Министерство образования и науки Украины

Севастопольский национальный технический

университет

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторным работам № 69

по дисциплинам

СУДОВЫЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ

СИСТЕМЫ И ИХ ЭКСПЛУАТАЦИЯ

и

СУДОВЫЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ

СИСТЕМЫ

для студентов и магистрантов специальностей 7.092201, 8.092201 - Электрические системы и комплексы транспортных средств 7.092203, 8.092203 - Электромеханические системы автоматики и электропривод всех форм обучения часть Севастополь Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) УДК 629.12.03(07) М Методические указания к лабораторным работам № по дисциплинам «Судовые электроэнергетические системы и их эксплуатация» и «Судовые электроэнергетические систедля студентов специальностей мы»

7.092201, 7.092203 и магистрантов специальностей 8.092201, 8.092203 всех форм обучения / Разраб. С.А. Конева А.В. Конев – Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2006.-32 с.

Цель методических указаний: оказать помощь студентам всех форм обучения при выполнении лабораторных работ по дисциплинам «Судовые электроэнергетические системы и их эксплуатация», «Судовые электроэнергетические системы »

Методические указания утверждены на заседании кафедры «Судовые и промышленные электромеханические системы», протокол № 7 от мая 2006 г.

Допущено учебно - методическим центром СевНТУ в качестве методических указаний.

Рецензент: канд. техн., наук, доцент Шоцкий А.Н.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

СОДЕРЖ АНИЕ

Введение 1. Лабораторная работа № 6 Исследование параллельной работы синхро нных генераторов судовой электростанции 2. Лабораторная работа № 7 Исследование переходных процессов в электроэнергетической системе при различных способах синхронизации судовых синхронных генераторов 3. Лабораторная работа № 8 Исследование режима короткого замыкания в СЭС с автономно работающим синхронным г енератором 4. Лабораторная работа № 9 Исследование переходных процессов в дин амических режимах работы СЭС Библиографический список Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

ВВЕДЕНИЕ

Настоящее методическое указани е предназначено в качестве учебного пособия для выполнения лаб ораторных работ по курсу «Судовые эл ектроэнерг етически е системы и их экспл уатация».

Целью лабораторных работ является и сследов ание стати чески х и дин амически х режимов судовы х электроэнергетически х устан овок и их автоматики.

Содержание лабораторных работ вкл ючает в опросы, связанные с из учением режимов работы с удовых генераторов переменного тока и их систе м автоматического регулирования ; исследование влияния параметров генераторов, систем возбужд ения и асинхронной нагруз ки при и х параллельной работе, исследование переходных процессов в судовой электроэнергетической системе (СЭС) при различных способах синхронизации судовых синхронных г енераторов.

Кроме того, рассматриваются вопросы исследования переходных процессов в динамических режимах работы СЭС, а так же изучение современных способов испытания элект рооборудования и автоматики судовых эл ектростанций.

Выполнение лабораторных работ должн о закрепить знания, пол ученные при из учении теоретич еского курса, развить навыки экспер и ментального исследования, дать предст авления о методах нала дки, настройки и экспл уатации эл ектрооборудования Лабораторные работы выполняются бриг адой ст удентов не более 3-4 человек. До выполнения л абораторных работ, проводится контрольная прове рCreate PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) ка подготовки ст удентов с использованием технич ески х средств обучения.

Задание на лабораторн ую работ у в кл ючает, п омимо вопросов, входящих в обязат ельн ую про грамм у, вопросы, связанные с подготовкой и проведен ием самостоятельного исследования отдельны х р ежимов работы электрооборудования СЭС.

оформляется отчет в виде протокола испытаний. В отчете должны быть отражены следующие материалы:

1. Основные технически е данные используем ого электрооборудования и измерительных пр иборов.

2. Принципиальные схемы, по которым пров одились иссл едов ания.

3. Рез ультаты иссл едования (графики завис имостей, таблицы исследов аний и т.п.).

5. Расчеты отдельны х режимов и сопоставл ения их с рез ультат ами исп ытаний.

Защита лабораторных работ производится бриг адой, выполнявшей работы, с индивидуальным опросом каждого студент а.

До начала выполнения лабораторных работ, ка ждый ст удент обязан пройти инс труктаж по технике безопасности с учетом особенностей электрообор удования лаборатории судовых электроэнергетич ески х сист ем.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ СУДОВОЙ

ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

Целью лабораторной работы является ознако мление с физической моделью электроэнергетич еской системы, из учение ее элементов и эксп ериме нтальное исследование паралл ельной работы си нхронных ген ераторов при различных системах во збуж дения и рег улиров ания.

Судовая электростанция переменного тока, как правило, состоит из нескольких син хронных ген ераторов. Схема же с удовой электростанции пред усматривает как автономную, та к и п араллельн ую работ у СГ. В рез ультат е повышается надежность и жив учесть, как си стемы генерирован ия электр оэнергии, так и системы электропитания потребит елей. Вкл ючение на п аралл ельн ую работ у син хро нных ген ераторов может быть осуществлено при проведении соответств ующей син хронизации системы.

При точной синхронизации генераторов необходимо выполнить следующие условия:

а) сборные шины судовой электростан ции и ш ины подключаемого генератора должны иметь од инаковый порядок чередования фаз А1-В1-С1 И А2-В2-С2;

подключаемом синхро нном генераторе;

в) равенство частот напряжений на сборных ш инах и вкл ючаемом си нхронном генераторе;

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) г) угол между одноименными фазами по возмо жности должен быть равен нулю.

По различным причинам условия точной синхр онизации не всегда удается выполнить. Поэтом у синхронизация происходит при некотором отклон ении от идеальных условий. При этом, в каждом о тдельном сл учае, исходя из конкретн ых условий, учитывается то, чтобы в элементах системы не во зникли недоп устимые уравни тельные токи, а также не появились значительные затруднения при вхождении в синхронизм генератора.

Важным требованием, предъявляемым к генерато рным агрегатам судовой электростанции, является и требование пропорционального распределения с заданной точностью активных и реактивных нагрузок между параллельно работающими синхронными ген ераторами. Выполнение этого требования обеспечивает равномерную загрузку синхронных генераторов, и сключает уравнительный ток между генераторами и повышает устойчивость параллельной работы агрег атов.

По правилам Регистра неравномерность распред еления нагрузок между синхронными генераторами не должна превышать от +2% до +10% номинальной мощности наименьшего генератора при изменении режима работы от холостого хода до номинального.

Неравномерность распределения как реакти вных, так и активных нагрузок определяет ся соответс твенно различными внешними и механи ческими характеристиками генератора и первичного дв игателя.

Очевидно, что для пропорционального распред ел ения нагрузок между параллельно работающими генераторами необходимо, чтобы:

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) меньшим статизмом и, наоборот, СГ меньшей мо щности - с большим статизмом;

б) СГ одинаковой мощности должны иметь со впадающие характери стики рег улирования.

Отметим, что по обмоткам статоров синхронных генераторов при равномерной их загруз ке акти вной и реактивной мощностью будет протекать одинак овый ток I 1 =I 2. Если по каким либо причинам э.д.с., например первого СГ станет больше э. д.с. второго протекать уравнительный ток I ур который будет индуктивным для первого и емкос тным для второго генератора, это и определит неравномерн ую реа ктивн ую загруз ку генераторов. Уравнительные токи в генераторах создадут соответств ующ ие размагн ичивающ ую и н амагничивающ ую реа кции статора, что приведет к размагничиванию первого и подма гничиванию второго генератора. В рез ульт ате пр оизойдет выравнивание токов ген ераторов.

возбуждения, н е имеющими обратной связи по току статора. Для СГ, имеющих системы компаундиров ания, картина распределения реа ктивных нагрузок иная. Так, увеличение тока статора первого генер атора вызывает увеличение тока возбуждения, а у вт орого генератора происходит уменьшение тока возб уждения. Поэтому системы компаундирования обусловливают неравномерное распределение реактивных нагрузок между СГ, работающими параллел ьно.

Для ум еньшения реактивны х уравнительных т оков, возникающих м ежду СГ, сн абжен ными с истемами компаундирования, при пара л лел ьной работе применяют уравнительные связи или блоки пара ллельной работы.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) Для си стем компаун дирования без коррекции н апряжения обычно применяют уравнительные св язи на стороне постоянного тока. На рисун ке 1.1 представлена принципиальная схема физической модели СЭЭС. В состав системы входят два ген ераторны х агрегата ПД- СГ, два нагрузочных агр егата АД-Г, щит управл ения, комплекс комм утационной, пуск овой, защитной, уст ановочной, рег улирующ ей и и змерительной аппарат уры.

ЕССМ-62 Рн=12кВт, Uн=230B, nн=1500об/мин, Cos =0, и приводного двигателя типа П-61М Рн=12кВт, Uн=220В, пн=1500 об/мин. Связь м ашин жесткая. СГ имеют две Нагрузочные агрегаты состоят из приводного асин хронного двигателя 38 0АО 51/ 4 Рн=4,5кВт, Uн=220В, nн=1440об/мин. и ГПТ типа П-51М Рн=7,4кВт, Uн=230В, nн=1500об/мин. Нагруз кой ГПТ является си стема резисторов.

1. Ознакомление с физической моделью электр оэнергетической системы и из учение ее элеме нтов.

2. Эксп ериментальное исследование п араллел ьной работы синхронных генераторов при различных системах возбуж дения и рег улиров ания.

3. Обработка рез ульт атов исследования и офор мление о тчета.

структ урн ую схем у, из учить н азначение и порядок оперативных комм утаций всех эл ементов СЭС.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 2. Проверить, чтобы все рукоятки, переключатели и автоматы находились в положении “выкл”, а п ерекл ючат ель системы возбуж дения стоял в пол ожении “самовозбуждение”.

3. Подготовить электростанцию к работе и пр оизвести настройку ее эл ементов. Для ч его:

двигатель (ПД), нажав кнопку “п уск”;

б) регулятором Ррпд., действуя на ток возбуждения ПД добиться, чтобы частота напряжения стала 50 Гц, а регулятором Рр.сг. добиться, чтобы напряжение генератора Uг стало 230В. Данные контролировать по приборам (Uсг, f).

в) подать напряжение на шины с помощью генераторного автомата (ГА).

4. Снять и построить внешние характеристики каждого синхронного генератора. Для этого кнопкой “пуск” необходимо включить асинхронный двигатель (АД), а тем самым и генератор постоянного тока, находящийся на одном валу с АД. Регулятором Ррг выставить напряжение генератора U=230В. Далее, постепенно нагружать ГПТ, подавая нагрузку с помощью автоматов Ан. Снять значения напряжений Uг и тока нагрузки Iн.

5. Синхронизировать генераторы и с помощью автомата АПВ включить их на параллельную работу. Нагр узить один из СГ и проверить распределение нагрузки между генераторами, снять внешние характеристики, затем произвести перевод нагрузки с одного СГ на другой.

6. Оценить режимы параллельной работы СГ при:

б) изменении вращающего момента одного из приводных двигателей;

в) выходе из строя (отключении) одного из при Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) водных двигател ей СГ (п.4 выполнять под руководством преподавателя).

7). Исследовать параллельн ую работ у СГ незав исимого возбуж дения:

а) снять внешние характеристики каждого генератора;

б) включить СГ на п аралл ельн ую рабо т у, нагрузить их и проверить распределение нагрузки между СГ;

в) снять внешние характери стики и произвести г) оценить режимы параллельной работы при и зменении возбуж дения одного из синхронных ген ераторов;

д) определить точность распределения реакти вной нагруз ки между параллельно работающ ими генер аторами при наличии уравнительных связей по постоянному току.

Обработка рез ультатов исследований приводится в отчете, который должен содержать:

1. Структурн ую схему модели электроэнергетич еской системы с указанием технических данных ген ераторных агрегатов, коммутационной и защитной аппаратуры, электроизмерительных приборов.

3. Внешние характеристики во всех режимах работы.

4. Описание физических процессов, сопровождающих различные режимы работы СГ.

5. Анализ полученных результатов исследований с рекомендациями эффективного метод распределения нагрузки между параллельно работающими генераторами, а также с оценкой устойчивости их работы.

Выполнение и оформление рез ульт атов лабор аторной работы рассчитано на 4 часа.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В

ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ ПРИ

РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБАХ СИНХРОНИЗАЦИИ

СУДОВЫХ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ

Целью лабораторной работы является ознакомление с физической моделью электроэнергетической сист емы и экспериментальное исследование методов си нхронизации судовых синхронных генераторов.

В судовых электроэнергетически х системах н аходят примен ение три способа син хронизации ген ераторов: точная синхронизация, грубая синхрониз ация и самосинхронизация.

Каждый из способов синхронизации можно выполнить вручн ую или автоматически с помощью Основными требованиями, предъявляемыми к любом у из методов синхронизации, являю тся:

- возможно меньшее время на проведение опер ации по включению СГ на параллельн ую раб от у;

- обеспечить при минимальном провале напряж ения на сборных шинах, минимальный бросок ура внительного тока, который может в ызвать опасные механические и термические воздейств ия в момент Для включения СГ на параллельную работу мет одом точной синхронизации, необходимо выполнить Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) а) сборные шины судовой электростан ции и по дключаемый СГ должны иметь одинаковый порядок в) равенство частот напряжений на сборных шинах и подключаемом генераторе;

г) угол рассогласования между нап ряжениями (э.д.с.) одноименных фаз должен быть равен н ул ю.

синхронизации не всегда возможно. Поэтому си нхронизация, обычно, происходит при некотором о тклонении от идеальны х условий. В результ ате во зникает уравнительный ток, амплитуда которого, н апример, при синхрониз ации дв ух СГ, определится индуктивные сопротивления СГ, Ом; х э - эквивалентное индуктивное сопротивление элементов, связывающих син хронные г енераторы, – угол сдвига между э. д.с. одноименных фаз генерат оров.

На процесс точной синхронизации оказывает влияние величина угловой скорости скольжения.

Поэтому, учитывая время включен ия автомата (0,05…0,3) с. угловая скорость скол ьжения выбирается (0,5…1,5%). При большей величине скольж ения, как правило, возникают недоп устимые силы токов, что затрудняет вхождение СГ в си нхронизм.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) Точная синхронизация производится следующим синхронной (изменяя частот у вращения приводного СГ реостатом R3, добиваются равенст ва напряж ений;

в) контролируя процесс син хронизации по си нхроноскоп у, в момент выполнения условий, зам ыкают автомат АПВ, подключая СГ н а параллел ьн ую Точная автоматическая син хронизация ул учш ает процесс синхронизации СГ и исключает ошибочные операции обсл уживающего персонала.

сл учаях, когда время вкл ючения СГ н а сборные ш ины ГРЩ играет решающ ую роль и нагруз ка на с удовой электростанции переменная, например, п огрузочно -разгрузочные работы. При этом провал напряжения может дост игать 20% от номинального и бросок тока 2…2,5 кратного значения по отношению к номинальном у току генератора. Р учн ая гр убая син хронизация осуществляет ся следующим о бразом.

частоты и напряжения подключаемого СГ к сети.

Затем, замыкая контактор, подключают СГ на п араллельн ую работ у через реактор Хр, а после уменьшения броска тока и снижения колебания н апряжения, замыкая автомат, ш унтируют реактор.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) Бросок уравнительного тока определяется из выр ажения самосинхронизации выполняется в следующем п орядке:

предварит ельно разгоняется до частот ы вращения, близкой к синхронной и без возбуждения включается обмотку возбуж дения подает ся постоянный ток и СГ автоматически втягивается в син хр онизм. Если и СЭЭС работал один СГ, то бросок п ускового тока который, как правило, достигает 5 -7 кратного значения от номинального тока генератора. Такие токи вызывают значительные провалы напряжения, что и ограничивает применение метода самосинхронизации.

схема физической модели электроэн ергетич еской Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) В состав системы входят: два генераторных агрег ата СГ- ПД, два реактора Хр, два нагрузочных агр егата АД- ГПТ- Rн, сист ема УСГ-1П, комплекс ко мм утационной, пусковой, защитной, регул ирующей и Рн=6,25кВт, Uн =230В, nн=1500об/мин., Cos 0,8 и приводных электродвигателей ПН -85, Рн=3,9 кВт, Нагрузочные агрегаты состоят из приводных асин хронных двигателей Р В-2-4П, Рн=2,2 кВт, Рн=3,9кВт, Uн=230В, п Н =1500 об/мин. Нагрузкой 1. Ознакомление с физи ческой моделью элект р оэнергетической системы, из учение ее элементов и 2. Экспериментальное исследование методов синхронизации ген ераторных агрегатов.

3. Обработка рез ультатов исследования и офор мление отчета.

электроэнергетич еской сист емы, из учи в назначени е всех элементов сист емы и опер ативные комм утации для набора схем исследования и составить стру кт урн ую схем у си стемы.

2. Исследовать процесс точной синхронизации Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) Опыт производится при различны х сопротивлениях 3. Исследовать процесс синхронизации СГ и его втягивания в син хронизм. При этом определяют ся изменения напряжения и токов генерат ора.

4. Исследовать процесс точной автоматической синхронизации СГ и его втягивание в си нхронизм.

Обработка рез ультатов исследований приводи тся в отчете, который до лжен содержать:

1. Структ урн ую схем у физической модели эле ктроэнергетической системы и во зможные режимы ее 2. Сравнительн ую оценку способов синхрониз ации по следующим п оказателям:

б) первоначальный бросок тока статора генер атора;

3. Рез ультаты расчет а напряжения и тока в различных методах син хронизации и сравнение их с переходный процесс при син хронизации генерат оров.

Выполнение и оформление рез ульт атов лабор аторной работы рассчитано на 4 часа.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМА КОРОТКОГО

ЗАМЫКАНИЯ В СЭС С АВТОНОМНО

РАБОТАЮЩИМ СИНХРОННЫМ ГЕНЕРАТОРОМ

Ознакомление с физической моделью СЭС и исследование режимов короткого замыкания.

Короткое замыкание (КЗ) является аварийным режимом работы для судовой электроэнергетической системы. Наиболее тяжелым является режим трехфазного короткого замыкания. Такой режим характеризуется значительными величинами токов, как в обмотках статора генератора, так и во всей цепи короткого замыкания. Величина тока КЗ зависит не только от параметров синхронного генератора и сопротивления цепи КЗ, а также от момента возникновения короткого замыкания. При внезапном КЗ резко снижается напряжение на сборных шинах судовой электростанции.

При этом асинхронные электродвигатели могут перейти в генераторный режим и стать дополнительным источником питания точки короткого замыкания. Сила тока подпитки от асинхронных электродвигателей зависит не только от их мощности, но и от величины остаточного напряжения на зажимах электродвигателей в момент короткого замыкания.

Элементы электрооборудования СЭС, в частности, токопроводы и аппараты защиты, испытывая значительные воздействия тока КЗ, должны обладать достаточной термической и динамической устойчивостью. Поэтому необходимо обеспечить требуемое значение как ударного, так и установившегося тока КЗ. Величина ударного тока КЗ не зависит от типа системы возбуждения и наличия системы стабилизации напряжения. Установившийся ток КЗ, обесCreate PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) печивается системой возбуждения и на его величину оказывает влияние и система стабилизации напряжения. Так, при работе системы фазового компаундирования с индуктивным компаундирующим элементом наблюдается уменьшение, а с емкостным компаундирующим элементом – увеличение установившегося тока КЗ. На рисунке 3.1 представлена принципиальная схема электроэнергетической системы. В состав системы входят: генераторный агрегат М – GS, два асинхронных электродвигателя M1 и M2, система фазового компаундирования ТK и щит управления с комплектом аппаратуры.

Генераторный агрегат состоит из СГ РН=12,5кВт, UН=230В, nн=1500об/мин, Cos =0,8 и приводного двигателя типа А-70 Рн=20кВт, Uн=380В, nн =1460 об/мин.

Связь машин жесткая. СГ имеют две системы возбуждения.

Асинхронный двигатель АД1 Рн=4,5кВт, Uн=220/380В и Система предусматривает работу как при независимом возбуждении, так и с системой фазового компаундирования.

2. Экспериментальное исследование режимов короткого 3. Аналитическое определение тока КЗ системы 4. Обработка результатов и оформление отчета.

1. Ознакомиться с физической моделью системы и составить ее структурную схему, изучить назначение и порядок оперативных коммутаций всех элементов СЭС.

2. Установить влияние типов системы возбуждения СГ на ударный и установившийся токи короткого замыкания.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) Для этого произвести осциллографирование процесса КЗ при независимом возбуждении СГ и при работе системы фазового компаундирования с двумя типами (L,C) компаундирующего элемента.

3. Определить влияние тока подпитки асинхронных электродвигателей разной мощности на величину ударного 4. Для расчета ТКЗ при работе системы фазового компаундирования снять:

обоими типами компаундирующего элемента;

б) характеристику холостого хода трехобмоточного трансформатора, определить коэффициенты выпрямления 5. Расчетным путем определить ударный и установившийся ток КЗ. Сравнить их со значениями, полученными опытным путем при независимом возбуждении СГ и при работе системы фазового компаундирования.

Обработка результатов исследований приводится в отчете, который должен содержать:

1. Структурную схему физической модели СЭС с указанием мест подключений осциллографа.

2. Обработанные осциллограммы процессов КЗ и сводную таблицу результатов осциллографирования.

3. Расчет ударного тока короткого замыкания с учетом тока подпитки от асинхронных двигателей.

4. Расчет установившегося тока короткого замыкания при независимом возбуждении СГ и при работе системы фазового компаундирования.

5. Общие выводы по выполненному эксперименту.

Выполнение и оформление результатов лабораторной Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ

В ДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИМАХ РАБОТЫ СЭС

Исследование переходных процессов в эксплуатационных режимах работы СЭ С и на основании эксперимента оценить работу генераторов и системы ст абилизации напряжения. Принципиальные схемы физических моделей судовых электроэнергетических имеют место статические и динамические изменения нагрузки, которые сопровождаются переходными процессами от одного энергетического состо яния к другому. При этом любое изменение нагрузки выз ывает отклонение напряжения генератора.

Наиболее значительные колебания н апряжения имеют место при динамически х нагрузках - набросе и сбросе нагруз ки. При набросе нагруз ки напряж ение генератора ум еньшается, а при сбросе - ув еличивается. Величина и длительность эти х колебаний напряжения может быть связан а с нормальной р аботой, как отдельных потребителей, так и всей электроэнергетической си стемы.

Правилами Морского Регистра уст ановлено, что в переходны х режимах или н абросе на ГА 100% н агрузки, провал напряжения не должен превышать а напряжение должно восстанавливаться до номинального значения U н за 1,5 секунды с точностью 2,5%U н.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) Наиболее характерным примером внезапного н аброса симметричной нагрузки для судовой электростанции является подключение к ее шинам асинхро нного короткозамкнутого двигателя с мощностью, соизмеримой с мощностью параллельно работающих Переходный процесс при внезапном набросе нагрузки в определенной мере напоминает переходный процесс при симметричном коротком замыкании, но протекает с существенно меньшими токами во всех обмотках генератора. Кроме того, при вычислении провалов действующего значения напряжения можно не учитывать наличие сверхпереходного режима из-за его кратковременности, т.е. расчет начинать исходя из схемы замещения генератора для переходного режима, переходя потом к схеме для установившегося режима. В целях упрощения расчетов обычно принимают, что генератор до пуска двигателя работал вхолостую, а пусковой ток электродвигателя Напряжение на зажимах синхронного генерат ора в начальный момент включения электродвигателя может быть выражено как двигателя; x - переходная продольная синхронная реактивd ность генератора. Переходная э.д.с. Еd генератора остается неизменной в начальный момент внезапного нарушения режима: Еd U x.x., т.е. будет равна напряжению генератора при холостом ходе. Отсюда следует, что при включении двигателя напряжение U нач будет меньше напряжения генератора U x.x. при холостом ходе и это изменение произойдет скачком.

Если учесть, что пусковой ток электродвигателя Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) где xd - реактивное сопротивление генератора; хд.п. - реактивное сопротивление асинхронного двигателя.

В дальнейшем в процессе протекания переходного процесса реактивное сопротивление генератора будет возрастать от x до xd, что при отсутствии регулироваd ния тока возбуждения генератора приведет к снижению Сопротивление электродвигателя хд.п. можно считать постоянным, так как за время переходны х пр оцессов его изменение будет несуществ енным. Мо жно считать, что напряжени е при этом изменяется по возбуждения при пуске двигателя; LВ, RВ -соответственно индуктивность и сопротивление обмотки возбуждения.

Так как судовые синхронные генераторы не имеют возбудителей, а выполняются с системой самовозбуждения и амплитудно-фазовым компаундированием или с электронной системой возбуждения, то напряжение на Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) обмотке возбуждения после включения двигателя быстро нарастает. Напряжение генератора U сразу после мгновенного скачка до U начнет быстро возрастать.

Следовательно, можно считать, что минимальное значение напряжения у таких генераторов при пуске асинхронных двигателей имеет место в начале пуска и равно наибольший провал напряжения 1. Ознакомление с экспериментальной устано вкой.

2. Аналитическое исследование переходного процесса при набросе нагрузки на СГ.

3. Экспериментальное исследование переходных процессов при динамическом изменении нагрузки СГ.

4. Обработка рез ультатов исследования и оформл ение отчета.

Ознакомиться с оборудованием и схемой физич еской модели электроэнергетической системы, изучив назначение и работу всех звеньев системы, сост авить принципиальную схему наброса и сброса активной Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) нагрузки и схему прямого пуска асинхронного электродвигателя.

Аналитическое исследование. Для этого, в соответствии со схемой пуска АД, составляют расче тную схем у (рисунок 4.1) и определяют параметры. При тока, Uг, Uдв - номинальные напряжения генератора параметры приводятся к эквивал ентном у значению где П, П 1,П 2 - соответств ующие парам етры; n 1, n 2 число однотипных генераторов; Р 1 Г,Р 2 Г – активна я мощность соответств ующи х генерат оров, кВт.

Примечание - Расчетный режим устанавливается Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) Рисунок 4.1– Схема физической модели электроэнергетической системы при прямом пуске асинхронного электродвигателя.

Для построения кривой U t f (t ) определяют установившееся напряжение U y в ко нце п уска АД где 0 - постоянная времени ОВ СГ при разомкнутой обd СГ при замкнутой обмотке статора; k f - коэффициент форсировки возбуждения, выбираемый из условий Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) Определяют текущи е значения напр яжения по Задавая интервалы времени t =0; 0,01; 0, 015; 0,02;

0,025; 0,03с и далее через 0,05с определяют и стр оят крив ую Ut f (t). При достижении Ut 0,97U H процесс счит ается установи вшимся.

асин хронного электродвигателя и фиксируются н ачальные и конечные показания измерительных пр иборов;

2) Осциллографируется процессы наброса и сброса активной н агрузки при дв ух значениях: 50% и 100%, и в обоих сл учаях, фиксир уют ся начальные и конечные значения регистрирующи х п риб оров.

Обработка результатов исследований приводится в отчете, который должен содержать:

1. Принципиальную схему установки исследуемых режимов с указанием мест подключений осциллографа.

3. Таблицы величин, фиксируемых измерительными приборами и показаний, снятых с обработанных осциллограмм, которые характеризуют переходные процессы.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 4. Сравнительную оценку расчетных и экспериментальных данных по следующим показателям:

5. Общая характеристика переходных режимов и влияние набрасываемой нагрузки на переходные процессы.

Выполнение и оформление результатов лабораторной

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Баранов А.П. Судовые автоматизированные электроэнергетические системы / А.П. Баранов: Учебник для вузов. – 2. Воскобович В.Ю. Электроэнергетические установки и силовая электроника транспортных средств /В.Ю. Воскобович, Т.Н. Корнилова, В.А. Павлова.- СПб.: «Элмор», 2001.– 3. Куликов Ю.А. Переходные процессы в электрических системах/ Ю.А. Куликов. – М.: Мир, 2003. - 283 с.

4. Правила классификации и постройки морских судов.

Морской Регистр судоходства.– СПб.: Регистр РФ, 2001. – Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) Заказ №_от «_»_ _ 2006 Тиражэкз.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)