ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СУДОВЫХ ГЕНЕРАТОРОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА

1. Цель работы

Целью лабораторной работы является исследование параллельной работы генераторов постоянного тока при различных системах возбуждения

2. Теоретическая часть

В судовых электростанциях постоянного тока предусматривается параллельная работа генераторов, которая позволяет:

а) производить перевод нагрузки с одного генератора на другой без перерыва питания потребителей;

б) лучше использовать установленную мощность судовой электростанции;

в) упрощать схемы распределения электроэнергии по кораблю.

Осуществление параллельной работы ГПТ возможно при выполнении следующих основных условий:

а) соблюдение правильной полярности включения генераторов;

б) равенство напряжений генераторов;

в) сходство внешних характеристик генераторов, необходимое для пропорционального распределения нагрузок.

Однако при эксплуатации ГПТ нередко возникают отдельные неисправности, которые затрудняют выполнение параллельной работы генераторов. Рассмотрим наиболее характерные из них, а также методы их устранения:

1. Смещение щеток с физической нейтрали генератора, вызывающее искрение на коллекторе.

Для устранения этого явления необходима установка щеток на нейтраль машины. С этой целью, параллельно якорю генератора подключается вольтметр с нулем по середине шкалы. При неподвижной машине производится включение и отключение источника низкого напряжения к параллельной обмотке возбуждения с подключенным к ней разрядным сопротивлением. При щетках, сдвинутых с физической нейтрали, стрелка вольтметра отклоняется от нулевого положения при включении в одну сторону, а при отключении – в другую сторону. Поворотом траверзы в ту или иную сторону добиваются такого положения щеток, при котором отклонения стрелки вольтметра прекращаются.

2. Отсутствие начального самовозбуждения генератора. При пуске агрегата генератор не возбуждается. Причиной этого могут быть: - сопротивление цепи возбуждения больше критического, ослаблены контакты в цепи возбуждения, размагничивание машины.

Для устранения этих причин необходимо проверить надежность контактов и правильность включения обмотки возбуждения, уменьшить сопротивление регулировочного реостата. Если после этого генератор при отключенной нагрузке не возбуждается, следует подать питание в обмотку возбуждения от постороннего источника постоянного тока (кратковременно).

3. Внешние характеристики генераторов U=f(I_В) неидентичные.

По правилам Морского Регистра расхождение характеристик допускается таким, при котором нагрузка между параллельно работающими генераторами распределилась бы пропорционально их мощности, а отклонение не превосходило 0, 1Рн.

Для того чтобы убедиться в идентичности характеристик, необходимо построить их по опытным данным. Опыт производится раздельно для каждого генератора. Генераторы предварительно нагружаются номинальным током. При этом устанавливается необходимая сила тока возбуждения. После этого генератор разгружается при неизменном токе возбуждения. По полученным данным строятся внешние характеристики генераторов.

Если характеристики имеют разный наклон, их надо сблизить, смещая щетки генераторов с нейтрали на небольшой угол. При этом надо иметь ввиду, что при смещении щеток с нейтрали в сторону вращения, наклон внешних характеристик увеличится, а при смещении в противоположную сторону- наклон уменьшается.

При параллельной работе генераторов смешанного возбуждения и генераторов большой мощности, имеющих параллельное или независимое возбуждение, в схему коммутации вводится уравнительный провод между якорями генераторов. Введение уравнительного провода повышает равномерность распределения нагрузки между параллельно работающими генераторами и резко снижает силу уравнительного тока, а у генераторов с жесткими внешними характеристиками - повышает устойчивость параллельной работы.

Для повышения качества электроэнергии, особенно в системах с переменным характером нагрузки, ГПТ снабжаются автоматической системой регулирования напряжения. Поэтому в лабораторной работе предусматривается исследование параллельной работы генераторов, имеющих САРН. Результаты этих исследований необходимо сравнить с результатами исследований ГПТ не имеющих автоматических регуляторов напряжения. На рисунке 5.1 представлена принципиальная схема физической модели электростанции постоянного тока. В состав электростанции входят: два генераторных агрегата ГПТ-АД, нагрузочные резисторы R_Н, комплекс коммутационной, защитной, регулировочной и измерительной аппаратуры. В качестве автоматических регуляторов напряжения применены РУН и ЭМУ поперечного поля. Генераторные агрегаты состоят из ГПТ серии П-51 Рн=5кВт, Uн=115В и n_Н=1450 об/мин и приводного двигателя серии АМ62-4М Рн=6кВт, Uн=220В и nн=1420 об/мин. Генераторы могут работать в независимом, параллельном и смешанном возбуждении, причем как с ручной, так и с автоматической регулировкой возбуждения.

3. Программа работы

1.Ознакомление с физической моделью электростанции и элементами исследования.

2. Подготовка электростанции к работе и настройка ее элементов.

3. Исследование параллельной работы ГПТ при различных системах возбуждения

4. Обработка результатов и оформление отчета.

4. Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с физической моделью судовой электростанции, составить принципиальную схему СЭЭС, изучить порядок оперативных коммутаций для набора различных режимов работы.

2. Проверить, чтобы все рукоятки, переключатели и автоматы находились в положении “ выкл“.

3. Подготовить электростанцию к работе и произвести настройку ее элементов. Для чего:

- кнопкой “пуск” запустить приводной асинхронный двигатель (АД), тем самым приведя во вращение ротор ГПТ;

- регулятором РР, воздействуя на ток возбуждения генератора добиться, чтобы напряжение достигло значения 115В. При этом, регулятор способов возбуждения должен стоять в одном из положений: –самовозбуждение (СВ) или независимое возбуждение (НВ);

- подать напряжение на шины с помощью генераторного автомата ГА.

4. Снять и построить внешние характеристики каждого генератора для различных систем возбуждения. Для этого необходимо автоматами АН постепенно вводить нагрузку, снимая значения напряжения генератора Uг и тока нагрузки Iн.

5. Выполнить условия, необходимые для включения генераторов на параллельную работу, произвести включение автоматом АПВ, после чего снять внешние характеристики при следующих условиях:

а) при включенном уравнительном проводе (АПВ в положении “вкл”);

б) при отключенном уравнительном проводе;

В обоих случаях произвести перевод нагрузки с одного генератора на другой, т.е. регулятором РР уменьшая ток возбуждения одного ГПТ, на столько же увеличивать ток возбуждения другого генератора.

6. Изменением положения траверзы генераторов добиться максимально возможного совпадения внешних характеристик генераторов. Проверить распределение нагрузки между параллельно работающими генераторами, затем произвести перевод нагрузки с одного генератора на другой.

7. Оценить режим параллельной работы генераторов при:

- изменении возбуждения одного из генераторов;

- обрыве цепи уравнительного провода.

8. Исследовать параллельную работу генераторов при наличии автоматических регуляторов напряжения:

а) снять внешние характеристики каждого генератора и установить статизм внешних характеристик;

в) проверить распределение нагрузки между параллельно работающими генераторами и произвести перевод нагрузки с одного генератора на другой.

ВНИМАНИЕ - При включении на параллельную работу генераторы должны иметь одинаковый способ (СВ, НВ) и систему возбуждения (смешанную и параллельную).

5. Обработка результатов исследований

Обработка результатов исследований приводится в отчете, который должен содержать:

1. Принципиальную схему модели электростанции с указанием технических данных генераторных агрегатов, коммутационной и защитной аппаратуры, электроизмерительных приборов.

2. Результаты исследований параллельной работы генераторов с описанием физических процессов, сопровождающих различные режимы работы.

3. Таблицы всех измерений и наблюдений.

4. Внешние характеристики как отдельно работающих генераторов, так и после их включения на параллельную работу для всех видов исследований.

5. Анализ полученных результатов исследований с рекомендациями наиболее эффективного метода распределения нагрузки между параллельно работающими генераторами, а также оценка устойчивости параллельной работы генераторов.

Выполнение и оформление результатов лабораторной работы рассчитано на 4 часа.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Баранов А.П. Судовые автоматизированные электроэнергетические системы /А.П. Баранов.- Учебник для вузов. – М.: Транспорт, 1988. – 328 с.

2. Воскобович В.Ю. Электроэнергетические установки и силовая электроника транспортных средств / В.Ю. Воскобович, Т.Н. Корнилова, В.А. Павлова. – СПб.: «Элмор», 2001.–384 с.

3. Константинов В.Н. Системы и устройства автоматизации судовых электроэнергетических установок / В.Н. Константинов. – 2-е изд., перераб. и доп. – Л.: Судостроение, 1988. – 312 с.

4. Куликов Ю.А. Переходные процессы в электрических системах/ Ю.А. Куликов. – М.: Мир, 2003. - 283 с.

5. Никифоровский Н.Н. Судовые электрические станции /Н.Н. Никифоровский, Б.И. Норневский. – М.: Транспорт, 1984. – 431 с.

6. Правила классификации и постройки морских судов. Морской Регистр судоходства.– СПб.: Регистр РФ, 2001. – 843 с.

Заказ №_______от «___»__________2006_ Тираж______экз.

Изд-во СевНТУ

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 56