

Зв'язок теми дисертації з планом основних робіт. Дисертаційна робота виконана в відповідності з темами галузевих науково-технічних програм. Базою для підготовки роботи ,що захищається, стали науково -дослідницькі звіти по зазначеним темам з такими номерами госрегiстрації: 01825044219; 01840071030; 01840071029; 01850070543. При цьому автор є керівником цих робіт і відповідальним виконавцем.

Мета роботи. Основною метою роботи є розробка і впровадження методів і засобів технічного дiагностування СЗ потужних синхронних генераторів і електроприводів кульових вуглерозмельних млинів ТЕС.

Методи дослідження. Дослідження класифікації СЗ, як об'єктів діагнозу, а також загальних критеріїв технічного дiагностування, виконані на основі засобів алгебри множин. При оцінці технічного стану СЗ генераторів електростанції, iдентичностi настройки і поводження СЗ окремих генераторів, пошуку несправностей, використані засоби розрахунку області статичної стійкостi енергосистеми і вибору настройки АРЗ, а також засоби математичного моделювання. Дослідження технічного стану СЗ при аварійних збуреннях виконувалися на основі загальної теорії перехідних процесів машин змінного струму, засобів обчислювальної математики, засобу симетричних складових. Натурні дослідження виконані з використанням експериментальних методів виміру параметрів і обчислювальної техніки.

Наукова новизна одержаних результатів.

1. Строгість побудови системи технічного дiагностування електротехнічного об'єкту вперше обгрунтована розробленими автором аксіомами, на основі яких запропоновані і досліджені загальні критерії технічного дiагностування СЗ потужних синхронних генераторів і електроприводів кульових вуглерозмельних млинів, а також критерії для опрацювання останніх.

2. Обгрунтування комплексного технічного дiагностування СЗ потужних синхронних генераторів і електроприводів кульових вуглерозмельних млинів представлено новою класифікацією СЗ, згідно з якої СЗ в різноманітних режимах розглядається як багатозв’язний, однозв’язний і автономний об'єкт діагнозу.

3. На підставі комплексностi технічного дiагностування для контролю технічного стану СЗ як багатозв’язного і однозв’язного об'єкту діагнозу розроблений і досліджений метод діагностичних меж, в основі якого використано властивість межі області стійкостi САРЗ, як екстремальної лінії, чутливої до технічного стану елементів САРЗ, що дозволяє по конфiгурацiї меж контролювати технічний стан СЗ генераторів електростанції, iдентичність настройки і поводження СЗ окремих генераторів, виявляти несправності і по таблиці образів несправностей здійснювати їх пошук.

4. Автором установлен взаємозв'язок між діагностичними властивостями СЗ і фазами протікання аварійного процесу в енергосистемі, внаслідок чого розроблений і досліджений метод аварійних збурень, що заснован на поданні аварійного збурення у вигляді двох фаз його протікання, щодо яких і оцінюється технічний стан СЗ.

5. Метод робочого технічного дiагностування СЗ в експлуатаційних режимах роботи генератору розроблений і досліджений на основі запропонованих автором критеріїв, і відрізняється тим, що не містить перевірок в режимі холостого ходу генератора, як вкрай неекономічного.

Обгрунтованність і достовірність наукових положень, висновків і рекомендацій роботи. Забезпечується застосуванням апробованих методів алгебри множин, методів розрахунку області статичної стійкостi енергосистеми і вибору настройки АРЗ, методів математичного моделювання синхронних генераторів, двигунів і їх СЗ; обгрунтованістю прийнятих допущень; результатами експериментальних досліджень на діючому устаткуванні електростанцій і дослідно-промислової експлуатації приведених в роботі методів і засобів технічного дiагностування СЗ.

Практичне значення роботи.

1. Створена методика дiагностування тиристорних СЗ потужних турбогенераторів, що дозволить оцінити їх технічний стан в умовах експлуатації з винятком перевірок в режимі холостого ходу генератора, як вкрай неекономічного.

2. Розроблено засоби технічної діагностики, що забезпечують ефективне дiагностування тиристорних СЗ потужних турбогенераторів в умовах експлуатації.

3. Розроблена СЗ для електропривода кульових вуглерозмельних млинів ТЕС, що практично не вимагає обслуговування.

Реалізація результатів роботи.

1. Метод робочого технічного дiагностування СЗ в експлуатаційних режимах генератора після капітального ремонту завпроваджений на всіх блокових електростанціях енергосистем України. Оцінка технічного стану тиристорних СЗ за методом, що пропонується, дозволяє відмовитися від перевірки в режимі холостого ходу турбогенератора, як вкрай неекономічного.

2. Метод аварійних збурень використаний на Старобешевськiй ТЕС для оцінки технічного стану головного взірця тиристорної системи самозбудження розробки заводу “Уралелектротяжмаш”, що дозволило її серійно впровадити на ряді електростанцій.

3. Метод діагностичних меж використаний на Змiєвськiй ТЕС для оцінки технічного стану СЗ генераторів електростанції, iдентичностi настройки і поводження СЗ окремих генераторів, що дозволило прийняти заходи що до підвищення надійності в цьому вузлі енергосистеми.

4. Засоби технічної діагностики: iмiтатор синхронного генератора і збудника, прилад контролю струморозподілу через щітки запропоновані для реалізації зазначених нових методів і тому також завпроваджені на всіх блокових електростанціях енергосистем України.

5. Розроблена СЗ для електропривода кульових вуглерозмельних млинів завпроваджена на всіх блоках потужністю 200, 300 МВт електростанцій енергосистеми “Донбасенерго”.

Як показав досвід експлуатації, запропонована СЗ володіє максимальною надійністю, мінімумом діагностичних засобів і практично не вимагає обслуговування.

Апробація роботи.

Окремі положення і основні результати дисертаційної роботи були повідомлені, обговорені і схвалені на XVIII сесії семінару “Кiбернетика електричних систем” по тематиці “Дiагностика електроустаткування” (1996 р., м. Новочеркаськ); семінарі керівників електролабораторій електричних станцій ОЕС СК “Юженерго (1996 р., м. П’ятигорськ); республіканському семінарі “Шляхи підвищення надійності електричних машин змінного струму” (1977 р., м. Київ); республіканському семінарі “Передові методи експлуатації систем збудження потужних генераторів” (1988 р., Змiєвська ТЕС ).

Публікації. По матеріалам дисертації опубліковано 7 друкованих робіт і 2 авторських свідоцтва на винахід.

Структура і обсяг роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, п’яти глав, укладення, списка літератури і двох додатків; основний її зміст викладено на 114 сторінках машинописного тексту, містить 56 рисунків, 10 таблиць, список літератури із 72 найменувань. Загальний обсяг роботи 197 сторінок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ.

У вступі обгрунтовано актуальність роботи, сформульовано мету, задачі досліджень і розробок. Подано загальну характеристику роботи.

Наведений стан питання вимагає рішення таких основних завдань дослідження:

розробки класифікації електротехнічних об'єктів діагнозу;

розробки аксіом технічного дiагностування електротехнічних об'єктів;

утворення банку даних пошкоджуємостi СЗ турбогенераторів потужністю 200 800 МВт;

розробки загальних критеріїв технічного дiагностування СЗ потужних синхронних генераторів і електроприводів ТЕС;

розробки методу робочого технічного дiагностування СЗ в експлуатаційних режимах роботи генератора за винятком режиму холостого ходу; розробки методу діагностичних меж для контролю в цілому технічного стану СЗ генераторів електростанцій, і пошуку їх несправностей;

розробки iмiтатора синхронного генератора і збудника для реалізації метода діагностичних меж;

розробки засобу для дiагностування щіточного апарату допоміжного і головного генераторів;

розробки методу аварійних збурень для промислових іспитів головних взірців СЗ потужних генераторів;

дослідження розроблених методів і засобів діагностики СЗ в умовах діючих електростанцій;

розробки критеріїв, що дозволять з необхідною надійністю проектувати СЗ синхронних двигунів в приводі кульових вуглерозмельних млинів ТЕС;

розробки і дослідження СЗ для синхронного двигуна в приводі кульових вуглерозмельних млинів, що експлуатуються на ТЕС з блоками потужністю 200, 300 МВт.

У першому розділі виконано аналіз існуючої класифікації об'єктів діагнозу з використанням теорії множин. Внаслідок перетворень опинилося, що всі об'єкти діагнозу можна поділити на такі класи: автономні, однозв’язні, багатозв’язні, а кожний клас - на 15 однакових підкласів (рис. 1). При цьому багатозв’язний - це об'єкт діагнозу, що має різноманітні зв'язки з двома і понад іншими об'єктами, а однозв’язний - із одним. Визначено місце в класифікації об'єктів діагнозу, що його займає СЗ потужних синхронних генераторів ТЕС. СЗ треба розглядати, як автономний, однозв’язний, багатозв’язний і мішаногiбрiдний об'єкт діагнозу.

Для правильної і точної побудови системи технічного дiагностування об'єкту необхідні певні правила. Цими правилами є аксіоми технічного дiагностування об'єктів, виведені на основі відомих літературних джерел.

Аксіома 1.

>, (1)

де - приведені витрати при експлуатації об'єкту без застосування дiагностування;

- приведені витрати при застосуванні дiагностування;

- технічне дiагностування об'єкту.

Аксіома 2.

, (2)

де - максимальні і мінімальні приведені витрати на дiагностування об'єкту;

- максимальний і мінімальний рівень надійності об'єкту діагнозу.

Аксіома 3.

, (3)

де - оптимальні приведені витрати при застосуванні дiагностування;

- кількість перевірок при дiагностуваннi об'єкту;

- перiодичність дiагностування;

- технічний стан об'єкту діагнозу.

Аксіома 4.

, (4)

де - економічна ефективність засобу діагностики, що опрацьовується;

- кількість об'єктів ,що діагностуються.

Для вибору вузлів СЗ, що вимагають вдосконалення технічного дiагностування, були зібрані дані за 11 років про відмови СЗ турбогенераторів потужністю 200 800 МВт, що випускаються серійно, які відпрацювали в умовах експлуатації понад 5 років. До таких вузлів належать: вихідні транзистори в системі управління перетворювачем, силові тиристори і діоди перетворювачів, окремі блоки АРЗ, система охолодження перетворювачів, щіточно-контактний апарат допоміжного генератора.

На основі запропонованих аксіом виведені загальні критерії технічного дiагностування СЗ потужних синхронних генераторів.

, (5)

де - мiнiмiзiровання перевірки;

- перевірки окремих вузлів СЗ в різноманітних режимах роботи генератору.

, (6)

де - мінімальні сумарні приведені витрати при експлуатації СЗ з застосуванням дiагностування.

- приведені витрати при експлуатації окремих вузлів СЗ із застосуванням дiагностування.

У другому розділі запропоновано метод робочого технічного діагностування СЗ в експлуатаційних режимах генератора. Для цього одержані вирази, що описують всю безліч перевірок СЗ, як автономного і однозв’язного об'єкту діагнозу, крізь виділені підмножини A, B, C, L і M, N, K:

_ _

(A B C) (A C) (B C) L, (7)

M (M K) N (N K) (8)

Еквівалентні перетворення виразів ( 7 ), ( 8 ) на основі законів булівої алгебри множин дозволили виділити найбільш істотні підмножини перевірок СЗ. Внаслідок одержаний алгоритм діагностики СЗ після їх капітального ремонту, що послідовно містить їх перевірки при роботі генератору в мережі на резервному збуднику чи на зупиненому генераторі, при малій активній потужності генератора і при активній потужності генератора, близької до номiнальної.

Проведений аналіз пошкоджуємостi СЗ показав, що характерною особливістю чималої частини відмов є їх раптовий характер.

Розроблені до цього часу методи дiагностування не дозволяють прогнозувати подібні відмови. Тому забезпечення необхідної надійності вузлів СЗ слід здійснювати методами робочого технічного дiагностування із роздільним їх резервуванням.

Використання загальних критеріїв і банка даних пошкоджуємостi СЗ дозволило оцінити міру резервування. Так для тиристорних систем самозбудження доцільно резервування АРЗ і системи керування перетворювачем, а для безщіточних СЗ - повністю тиристорного перетворювача, включаючи його систему управління, і АРЗ.

Для контролю технічного стану СЗ, як багатозв’язного і однозв’язного об'єкту діагнозу, розроблений і досліджений метод діагностичних меж. В основі методу використано властивість області межі стійкостi САРЗ як екстремальної лінії, чутливої до технічного стану елементів САРЗ. Межа області стійкостi, що відповідає несправному стану об'єкту, названа діагностичною.

Діагностичну модель по наданому методу утворюють області стійкостi САРЗ генераторів електростанції. Розрахунок області стійкостi САРЗ як багатозв’язного об'єкту діагнозу зроблено на ЕОМ, вхідною інформацією для якої служать дані про перехідний процес в енергосистемі при малому східчастому сигналі управління на вході АРЗ. Визначення області стійкостi САРЗ як однозв’язного об'єкту діагнозу зроблено шляхом частотних характеристик генератору по напрузі статора і струму ротора, а також аналогічних ланцюгів збудника. Частотні характеристики визначені експериментально і реалізовані в пристрої діагностики, названим iмiтатором (рис. 2). Підключення iмiтатора до виходу СЗ дозволяє зробити умови стійкостi системи регулювання при замиканні контурів регулювання по відхиленню і похідної напруги і похідної струму ротора, що забезпечує можливість визначення областей стійкостi САРЗ, як однозв’язного об'єкту діагнозу, незалежно від генератора.

Рисунок 2 – Області стійкості, які визначені із застосуванням імітатора (1,2,3)

і за існуючою методикою (1`, 2`, 3`)

Алгоритм реалізації методу діагностичних меж передбачає періодичний контроль області стійкостi САРЗ, як багатозв’язного об'єкту діагнозу, кожного генератора електростанції в площині коефіцієнтів регулювання АРЗ по відхиленню і похідної частоти.

При появі діагностичної межі області стійкостi САРЗ відповідний генератор електростанції переводиться на резервне збудження і за допомогою iмiтатора здійснюється пошук несправностей в данній САРЗ по діагностичним межам з використанням таблиці образів несправностей (рис. 3, табл. 1).

Таблиця 1 - Образи несправностей СЗ

Координати

області

стійкості | Номер

діагностичної

межі |

Несправності САРЗ

1 | Розімкнуто канал

2 | Розімкнуто канал

3 | Розімкнуто канал ЖОС

4 | Розімкнуто канал ГОС

5 | Закорочено канал

6 | Втрата імпульсів управління плеча 1 роб. групи тиристорів

7 | Втрата імпульсів управління плеча 1 робочої та форсувальної груп тиристорів

2

3

4 | Розімкнуто ланцюг ємності С2 вхідного фільтра БЧ3

Закорочено дросель Др3 вихідного фільтра БЧ3

Обрив ланцюга ємності С4 в каналі блока ОБ

2

3

4 | Замкнення ємності С9 в ланцюзі стабілізації ОМВ

Обрив ланцюга ємності С7 в фільтрі Ф2 ОМВ

Замкнення накоротко обмотки 2-3 дроселя Др2 в фільтрі Ф2 ОМВ

2

3

4 | Замкнення ємності С29-С33 в ланцюзі стабілізації ОП

Замкнення ємності С41-С61 в ланцюзі стабілізації ОП

Обрив ємності С41-С61

Рисунок 3 – Області стійкості, які визначені із застосуванням імітатора при імітації характерних несправностей

Для промислових іспитів головних взірців СЗ, як багатозв’язного і однозв’язного об'єкту діагнозу, розроблений і досліджений метод аварійних збурень. У вигляді аварійних збурень, що характеризують запас динамічної стійкості системи, приймають ко роткі замикання із наступним відключенням пошкодженого елементу.

Найбільш важким видом короткого замикання (КЗ) є трифазне.

Аварійне збурення можна поділити на дві фази. В першій фазі, при трифазному короткому замиканні на початку одного із ланцюгів електропередачі робиться повний розрив зв'язку між генератором і системою, а потужність, що віддає генератор стає рівною нулю. . СЗ генератора в цій фазі збурення становить однозв’язний об'єкт діагнозу.

В другій фазі аварійного збурення, після відключення пошкодженого ланцюга електропередачі, СЗ генератора становить багатозв’язний об'єкт діагнозу. Звідси витікає пофазна оцінка технічного стану СЗ генератора в аварійних режимах.

Алгоритм реалізації методу аварійних збурень передбачає перевірки СЗ, як однозв’язного об'єкту діагнозу, в режимі раптових симетричних і несиметричних КЗ на стороні вищої напруги блокового трансформатора при роботі генератора на холостому ходу зі зниженою напругою статора і, як багатозв’язного об'єкту діагнозу, в режимі збурення всіх генераторів електростанції.

Третій розділ присвячено розробці імітатора синхронного генератора і збудника, який являє собою їх математичну модель і призначений для реалізації методу діагностичних меж, а також методу робочого технічного діагностування СЗ в експлуатаційних режимах генератора.

Для дiагностування щіточного апарату допоміжного і головного генераторів розроблений і досліджений в умовах електростанцій прилад контролю струморозподілу по щіткам. Принцип дії приладу заснований на вимірі падіння напруги на повідці електрощітки при протіканнi через нього струму збудження.

У четвертому розділі подано результати досліджень розроблених методів і засобів діагностики СЗ в умовах діючих електростанцій, які підтвердили вірність їх обгрунтування і практичну доцільність.

У п’ятому розділі показано, що СЗ синхронних генераторів і електроприводів кульових вуглерозмельних млинів ТЕС - функціонально подібні, тому, як об'єкти діагнозу, підлягають сумісному розгляду.

Визначено місце в класифікації об'єктів діагнозу (рис. 1), що його займає СЗ зазначених електроприводів. Надану СЗ треба розглядати як однозв’язний мішаногiбрiдний об'єкт діагнозу.

На підставі другої аксіоми технічного дiагностування, що встановлює взаємозв'язок між надійністю об'єкта і його дiагностуванням, виведені основні критерії, що дозволять із необхідною надійністю опрацьовувати СЗ синхронних двигунів кульових млинів. Критерії визначають ефективність застосування САРЗ в СЗ синхронного двигуна.

, (9)

, (10)

де м.с. - частота коливань моменту опору;

с. р. - власна частота коливань ротора синхронного двигуна;

- прирiст потужності ,що споживається реактивним

комплексним навантаженням при різноманітних напругах в його вузлі;

- реактивна потужність, що видається синхронними

двигунами комплексного навантаження при різноманітних напругах в його вузлі.

На основі аксіом технічного дiагностування і критеріїв (9, 10) розроблена СЗ для синхронних двигунів кульових вуглерозмольних млинів, що експлуатуються на ТЕС з блоками потужністю 200, 300 МВт.

На ЕОМ досліджена динамічна стійкість синхронного двигуна кульового млина із даною СЗ. Результати розрахунку показали, що двигун при зниженні напруги до 0, 68 Uном. на протязі 9с ( режим включення поживного електронасоса ) і при наступному підйомі його до вихідного рівня не випадає із синхронiзма. Надалі ці результати були підтверджені при експлуатації електропривода кульового вуглерозмельного млина в такому режимі.

Максимальна надійність запропонованої СЗ досягнута за рахунок того, що живлення обмотки збудження синхронного двигуна здійснено за схемою самозбудження від його виводів статора крізь спеціальний випрямляючий трансформатор і дiодно-тиристорний перетворювач, що в пускових режимах двигуна працює з релейним керуванням, а в робочих режимах - переводиться в дiодний режим.

Здобуток максимальної надійності СЗ дозволив знизити до мінімуму витрати на її технічне дiагностування. Так дiагностуванню в данній СЗ підлягає тільки розрядний резистор.

В додатку приведена методика технічного дiагностування при капітальному ремонті тиристорних СЗ в експлуатаційних режимах потужних генераторів, а також представлені матеріали, які підтверджують використання і впровадження результатів роботи.

ВИСНОВОК

В дисертаційній роботі дано теоретичне узагальнення і нове рішення наукового завдання, що полягає в удосконаленнi технічного дiагностування СЗ потужних синхронних генераторів і електроприводів кульових вуглерозмельних млинів ТЕС шляхом комплексного підходу, що базується на банку даних пошкоджуємостi СЗ, новій класифікації електротехнічних об'єктів діагнозу, аксіомах і критеріях, що дозволили розробити нетрадиційні методи і засобі технічного дiагностування СЗ в експлуатаційних і аварійних режимах генераторів.

Основні наукові і практичні результати роботи:

1. Строгість побудови системи технічного дiагностування електротехнічного об'єкту вперше обгрунтована розробленими автором аксіомами.

2. Обгрунтування комплексного підходу до технічного дiагностування СЗ потужних синхронних генераторів і електроприводів кульових вуглерозмельних млинів ТЕС представлено новою класифікацією електротехнічних об'єктів діагнозу, згідно з якою СЗ в різноманітних режимах розглядається як багатозв’язний, однозв’язний і автономний об'єкт діагнозу.

3. Для вибору вузлів СЗ, вимагаючих вдосконалення їх технічного дiагностування, створено банк даних пошкоджуємостi СЗ за 11 років експлуатації турбогенераторів потужністю 200800 МВт.

4. На основі запропонованих аксіом виведені загальні критерії технічного дiагностування СЗ на мінімум перевірок і витрат.

5. На основі виведених критеріїв розроблено метод робочого технічного дiагностування СЗ в експлуатаційних режимах роботи генератора, що відрізняється тим, що не містить перевірок в режимі холостого ходу генератору, як вкрай неекономічного.

6. Для технічного дiагностування СЗ, як багатозв’язного і однозв’язного об'єкту діагнозу, розроблено метод діагностичних меж, в основі якого використано властивість межі області стійкостi САРЗ як екстремальної лінії, чутливої до технічного стану елементів САРЗ.

7. Установлено взаємозв'язок між діагностичними властивостями СЗ і фазами протікання аварійного процесу в енергосистемі, внаслідок чого розроблено метод аварійних збурень, що дозволить оцінювати технічний стан СЗ щодо зазначених фаз аварійного процесу.

8. Для реалізації методу діагностичних меж і методу робочого технічного дiагностування СЗ в експлуатаційних режимах розроблено пристрій діагностики, що становить iмiтатор синхронного генератора і збудника, їх математичну модель.

9. Для реалізації методу робочого технічного дiагностування СЗ в експлуатаційних режимах генератора розроблено пристрій дiагностування щіточного апарату допоміжного і головного генераторів, що дозволить контролювати струморозподіл по його щіткам шляхом виміру падіння напруги на повідці електрощіткi при протіканнi через нього струму збудження.

10. Проведені дослідження розроблених методів і засобів дiагностування СЗ в умовах діючих електростанцій, що підтвердили правильність обгрунтування і практичну доцільність наданих розробок.

11. Показано, що СЗ синхронних генераторів і електроприводів кульових вуглерозмельних млинів ТЕС, як об'єкти діагнозу, подібні. Це дозволяє застосовувати для них ті ж самі критерії, методи і засоби технічного дiагностування.

12. На підставі запропонованих аксіом виведені критерії, що визначать ефективність застосування САРЗ синхронного двигуна в приводі вуглерозмельного кульового млина ТЕС.

13. З урахуванням виведених критеріїв розроблена СЗ для синхронних двигунів в приводі кульових вуглерозмельних млинів ТЕС, виконана по схемі самозбудження із дiодно-тиристорним перетворювачем, що в пускових режимах двигуна працює з релейним керуванням, а в робочих режимах - переводиться в дiодний режим.

14. Проведені дослідження розробленої СЗ синхронного двигуна в приводі кульового вуглерозмельного млина в умовах ТЕС. Внаслідок установлено, що СЗ володіє максимальною надійністю, що дозволила знизити до мінімуму витрати на її технічне дiагностування, і, практично, не вимагає обслуговування.

Основні наукові і прикладні результати дисертаційної роботи представлені в таких публікаціях

1.Наумов В.Ф., Любарский В.Г. Диагностика состояния систем возбуждения мощных турбогенераторов. – Электрические станции, 1985, №11. - с. 38-41.

. 2.Наумов В.Ф., Любарский В.Г., Похилько В.К., Филатов В.И. Двухканальный анализатор устойчивости регулирования возбуждения синхронных генераторов. – Электрические станции, 1986, № 10, с.54-57.

3.А.С. № 1156235 (СССР). Способ проверки систем возбуждения синхронных генераторов. – Любарский В.Г., Наумов В.Ф., Филатов В.И. Опубл. в Б. И. 1985, № 18.

4.А. С. № 884066 (СССР). Способ проверки вентильной системы возбуждения синхронного генератора в режиме форсировки и гашения поля. – Наумов В.Ф. Опубл. в Б. И. 1981, №43.

5.Наумов В.Ф., Кардашев С.А., Савченко Е.В. Разработка и внедрение вентильных систем возбуждения мощных синхронных двигателей. – Сборник. Пути повышения надежности электрических машин переменного тока. К.: Изд-во ИЭД АН УССР, 1977, с.96-98.

6.Наумов В.Ф., Кардашев С.А., Савченко Е.В. Диодно-тиристорная система возбуждения синхронного двигателя. – Энергетика и электрификация, серия: эксплуатация и ремонт электрических сетей, вып. 12, М.:1979, с.3-8.

7.Наумов В.Ф. Метод диагностики систем возбуждения мощных генераторов. – Техническая электродинамика, 1995, №2. – с.69-73.

8.Наумов В.Ф. Использование границы области устойчивости для диагностики систем автоматического регулирования возбуждения мощных генераторов. – Техническая электродинамика, 1996, № 2, с.55-59.

9.Наумов В.Ф. Комплексное техническое диагностирование тиристорных систем возбуждения мощных турбогенераторов. – Изв. Вузов, Электромеханика, 1997, №1-2, с. 101-102.

У] – дисертанту належить створення банку даних пошкоджуємостi СЗ потужних синхронних генераторів енергосистем України, розробка основних концепцій технічного дiагностування СЗ.

У] – здобувачем розроблена структура імітатора, використані межі стійкостi, як діагностичні параметри.

У] – здобувачу належить спільна розробка ознаки винаходу.

У] – здобувачем розроблена і впроваджена вентильна СЗ для електроприводу кульового вуглерозмельного млина ТЕС.

У] – здобувачем розроблена дiодно-тиристорна СЗ синхронного двигуна.

АНОТАЦІЯ

Наумов В. Ф. Удосконалення технічного діагностування тиристорних систем збудження потужних синхронних генераторів і електроприводів ТЕС. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05. 14. 02 - Електричні станції, системи і мережі. - Донецький державний технічний університет, Донецьк, 1998.

Дисертація присвячена питанням вдосконалення технічного діагностування тиристорних систем збудження (СЗ) потужних синхронних генераторів і електроприводів ТЕС з метою розробки і впровадження нових методів і засобів їх діагнозу. Строгість побудови технічного діагностування СЗ обгрунтовано вперше розробленими аксіомами і загальними критеріями. Запропонована нова класифікація об'єктів діагнозу, що дозволить комплексно здійснювати технічне діагностування СЗ потужних синхронних машин ТЕС. Розроблені нові методи діагнозу: метод діагностичних меж, що дозволить контролювати технічні стани СЗ генераторів електростанції, ідентичність їх настройки, виявляти несправності і здійснювати їх пошук; метод аварійних збурень, що дозволить оцінювати технічний стан СЗ в динамічних, безпечних режимах генератора; метод робочого діагностування, що відрізняється тим, що не містить перевірок в режимі холостого ходу турбогенератора, як вкрай неекономічного. Розроблено нові засоби діагностування: iмiтатор синхронного генератора і прилад контролю струморозподілу по щіткам генератора, призначені для реалізації запропонованих методів діагнозу СЗ. Основні результати роботи впроваджено в енергосистемах України.

Ключові слова: технічне діагностування, системи збудження потужних синхронних генераторів і електроприводів, теплова електрична станція, розробка, дослідження, впровадження, методи і засоби діагностування, класифікація, аксіоми, критерії.

АННОТАЦИЯ

Наумов В.Ф. Совершенствование технического диагностирования тиристорных систем возбуждения мощных синхронных генераторов и электроприводив ТЭС. — Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.02 — Электрические станции, системы и сети. — Донецкий государственный технический университет, Донецк, 1998.

Диссертация посвящена вопросам совершенствования технического диагностирования тиристорных систем возбуждения (СВ) мощных синхронных генераторов и электроприводив ТЭС с целью разработки и внедрения новых методов и средств их диагноза. Строгость построения технического диагностирования СВ обоснована впервые разработанными аксиомами и общими критериями. Предложена новая классификация объектов диагноза, позволяющая комплексно осуществлять техническое диагностирование СВ мощных синхронных машин ТЭС. Разработаны новые методы диагноза: метод диагностических границ, позволяющий контролировать технические состояния СВ генераторов электростанции, идентичность их настройки, обнаруживать неисправности и осуществлять их поиск; метод аварийных возмущений, позволяющий оценивать техническое состояние СВ в динамических, безопасных режимах генератора; метод рабочего диагностирования, отличающийся тем, что не содержит проверок в режиме холостого хода турбогенератора, как крайне неэкономичного. Разработаны новые средства диагностирования: имитатор синхронного генератора и прибор контроля токораспределения по щеткам генератора, предназначенные для реализации предложенных методов диагноза СВ. Основные результаты работы внедрены в энергосистемах Украины.

Ключевые слова: техническое диагностирование, системы возбуждения мощных синхронных генераторов и электроприводов, тепловая электрическая станция, разработка, исследование, внедрение, методы и средства диагностирования, классификация, аксиомы, критерии.

ABSTRACT

Naumov V.F. Perfection of technical diagnosing of thyristor excitation systems of powerful synchronous generators and electric drives of power station. - Manuscript.

Dissertation submitted for a scientific degree of the Master of Technical Sciences on speciality 05.14.02 — Electrical stations, networks and systems. - Donetsk state technical university, Donetsk, 1998.

The dissertation is devoted to questions of perfection of technical diagnosing of thyristor exitation systems of powerful synchronous generators and electric drives of a thermal power station with the purpose of development and introduction of new methods and means of their diagnosis. The strictness of structure of technical diagnosing of an exitation systems is for the first time prooved by developed axiomas and general criteria. New classification of objects of the diagnosis is offered, which enables to execute in complex technical diagnosing of an exitation systems of powerful synchronous machines of a thermal power station. New methods of the diagnosis are developed: the method of diagnostic borders, enabling to supervise technical condition of an exitation systems of generators of power station, identity of their set-up, to find out malfunctions and to execute their search; the method of emergency disturbances, enabling to estimate a technical condition of an exitation systems in dynamic, safe modes of the generator; the method of working diagnosing, distinguished by that it does not contain checks in no-load condition of a turbogenerator, as extremely uneconomical. New means of diagnosing are developed: the simulator of the synchronous generator and control device of a current distribution on brushes of the generator, intended for realization of methods of the diagnosis of an exitation system. The main results of work are introduced in power grids of Ukraine.

Key words: technical diagnosing, excitation systems of powerful synchronous generators and electric drives, thermal electrical station, development, research, introduction, methods and means of diagnosing, classification, axioma, criterion.