За допомогою методів математичного моделювання (ММ) досліджено аварійні режими в тиристорній безщітковій системі збудження синхронного турбогенератора, пов'язані з несправностями в тиристорному перетворювачі й автоматичному регуляторі збудження. Наведено та проаналізовано результати ММ.

Запропоновано метод розрахунку крутильних коливань системи парова турбіна - ротор турбогенератора за умови постійного в часі розподіленого електромагнітного моменту генератора. Диференціальні рівняння системи наведено в нормальній формі Коші.

Розраховано втрати та нагріви ротора в асинхронних режимах турбогенератора типу ТГВ потужністю 325 МВт з серійною конструкцією та демпферною системою на роторі. Показано, що наявність демпферної системи суттєво впливає на характер розподілу втрат і нагрівів ротора. За умови 80 % активної потужності турбогенератора нагріви бочки з демпферною системою сумірні з нагрівами ротора без демпферної системи у разі 40 % активної потужності.

Запропоновано метод і алгоритм розрахунку усталених режимів синхронного турбогенератора на підставі розв'язування крайової задачі за допомогою диференціального сплайн-методу. Метод дозволяє одержати залежності координат режиму від часу з урахуванням насичення магнітопроводу та реального розподілу намагнічувальних сил контурів статора без розрахунку перехідного процесу. Матриця диференціальних індуктивностей обчислюється на підставі розрахунку заступної схеми магнітопроводу генератора.

Показано, що демпферні системи дозволяють підвищити активну потужність турбогенератора в асинхронному режимі до 80 % номінальної. Наявність демпферних систем знижує індуктивні опори турбогенераторів в перехідних режимах у 1,07 - 1,2 рази.

Приведены результаты комплексных расчетно-экспериментальных исследований режимов крупных асинхронных турбогенераторов (АТГ) в электрических энергосистемах. АТГ рассмотрены как естественные демпферы дальних и сверхдальних линий электропередачи.

Запропоновано моделі автотрансформатора, трифазного трансформатора та синхронного турбогенератора з використанням диференційних магнетних та електромагнетних параметрів на підставі геометричних і фізичних параметрів, з апроксимацією магнетних систем планарним колом. Для аналізу усталених режимів розроблено математичні моделі прискореного пошуку шляхом розв'язання крайової задачі з періодичними умовами. У запропонованих моделях прискореного пошуку усталених режимів обчислення фундаментальної матриці здійснено аналітичним і числовим методом. Розроблені цифрові моделі елементів системи електропередачі впроваджено в діалоговий автоматизований комплекс аналізу режимів електроенергетичних систем ДАКАР.

В дисертації на основі розрахунків на математичних моделях усталених та перехідних режимів асинхронізованого генератора отримані аналітичні залежності параметрів режимів енергоблоку від режиму роботи генератора, характеристики залежностей рівнів струмів короткого замикання від часу та зовнішнього опору. Запропоновано обгрунтовані конструктивні рішення для забезпечення незалежності рівня напруги на власних потребах блоку від режиму роботи генератора. В результаті фізичного моделювання асинхронізованого генератора підтверджені основні результати, що отримані шляхом математичного моделювання.

Дисертацію присвячено питанням дослідження режимів роботи генераторів та обладнання власних потреб блоків електростанцій з асинхронізованими турбогенераторами (АСТГ) в усталених асинхронізованому і асинхронному (АР) режимах, а також при пусках. Розглянуто питання підвищення надійності роботи обладнання власних потреб (ВП), оптимізація сумісної роботи синхронних ТГ (СТГ) і АСТГ за реактивною потужністю, досліджено параметри і робочі характеристики АСТГ в некерованому АР, а також асинхронних ТГ з різним виконанням роторів на базі ТГВ-200М, оцінено техніко-економічну ефективність застосування АР АСТГ, досліджено вмикання в мережу АСТГ способом синхронізації, запропоновано схеми обмеження струму вмикання, досліджено процес збудження АСТГ в АР від паралельно працюючих СТГ і батарей конденсаторів і вмикання збудженого АСТГ, можливість забезпечення безперебійності енергопостачання механізмів ВП блоку атомної електростанції з АСТГ-200 в аварійних режимах. Для дослідження усталених процесів в електрообладнанні блоку й оптимізації сумісної роботи АСТГ і СТГ за реактивною потужністю запропоновано нові методики.

Розроблено математичну модель для аналізу електромагнітних віброзбуджуючих сил потужних турбогенераторів у синхронному та асинхронному режимах. Проведено порівняльний аналіз спектрів цих сил у зазначених режимах та зроблено висновки щодо характеру вібрацій турбогенератора в асинхронному режимі.

Проаналізовано причини зростання втрат та, як наслідок, зменшення ефективності роботи енергообладнання через старіння та деградацію. Розглянуто питання доцільності застосування методів нечіткої логіки для контролю та управління ефективністю експлуатації турбогенераторів.