Обозначения и сокращения 9
Введение 12
1. Обзор литературы 14
2. Объект и методы исследования 15
3. Теоретические основы автоматического управления 16
3.1 Общие сведения об автоматическом управлении 16
3.2 Понятие звена системы автоматического регулирования и
математическое описание свойств линейных звеньев 18
3.3 Передаточная функция звена 19
3.4 Передаточная функция звена, замещающего паровую турбину 21
3.5 Передаточные функции звеньев, замещающих паровую турбину с
промежуточным перегревом пара 22
4. Автоматическое регулирование частоты и мощности турбогенераторов.24
4.1 Назначение и особенности автоматических регуляторов 24
4.2 Способы автоматического регулирования, виды регуляторов,
автоматическая система регулирования 26
4.3 Автоматическое регулирование частоты и активной мощности 27
4.4 Автоматические регуляторы частоты вращения турбин 29
4.5 Центробежный регулятор частоты вращения 30
4.6 Принципы управления режимом работы энергосистем по Частоте и
активной мощности 32
4.7 Микропроцессорная электрическая часть системы регулирования
турбогенераторов 34
5. Исследование переходных характеристик звеньев математической модели автоматического регулятора частоты, мощности 36
5.1 Преобразование передаточных функции в дифференциальные
уравнения 36
5.2 Структурные схемы передаточных звеньев 37
6. Исследования влияния параметров АИР и ПАУ на динамическую
устойчивость энергоблока 46
6.1 Необходимость и цель исследования 46
6.2 Техническое описание ВМК РВ ЭЭС 47
6.3 Исходная информационная база данных и методика исследования 50
6.4 Результаты исследования противоаварийной разгрузки энергоблоков.54
7. Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных
исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 72
7.1 Анализ конкурентных технических решений 72
7.3 Планирование научно-исследовательских работ 76
7.3.1 Структура работ в рамках научного исследования 76
7.3.2 Определение трудоемкости выполнения работ 77
7.3.3 Разработка графика проведения научного исследования 79
7.4 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) 81
7.4.1 Расчет материальных затрат НТИ 82
7.4.2 Расчет затрат на специальное оборудование для научных работ ..82
7.4.3 Оплата труда исполнителей с отчислениями во внебюджетные
фонды 83
7.4.4 Накладные расходы 87
7.4.5 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского
проекта 87
7.5 Ресурсоэффективность 88
8. Социальная ответственность 91
8.1 Производственная безопасность 91
8.1.2 Акустический шум 91
8.1.3 Электромагнитное поле 92
8.1.4 Микроклимат 95
8.1.5 Освещение 96
8.2 Электробезопасность 98
8.3 Экологическая безопасность 100
8.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 101
8.5 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности... 104
8.6 Социальное страхование от несчастных случаев на производстве 107
8.7 Вывод 107
Заключение 109
Список использованной литературы 111
Объектом исследования является: автоматический регулятор турбины.
Цель работы - исследование математической модели автоматического регулятора турбины, получение осциллограмм переходных процессов, а также исследование на всережимном моделирующем комплексе ЭЭС влияния противоаварийной разгрузки энергоблока на его динамическую устойчивость.
В процессе исследования проводились исследования передаточных функций автоматического регулятора тепловой турбины, а так же проведены опыты изменения параметров АИР и ПАУ турбогенератора и произведен анализ влияния этих параметров на режимы сети.
В результате исследования получены осциллограммы передаточных функций первого и второго порядка регулятора турбины и осциллограммы динамики противоаварийной разгрузки энергоблока.
Экономическая эффективность определяется заранее проведенными испытаниями противоаварийной разгрузки турбины без реального ущерба и затрат на капитальный ремонт ЭЭС. Полученные в данной работе практические результаты позволяют использовать ВМК РВ ЭЭС для научных и исследовательских целей.
В будущем планируется провести более детальный анализ влияния коэффициентов и их совместного действия.
Процесс производства и передачи энергии на электростанции динамичен и постоянно подвержен случайным возмущающим воздействиям, что приводит к изменению частоты, поэтому без автоматического управления его функционирование невозможно. Удержать частоту в указанных пределах ее допустимых изменений в специфических условиях работы турбогенераторов, обусловленных необходимостью равенства генерируемой и потребляемой активной мощности в каждый момент времени, при непрерывно и случайно изменяющейся нагрузке электроэнергетической системы можно только непрерывным автоматическим управлением частотой вращения турбин и активной мощностью синхронного генератора.
Необходимость высокой стабильности частоты напряжения синхронного генератора и оптимальной его загрузки активной мощностью определяет соответствующие особенности автоматического регулирования частоты вращения турбины и активной мощности синхронного генератора. Правильная настройка АРЧВ и АРАМ является важным элементом в поддержании нормального функционирования турбогенераторов, так как в виду их инерционности, обусловленной технологией подготовки пара режима ЭЭС, дискретное уменьшение активной нагрузки весьма опасно для паровых турбин. Являясь частью системы, нарушение работы турбогенератора, выпадение его из синхронизма, может привести к её неустойчивости и аварии. Предотвращение ее развития в общесистемную аварию производится противоаварийным автоматическим управлением - автоматикой защитных отключений РЗ и собственно противоаварийной автоматикой.
Среди прочих противоаварийных мероприятий сохранения динамической и статической устойчивости ЭЭС, противоаварийная разгрузка турбин является одним из наиболее приемлемых и эффективных способов автоматического аварийного управления мощностью блочной тепловой электрической станции.
Настройка параметров, изучение и исследование переходных процессов, протекающие в автоматических регуляторах синхронных машин, является актуальной задачей для электроэнергетики.
Практическая часть данной работы состоит из двух частей, в первой части планируется провести исследование математической модели автоматического регулятора турбины, получить осциллограммы переходных процессов в звеньях автоматического регулятора тепловой турбины. Вторая часть основана на работе с всережимным моделирующим комплексом - ВМК. Планируется провести исследование влияния параметров АИР и ПАУ на динамическую устойчивость энергоблока. Особые требования: оценка безопасности эксплуатации, влияния на окружающую среду, экономический анализ.
Предметом исследования является получение и анализ переходных характеристик звеньев математической модели автоматического регулятора частоты и мощности тепловой турбины, а так же анализ полученных осциллограмм динамики при различных параметрах противоаварийной автоматики.
Практическая значимость результатов ВКР. Полученные в ходе работы результаты помогут использовать информацию, которую содержат осциллограммы и указать на методику выбора настроечных параметров АИР и ПАУ в реальных условиях.
Реализация и апробация работы. В процессе выполнения работы, создано исходное схемно-режимное состояние исследуемой ЭЭС на ВМК РВ ЭЭС и произведены исследования влияния параметров противоаварийной автоматики на динамическую устойчивость энергоблока.