Розроблено математичну модель регульованої системи охолодження статорної обмотки турбогенератора потужністю 800 МВт для відтворення теплових процесів у системі у разі змін навантаження та визначення статичних і динамічних характеристик. Запропоновано й обгрунтовано схему регулювання та одержано характеристики системи та регулятора.

Індекс рубрикатора НБУВ: З261.621.3

Рубрики:

Гідрогенератори

Шифр НБУВ: Ж69973 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Численным методом рассчитано распределение термомеханических деформаций и напряжений в изоляции стержня обмотки турбогенератора мощностью 800 МВт при изменении нагрузки и регулировании охлаждения. Оценены относительные перемещения стержня обмотки относительно крайнего пакета сердечника статора.

Описан датчик для измерения воздушного зазора между ротором и статором в гидрогенераторах, основанный на емкостном методе измерения. Приведен расчет емкостного датчика, который можно использовать в устройстве, реализующем метод.

Розглянуто можливість застосування ємнісних датчиків для вимірювання переміщень окремих частин гідрогенераторів з метою контролю їх стану та діагностики.

Рассмотрена возможность применения фазовых светодальномеров для контроля зазоров между статором и ротором в гидрогенераторах. В этом случае для передачи и приема светового излучения использован световолоконный оптический датчик. Проведена оценка диапазона значений перемещений, измеряемых с помощью такого датчика. Для определения фазового сдвига, пропорционального измеряемому перемещению (зазору), предложена структурная схема фазоизмерительного устройства с ортогональной обработкой сигналов. Проанализированы составляющие погрешности измерения фазового сдвига и найдено значение суммарной погрешности.

Розглянуто питання реабілітації демпферної системи потужних гідрогенераторів з метою подальшого підвищення навантажувальної здатності, надійності, маневрених характеристик, ккд і терміну служби. На базі технічних рішень і рекомендацій щодо оптимізації конструкції полюсів ротора гідрогенератора розроблено технічні пропозиції на модернізацію демпферної системи ротора потужних гідрогенераторів.

На основании анализа существующих конструктивных решений и современных знаний об изоляционных материалах, новых электротехнических сталях и технологиях предложено повысить мощность существующих, подлежащих реконструкции гидрогенераторов без изменения их габаритных размеров.

Описаны варианты построения системы измерения и регистрации величины воздушного зазора между всеми полюсами ротора и статором гидрогенератора при вращающемся роторе машины. Основой системы является емкостный датчик зазора, разработанный авторами.

Запропоновано методики розрахунку параметрів ексцентриситету та перекосу ротора, еліпсності розточення статора в капсульних гідрогенераторах за виміряними величинами повітряного зазора між ротором та статором.

Розроблено методики розрахунків похибок вимірювання ємнісним датчиком радіального биття циліндричних поверхонь валів потужних електричних машин, спричинених неточністю встановлення на машині.

Проанализированы режимы работы генераторов-двигателей гидроаккумулирующих электростанций, обоснованы требования к их конструкции с позиции пусковых режимов. Сделаны выводы относительно перспективных режимов пуска.

Наведено основні теоретичні та практичні результати досліджень відділу електричних та магнітних вимірювань стосовно ємнісного вимірювача повітряного зазора між ротором та статором у потужних гідрогенераторах.

Приведено результати експериментального дослідження двоканального електрогідравлічного генератора коливань. Показано, що у всьому діапазоні частот поршень гідравлічної коливальної системи здійснює стійкі коливальні рухи завдяки введенню в структуру генератора датчика стабілізації середнього положення привода. Підтверджено можливість регулювання амплітуди коливань вихідної ланки привода двома способами: безпосереднім регулюванням подачі насосної установки або за рахунок зміни величини керуючого сигналу, що подається на електрогідравлічний підсилювач від блоку керування.

Увагу приділено пошуку можливостей підвищення динамічних властивостей системи збудження гідрогенераторів як засобу покращання якості електроенергії, що виробляється ГЕС та їх загальної ефективності. Для цього використано можливості системного застосування матеріальних, енергетичних та інформаційних процесів, що діють у вказаних перетворювачах. Розглянуто основні підходи до побудови систем збудження гідрогенераторів, наведено основні робочі вимоги та критерії систем збудження. Проведено аналіз структурних і функціональних складових якості управління збудженням гідрогенераторів, розглянуто динамічні чинники системи збудження. Визначено основні підходи до моделювання динамічних властивостей систем збудження, розкрито роль вимірювального органу в динаміці управління генератором і запропоновано метод вимірювань. Показано алгоритмічні особливості динамічних процесів системи збудження, структурні особливості програмної реалізації швидкодіючого регулятора напруги.

Дисертацію присвячено вирішенню наукової проблеми підвищення якості контролю та діагностики потужних турбо- та гідрогенераторів шляхом створення нових та удосконалення існуючих ємнісних методів вимірювання параметрів механічних дефектів зазначених машин. Розроблено метод вимірювання повітряного зазору між ротором та статором, який завдяки особливій геометрії електродів сенсора, встановленого на розточці осердя статора, та спеціальному вимірювальному колу забезпечує високу точність та роздільну здатність вимірювання. Визначено функцію перетворення сенсора та проаналізовано вплив похибок вимірювання, зумовлених особливістю конструкції генератора, паразитною ємністю сенсора та з’єднувального кабеля. Розроблено метод вимірювання тиску пресування осердя статора шляхом встановлення диференціальних або напівдиференціальних ємнісних сенсорів під стяжні гайки осердя, що забезпечило інваріантність щодо зовнішніх чинників, таких як температура та вологість. Запропоновано метод вимірювання тиску пресування осердя за допомогою двопараметрового сенсора, що встановлюється між листами осердя. Застосування ємнісного та індукційного сенсорів розширило діапазон достовірного контролю зусиль пресування. Розроблено метод контролю ступеня розпушення кінцевих зубцевих зон осердя статора з використанням ємнісного багатострічкового сенсора з компланарними паралельними електродами та ємнісного сенсора з активним плоским електродом, що дозволило більш достовірно визначити місце знаходження зони розпушення. Удосконалено метод вимірювання радіального биття циліндричних поверхонь валів. Запропоновано та досліджено нові ємнісні сенсори: з прямокутним плоским активним електродом та з активним електродом у формі фрагментів бічної поверхні циліндра. Розроблено метод вимірювання зміщення суміжних секторів складеного статора гідрогенератора з використанням трикоординатного ємнісного сенсора. Запропоновано метод вимірювання середнього зазору в стиках статора двоканальним ємнісним сенсором: з каналом лінійних переміщень та каналом кутових зміщень.

Зазначено, що за тривалої експлуатації потужних гідрогенераторів виникає нерівномірність повітряного проміжку між статором і ротором, внаслідок чого в полюсах ротора спостерігаються пульсації магнітного потоку, а в стержнях демпферної системи ротора протікають індуковані струми. Розподіл струмів між стержнями є нерівномірним, що спричиняє значні термомеханічні деформації демпферної системи та пульсуючі електромагнітні сили, що діють на її стержні. Оскільки відомі технічні заходи для підтримки рівномірності проміжку в гідрогенераторах є недостатньо ефективними, необхідно удосконалення демпферних систем для підвищення їх стійкості. Розроблено нову математичну модель, проаналізовано фізичні процеси та виявлено основні причини підвищеної пошкоджуваності демпферної системи за наявності ексцентриситету ротора. Запропоновано технічні рішення, які суттєво зменшують термомеханічні деформації та пульсуючі сили в стержнях ротора.

Визначено аналітично та перевірено експериментально функцію перетворення ємнісного сенсора переміщення з компланарними паралельними електродами. Сенсор призначений для вимірювання переміщення плоскої заземленої поверхні відносно загальної поверхні електродів. Вибрано оптимальну геометрію електродів сенсора з метою його застосування на капсульному гідрогенераторі СГК 538/160-70М як вимірювача повітряного зазору між полюсом ротора та розточенням осердя статора.

Проаналізовано вплив деяких технологічних похибок ємнісного сенсора повітряного зазору в гідрогенераторі на точність вимірювання. Створено розрахункову схему та одержано аналітичні залежності для визначення похибки від перекосу у разі встановлення на розточенні осердя статора ємнісного сенсора з компланарними паралельними електродами. Розраховано адитивну похибку вимірювання зазору, зумовлену кривизною поверхні розточення осердя статора. Розроблено рекомендації зі зменшення впливу похибки від перекосу на точність вимірювання.

Показано, что оценка вероятности возникновения отказов из-за конструкторско-технологических и эксплуатационных недоработок, превышения времени работы турбогенераторов на блоках по статистическим данным неточна и не может быть использована на практике для выявления предаварийных состояний турбогенераторов и их своевременной остановки. Выполнен анализ и классификация наиболее часто встречающихся дефектов турбогенераторов, предложены способы оценки их значимости и снижения вероятности развития.