Исследование процессов в синхронных генераторах при внутренних коротких замыканиях
Аннотация
Рассматривается метод пространственного моделирования электромагнитных процессов в синхронном генераторе. Принцип построения модели основан на уравнениях Максвелла в интегральной форме, описывающих электромагнитное поле и его связь с электрическими токами. С помощью программного комплекса Comsol Multiphysics разработана модель турбогенератора ТГВ-200. В основе расчетов данного программного пакета лежит метод конечных элементов для определения дифференциальных уравнений с частными производными. Генератор представлен в двумерном пространстве в виде поперечного сечения, геометрические размеры которого обуславливают его электромагнитные свойства. В данной статье рассмотрены различные режимы работы турбогенератора, включая режимы нормальной и асинхронной работы, а также внутреннего и внешнего короткого замыкания. Особенность данного исследования в том, что рассмотренный способ моделирования позволяет получать мгновенные значения токов и напряжений в нейтрали и на выводах генератора при внутренних коротких замыканиях.
Литература
1. Самородов Ю.Н. Анализ аварий и инцидентов в работе турбогенераторов в 2001–2005 гг. – Общие вопросы электро-энергетики, 2008, № 3, с. 19–33.
2. Самородов Ю.Н. Причины и последствия аварий и отказов турбогенераторов. – Энергия единой сети, 2014, № 2, с. 70–80.
3. Важнов А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1969, 768 с.
4. Горев А.А. Переходные процессы синхронной машины. М.: Госэнергоиздат, 1950, 551 с.
5. Вайнер И.Г. Влияние массива ротора на демпфирование электромеханических колебаний ротора. – Труды ВНИИЭ, 1979, вып. 57, с. 42–53.
6. Казовский Е.Я. Переходные процессы в электрических машинах переменного тока. М.;Л.: Изд. АН СССР, 1962, 626 с.
7. Лукашов Э.С., Калюжный А.Х., Гамм Б.З. Определение и использование типовых характеристик и параметров демпферных контуров турбогенераторов. – Электричество, 1977, № 7, с. 27–32.
8. Извеков В.И., Серихин Н.А. Проектирование турбогенераторов. М.: Издво МЭИ, 2005, 450 с.
9. Груздев И.А. Применение аналоговых вычислительных машин в энергетических системах. Методы исследования переходных процессов/Под ред. Н.И. Соколова. М.: Энергия, 1970, 400 с.
10. Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах: Учебник для электроэнергет. спец. вузов, 4-е изд. М.: Высшая школа, 1985, 536 с.
11. ГОСТ 1016977. Машины электрические трехфазные синхронные. Методы испытаний. Москва, 1984.
12. Руководство по эксплуатации ЭКРА.656122.036/217 0101 РЭ. Терминал защит, автоматики, управления выключателем и сигнализации линии к генератору мощностью до 12 МВт ЭКРА 217 0101. Ред. от 18.11.2016.
#
1. Samorodov Yu.N. Obshchiye voprosy elektroenergetik (General questions of the electric power industry), 2008, No. 3, pp. 19–33.
2. Samorodov Yu.N. Energiya yedinoy seti – in Russ. (Energy of a Unified Network), 2014, No. 2, pp. 70–80.
3. Vazhnov A.I. Elektricheskiye mashiny (Electric cars). L.: Energiya, 1969, 768 p.
4. Gorev A.A. Perekhodnyye protsessy sinkhronnoy mashiny (Transient processes of a synchronous machine). M.: Gosenergoizdat, 1950, 551 p.
5. Vayner I.G. Trudy VNIIE – in Russ. (Proc. of the VNIIE), 1979, iss. 57, pp. 42–53.
6. Kazovskiy Ye.Ya. Perekhodnyye protsessy v elektricheskikh mashinakh peremennogo toka (Transient processes in AC electric machines). M.; L.: Izd. AN SSSR, 1962, 626 p.
7. Lukashov E.S., Kalyuzhnyy A.KH., Gamm B.Z. Elektrichestvo – in Russ. (Electriciy), 1977, No. 7, pp. 27–32.
8. Izvekov V.I., Serikhin N.A. Proyektirovaniye turbogeneratorov (Design of turbine generators). Izdvo MEI, 2005, 450 p.
9. Gruzdev I.A. Primeneniye analogovykh vychislitel’nykh mashin v energeticheskikh sistemakh. Metody issledovaniya perekhodnykh protsessov/Pod red. N.I. Sokolova (Gruzdev I.A. The use of analog computers in power systems. Research Methods for Transient Processes / Ed. N.I. Sokolov). M.: Energiya, 1970, 400 p.
10. Venikov V.A. Perekhodnyye elektromekhanicheskiye protsessy v elektricheskikh sistemakh: Uchebnik dlya elektroenerget. spets. vuzov, 4ye izd. (Transient electromechanical processes in electrical systems: A textbook for electric power. specialist. universities, 4th ed.). M.: Vysshaya shkola, 1985, 536 p.
11. GOST 1016977. Mashiny elektricheskiye trekhfaznyye sinkhronnyye. Metody ispytaniy (Electric threephase synchronous machines. Test methods). M., 1984.
12. Rukovodstvo po ekspluatatsii EKRA.656122.036/217 0101 RE. Terminal zashchit, avtomatiki, upravleniya vyklyuchatelem i signalizatsii linii k generatoru moshchnost’yu do 12 MVt EKRA 217 0101. Red. ot 18.11.2016 (Operation manual EKRA.656122.036 / 217 0101 OM. Terminal for protection, automation, circuit breaker control and signaling of the line to a generator with a capacity of up to 12 MW EKRA 217 0101. Ed. from 18.11.2016).
