Исследование колебательных процессов в турбогенераторах электростанций распределенной генерации

Исследуемая проблема возникновения резонансных режимов в турбогенераторах газотурбинных электростанций, возникающий вследствие образования резонансных контуров в механической и электрической частях исследуемой системы. Актуальность. Вопросы надежной работы систем электроснабжения нефтегазовых промыслов являются очень важными. Часто в системах электроснабжения нефтедобычи присутствуют станции распределенной генерации. В результате возникновения резонансов в агрегатах электростанций могут возникать крутильные колебания. Исследования колебательных процессов и мероприятия по их подавлению являются актуальной задачей. Новизна. Научной новизной работы является рассмотрение и исследование крутильных колебаний в электростанциях относительно небольших мощностей.

---

Если вы не знаете, где заказать магистерскую диссертацию . Воспользуйтесь сервисом Work5.

---

. Значимость. Результаты полученные при выполнении ВКР могут быть полезны при проектировании и эксплуатации электростанций распределенной генерации. Решаемая научно-техническая проблема. Электромеханический резонанс и следующие за ним крутильные колебания вращающихся частей турбогенераторов электростанций. Данное явление потенциально опасно и может приводить к поломке агрегата. Заданные ограничения. Ограничения, связанные с прочностью агрегатов. Ограничения, связанные с устойчивостью работы энергосистемы. История исследования колебаний в сложных промышленных установках ведет свое начало с 17-го века. Первыми работами в этой области знаний были работы немецкого ученого Лейбница. Основной целью данного исследования, изучить методы демпфирования колебаний возникающих в работе турбогенераторных установок, которые эксплуатируются в сложных метеорологических условиях. И на базе полученных знаний разработать метод демпфирования крутильных колебаний возникающих в результате электромагнитного резонанса в генераторе установки. Представить описание разработанной модели демпфирования. Основными задачами в данном исследовании крутильных колебаний и электромагнитного резонанса, возникающих в работе турбогенераторных установок являются: - исследовать крутильные колебания в турбогенераторных установках и проблему резонансных колебаний; - изучить направления исследований крутильных колебаний; - исследовать вынужденные резонансные колебания; - исследовать расчет суммарных вынужденных колебаний; - изучить известные мероприятия по демпфированию крутильных колебаний; - изучить турбогенераторные установки распределенной генерации; - изучить используемые турбогенераторные электростанции распределенной генерации мощность ю 6-110 кВт; - охарактеризовать методы используемые в распределенной генерации тепла и электричества, для труднодоступных районов на основе турбогенераторных установок; - разобрать особенности эксплуатации турбогенераторных установок в сложных метеорологических условиях; - исследовать методы демпфирования крутильных колебаний на валах турбогенераторов; - представить наиболее эффективные способы устранения крутильных колебаний; - представить разработанный способ демпфирования крутильных колебаний; - описать суть разработанного метода демпфирования крутильных колебаний; - представить подробное описание разработанного метода демпфирования крутильных колебаний в турбогенераторах электростанций распределенной генерации. Объектом исследования данной работы являются колебания, возникающие в работе сложных промышленных устройств и способы их демпфирования. Предметом исследования являются электромагнитный резонанс и вызываемые им крутильные колебания. Основной гипотезой исследования является оптимизация крутящего момента и оборотов вала для демпфирования крутильных колебаний. Методами исследования в данной работе являются изучение научных материалов с целью получения способов решения поставленной задачи. Разработка на основе выбранных способов решения проблемы, модели позволяющей понять суть решения поставленной задачи. В первой главе данной работы описывается история исследований в области крутильных и резонансных колебаний. Описываются причины возникновения крутильных и резонансных колебаний, чем они опасны. Представлены методы расчета суммарных вынужденных колебаний и подходы к их вычислению. Представлены способы демпфирования крутильных колебаний валопроводов. Во второй главе описываются турбогенераторные установки в которых предстоит решить проблему крутильных колебаний вызванных электромагнитным резонансом. Учитывается то что в последнее время в качестве источника энергии используются турбогенераторы распределенной генерации. Важным моментом здесь так же является то, что энергоустановки будут эксплуатироваться в сложных климатических условиях. В третей главе, представлен разработанный метод демпфирования крутильных колебаний возникающих в турбогенераторах в результате электромеханического резонанса. Особенностью представленного метода является отсутствие дорогих датчиков контролирующих мощность крутящего момента и частоту вращения вала.

Разработан метод математического моделирования переходного процесса для анализа демпфирующих свойств турбоагрегата с учетом крутильных колебаний. Метод оценки устойчивости, мало возмущенные движения. и полагаться на турбогенератор, используя дополнительные сигналы управления для отклонений K и 1L. Переходный процесс турбоагрегата ТВВ-500. вызванный трехфазным коротким замыканием в 0,12 с, разрывом участка воздушной линии и последующим ИНВ через 0,32 с: численное интегрирование для определения амплитудно-зависимых автоколебательных циклов с целью определения требований к контрольному и защитному оборудованию. Разработано методологическое математическое моделирование переходных процессов турбоагрегата, предназначенное для анализа максимальных значений крутящих моментов при аварийных возмущениях и коммутации в электрической сети, Исследованы демпфирующие свойства турбоагрегатов с возбудителями типа VT, в которых установлена возможность появления слабо затухающих колебаний при наименьшей частоте крутильных колебаний линий валов. Показано, что возникновение этих колебаний обусловлено работой системы возбуждения турбоагрегата, в частности, работой канала управления по отношению к производной частоте статического напряжения ODS-SD. Затухающие колебания увеличиваются, когда электрическое соединение между генератором и приемной системой ослаблено. Предлагаемые меры позволяют эффективно гасить крутильные колебания. В соответствии с законами, регулирующими возбуждающие сигналы, пропорциональны углы поворота элементов вала. Генератор напряжения и тока возбуждения. Индикаторы показывают показатели демпфирования крутильных колебаний на уровне (C = 0,2-0,5 1 / с) Возможность достижения максимально возможного количества моментов в магистральных трубопроводах, превышающих расчетные и нормативные параметры, которые получаются при коротких замыканиях на клеммах статора генератора. Все возможные значения могут быть достигнуты при появлении линий электропередач короткой длины при работе электростанций на двух и более уровнях. Отмечено, что опасные значения моментов в зоне между генератором и возбудителем могут быть достигнуты при коротком замыкании в статических цепях, что особенно важно для турбин с относительной мощностью синхронного возбудителя (ТВВ-200 -2 ) В такой аварии крутящий момент может быть достигнут. Выполнить анализ результатов натурных экспериментов, проведенных на турбогенераторе ТВВ-200-2. Они не подтвердили возможность вибрации на частоте 125,7 л / с, вызванной изменением электромагнитного момента возбудителя. Предварительно, возможность достижения таких показателей демпфирования оценивается с учетом скорости движения лопастного устройства турбины относительно объема пара.

1.Ефремов, И.М. Вибробетоносмесители: путь длиной в 70 лет / И.М. Ефремов, Д.В. Лобанов. Строительные и дорожные машины. – 2009. – №10. – с. 15-19. 2. Зедгинидзе И.Г. Планирование эксперимента для исследования многокомпонентных систем. –М.: Наука. –1976. – 390 с. 3.Канторер С.Е. Строительные машины и экономика их применения. – М.: Высш. шк,. – 528 с. 4.Коросов, А. В. Имитационное моделирование в среде MSExcel (на примерах из экологии): Монография. – Петрозаводск: ПетрГУ. - 2002. - 212с. 5.Кудрявцев Е.М. Mathcad 2000 Pro. – М.: ДМК Пресс. – 2001. – 576 с. 6.Кузьмичев, В.А. Методы моделирования и проектирования вибрационных смесительных машин: дис. д-ра. техн. наук / В.А. Кузьмичев. – Л., 1989. – 397с. 7.Кузьмичев В.А. Основы проектирования вибрационного оборудования. Учебное пособие.- СПб: Издательство «Лань» 2014.-208с. 8.Львоский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул: Учеб. пособие для вузов. – 2-е изд., перераю. и доп. – М.:Высшюшк., 1988 – 239 с.: ил 9.Малашкина В. А. Гидравлика: учебное пособие/ Малашкина В. А. –М.: МГГУ – 2012 – 103 с. 10.Методика определения сметных цен на эксплуатацию машин и механизмов. Приложение к приказу Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 20 декабря 2016 г. N 999/пр. 11.Новиков А. П. Гидравлика, гидропривод и гидросистемы: учебное пособие / Новиков А. П., Кондратенко И. Ю. В: ВГЛА – 2007 – 151 с. 12.Проектирование и расчет вибрационных грохотов. – М.: Недра, 1986. 144 с. 13.Расчет элементов вибрационного привода / Д.Н. Пирожков, – Вестник Алтайского аграрного университета № 7 (25). – 2010. с. 32 –36 14.Рекомендации по расчёту экономической эффективности технических решений в области организации, технологии и механизации строительных работ / ЦНИИОМТП. – М.: Стройиздат, 2014. – 128 с. 15.Репин С.В. Управление эффективностью деятельности предприятия по эксплуатации строительных машин методом маржинального анализа / 16.Репин, С. В. Гашение резонансных колебаний в вибрационных строительных машинах / Репин С. В., Волков С.А., Литвин Р.А. // Строительные дорожные машины. – 2016. - №3. С. 27-32. 17. Репин С.В. Исследование процесса гашения резонансных колебаний в вибрационной строительной машине/ С.В. Репин, П.С. Иванов, И.В. Горбань. 2014. – 244 с. 18. Репин С.В. Методология обеспечения работоспособности транспортнотехнологических машин и комплексов средствами технической эксплуатации / Репин С.В., Рулис К.В., Зазыкин А.В., Крупин С.А. - Монография. - СПб.:СПбГАСУ. - 2012. - 218 с. 19. Репин С.В. Методология совершенствования эксплуатации строительных машин. Монография. – СПб.:СПбГАСУ. – 2005. – 172с. 20. Репин С.В. Теоретическое и экспериментальное исследование виброударного грохота для фракционирования песка / Репин С.В., Скрипилов, А.П.,Сизиков С.А. // Вестник гражданских инженеров. – 2013. – № 5(40). – С. 188–193. 21. Репин, С.В. Теория эксперимента. Методические указания по выполнению лабораторной работы “Исследование процесса уплотнения бетонных покрытий дорог” / Репин С.В., Рулис К.В., Литвин Р.А., Чудаков А.В. – СПб: СПбГАСУ. – 2016. – 27 с.