авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


1

Министерство образования и науки Украины

Севастопольский национальный технический

университет

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторным работам № 15

по дисциплинам

СУДОВЫЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И ИХ ЭКСПЛУАТАЦИЯ и СУДОВЫЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ для студентов и магистрантов специальностей 7.092201, 8.092201 - Электрические системы и комплексы транспортных средств 7.092203, 8.092203 - Электромеханические системы автоматики и электропривод всех форм обучения Севастополь Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) УДК 629.12.03(07) М Методические указания к лабораторным работам № по дисциплинам «Судовые электроэнер гетические системы и их эксплуатация»

и «Судовые электроэнергетические сис для студентов специальностей темы»

7.092201, 7.092203 и магистрантов специ альностей 8.092201, 8.092203 всех форм обучения /Разраб. С.А. Конева. – Севасто поль: Изд-во СевНТУ, 2006. -32 с.

Цель методических указаний: оказать помощь студентам всех форм обучения при выполнении ла бораторных работ по дисциплинам «Су довые электроэнергетические системы и их эксплуатация», «Судовые электро энергетические системы »

Методические указания утверждены на заседании кафедры «Судовые и промышленные электромеха нические системы», протокол № 7 от марта 2006 г.

Допущено учебно - методическим центром СевНТУ в каче стве методических указаний.

Рецензент: канд. техн., наук, доцент Шоцкий А.Н.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) СОДЕРЖАНИЕ Введение 1. Лабораторная работа №1 Исследование системы стабилизации напряжения генератора постоянного тока 2. Лабораторная работа № Исследование тиристорной системы стабилизации напряжения генератора по стоянного тока 3. Лабораторная работа №3 Исследование системы автоматического регулирования напряжения синхронного генератора 4. Лабораторная работа №4 Исследование системы стабилизации напряжения фазового компаундирования 5. Лабораторная работа №5 Исследование параллельной работы су довых генераторов постоянного тока.

Библиографический список Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) ВВЕДЕНИЕ Методическое указание предназначено в качестве учебного пособия для выполнения лабораторных работ по курсу «Судовые электроэнергетические системы».

Содержание лабораторных работ включает вопро сы, связанные с изучением режимов работы судовых генераторов переменного и постоянного тока и их си с тем автоматического регулирования;

исследование влияния параметров генераторов, систем возбуждения и асинхронной нагрузки при их параллельной работе, изучение современных способов испытания электро оборудования и автоматики судовых электростанций (СЭС).

Выполнение лабораторных работ должно закрепить знания, полученные при изучении теоретического кур са, развить навыки экспериментального исследования, дать представления о методах наладки, настройки и эксплуатации электрооборудования судовой электро станции Лабораторные работы выполняются бригадой ст у дентов не более 3-4 человек. До выполнения лабора торных работ, проводится контрольная проверка по д готовки студентов с использованием технических средств обучения. Задание на лабораторную работу включает, помимо вопросов, входящих в обязательную программу, вопросы, связанные с подготовкой и про ведением самостоятельного исследования отдельных режимов работы электрооборудования СЭС.

По окончании каждой лабораторной работы оформ ляется отчет в виде протокола испытаний. Защита ла бораторных работ производится бригадой, выполняв шей работы, с индивидуальным опросом каждого ст удент а.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 1. Лабораторная работа № ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ СТАБИЛИЗАЦИИ НАПРЯЖЕНИЯ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА 1. Цель работы Цел ь ю л або рат о рно й рабо т ы яв л яет ся и ссл едо в ан и е ав т ом ат и чески х си ст ем ст аби л и з ац и и н ап р я ж ен и я г ен ерат о ров по сто янно го тока: си ст ем а ко м п аун ди ро в ан и я, а т ак ж е си ст емы с уг о л ь ны м рег ул ят о ро м н ап ряж ен и я Р УН и эл ект ро м аш и н ны м уси л и т ел ем.

2. Т ео рети ческая част ь Р або т а г ен ерато ро в по сто янно го то ка ( Г ПТ ) н а п ерем ен н ую н аг р уз к у с удо в ой сет и связ ан а с и зм е н ен и ем н ап ряж ен и я н а и х з аж и м ах. В уст ан о в и в ш и хся реж и м ах п ри ст ат и ческо м и зм ен ен и и н а г руз ки, н ап ряж ен и е Г ПТ и з м ен яет ся н ез н ачи т ел ь н о, а в п ерехо дн ы х реж и м ах, п ри ди н ам и ческо м и з м ен ен и и н аг руз ки - з н ачи т ел ь н о. Прав и л а Мо р ско го Р еги ст ра до п уск ают ко л ебан и я н ап ряж ен и я Г ПТ в п редел ах 2,5%U н.

С ц ел ь ю п о ддерж ан и я н ап ряж ен и я в СЭЭС с з а дан н о й то чно ст ь ю п ри в сех н аг р уз к ах Г ПТ, как п рав и ло, сн абж ают ся си ст ем ой ст аби л и з ац и и н а п ряж ен и я ( ССН) и л и ав то м ат и чески м рег ул ят о ро м н ап р яж ен и я ( АР Н).

Нахо дят п ри м ен ен и е ряд ав т о м ати чески х си с т ем ст аби л и з ац и и н ап ряж ени я Г ПТ. Т аки м и ССН, в част н о ст и, яв л яют ся - си ст ем а ком п аун ди ро в ан и я Г ПТ, си ст ем а с уг о л ь н ым рег ул ят о ром ( Р УН), си с т ем ы с эл ект ро м аш и нн ы м уси л и т е л ем ( ЭМУ), эл ект ро н н ы е и ти ри сто рны е си ст ем ы.

В дан н о й рабо т е и ссл ед уют ся си ст ем а компаун Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) ди ро в ани я, си ст ем ы с Р УН и ЭМУ.

1. Си ст ем а ко м п аун ди ро в ан и я н ахо ди т п ри м е н ен и е дл я г ен ерато ро в см еш ан ного воз б уж ден и я, у ко то ры х по сл едов ат ел ь н ая о бмо т ка в оз б уж ден и я яв л яет ся ав то м ат и чески м рег ул ят о ро м н ап ряж е н и я. Дей ст в и т ел ьно :

U E I (R R ) = C п(Ф Ф ) I (R R ), ( 1) яя по е шо по я я по а м аг н и т н ый п ото к п о сл едов ат ел ь но й о бмо т ки во з б уж д ен и я Ф п о п ропо рц ио н ал ен то ку н а г руз ки. В ( 1) U, E - н ап ряж ен и е и э. д. с. г ен ерато ра, В;

I Я - то к яко ря, А;

R Я, R ПО - со п ро т ив л ен и е о бмо т ки яко ря и п о сл едо в ат ел ь но й о бмо т ки во з буж ден и я, Ом ;

п – ско ро ст ь в ращ ени я яко ря, о б/ м и н ;

С е - ко н ст рук т и в н ая по сто ян н ая ;

Ф ш о - м аг ни т н ый по то к ш ун т ово й о бмо т ки во з б уж ден и я, Вб.

Поэтому, при изменении нагрузки от холостого хода до номинальной, напряжение изменится незн а чительно. Схема н адежна в работе и быстродейст в ующая. Основным недостатком системы я вляется зависимость ее работы от насыщения машины. По этом у, такая си стема в чистом виде применяется для ГПТ сравнительно небольшой мощности.

2. При н ц и п работ ы си ст емы с уг о л ь ны м рег у л ят о ром Р УН о сно в ан н а из м ен ен ии соп р о ти в л ен и я уг о л ь н ого ст о л ба, в кл ючен но го в ц епь. По ско л ь к у Р УН о бл адает и н ерц и о нно ст ь ю, то ст аби л и з ац и я н ап ряж ен и я им еет ко л ебат ел ь н ый характ ер. Дл я п ов ыш ен и я з ат ухающ ег о п роц есса регул и ро в ан и я в Р УН п ри м ен ен т ран сфо рм ато р ст аби л и з ац и и.

3. В рабо т е и ссл ед ует ся С СН с ЭМ У п оп ере ч н ого по л я. По сл едн и й и спо ль з ует ся в качест в е во з Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) Рисунок 1.1. – Принципиальная схема установки с различными системами стабилизации напряжения Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) б уди т ел я Г ПТ. При из м ен ен ии н ап ряжен и я г ен ер а т о ра, ав то м ат и чески и зм ен яет ся н ап ряж ен и е н а в ы хо де ЭМУ, в сл едст в и е из м ен ен и я его рез ул ь т и р ующ ег о м аг ни т но го по то ка. В рез ул ь т ат е и з м ен я ет ся т о к воз б уж ден и я Г ПТ и, соо тв етст в ен но, н а п ряж ен и е г ен ерато ра ст аби л и з и руе т ся.

На ри с ун ке 1. 1 п редст ав л ен а п ри н ц и п и ал ь н а я схем а уст ан о в ки с т рем я ССН ко м п аун ди ро в ан и я.

Осн о вн ы ми эл ем ен т ам и уст ан о в ки яв ляют ся: г ен е рат о р П- 51 Р н =5кВт, U н =115В, п=1450о б/ м ин.

При во дн ой аси н хро н ны й дв иг ат ел ь АМ52 - 4М Р н =6кВт, U=220В, п=1425о б/ м и н.

ЭМУ- 5П Р н =0, 35кВт, U=220В, п=2850 о б/ ми н. ;

ав т ом ат ы и и з м ери т ель н ы е п ри бо ры.

3. Про г рам м а рабо т ы 1. Оз н аком л ен и е с фи з и ческо й мо дел ь ю эл е к т ро ст ан ци и и эл ем ен т ами и ссл едов ан ия.

2. Иссл е до в ан и е ав том ат и чески х си ст ем ст аб и л и з ац и и н ап ряж ени я.

3. Обрабо т ка рез ул ь т ат о в и ссл едов ан и я и о фо рм л ен и е о т ч ет а.

4. По рядо к вы по л н ен и я рабо ты 1. Оз н ако ми т ь ся с фи з и ческо й мо дел ь ю эл е к т ро ст ан ци й, каж дая и з ко то ры х со сто и т и з ав т о н ом но го г ен ерато рного аг ре г ат а и расп редел и т ел ь н ого уст ро й ст в а с ко мм ут ац и о н но й, з ащ и т ной и и з м ери т ел ь ной ап п арат уро й.

2. Со ст ав и т ь ст рукт урн ую с хем у каж до й эл е к т ро ст ан ци и и и з учи т ь о п ерат и в н ы е ко м м ут ац и и Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) дл я н або ра раз л и чн ы х схем ст аби л и з ац и и н ап р я ж ен и я.

3. Сн ят ь в н ешн и е и рег ул и р о во чн ы е характ ер и ст и ки г ен ерато ра п ри н ез ав и симо м и парал л ел ь н о м в оз б уж ден и и и уст ан о в и т ь о т кло н ени е н ап ряж ен и я г ен ерат о ра о т п ерво н ачал ь ного зн ач ен и я.

Прим еч ан и е - п ерво н ачал ь но е н ап ряж ен и е з ад а ет ся п репо дав ат ел ем.

4. Про из в ест и п ро в ерку и н аст ро й ку каж до й ССН, сн ят ь в н ешн и е и рег ул и ро во чные хара кт ер и ст и ки г ен ерато ра с раз л и чн ым и си ст ем ам и ст аб и л и з ац и и н ап ряж ен и я. ( Дл я эт ого поо чередн о в кл ю чают ся соо т в ет ст в ующ и е рег ул ят о ры ).

5. Обрабо т ка рез ул ь т ат о в и ссл едо в ан ия Обрабо т ка рез ул ь т ат о в и ссл едо в ан и я п ри во ди т ся в о т чет е, ко то рый до л ж ен со держ ат ь :

1. Структ урные схемы различны х си стем стаб и лизации напряжения генераторов постоянного тока.

2. Т ехн и чески е д ан н ы е г ен ерат о ров, рег и ст р и р ующ и х п ри бо ро в и а п п арато в.

3. Т абл и ц ы, о сц и л ло г рам м ы, характ ер и ст и ки, п о л учен н ы е п ри в ы п о лн ен и и и ссл едо ван и й.

4. Срав н и т ел ь н ы й ан ал и з рабо т ы Г ПТ с раз л и ч н ы м и си ст ем ам и ст аби л и з ац и и н ап ряж ен и я - по т о чно ст и рег ул и ро в ан и я н ап ряж ен и я, сл о жно ст и и н адеж н о ст и ССН, бы с т ро дей ст в и ю.

Вы п о лн ен и е и о фо рм л ен и е рез ул ь т ат о в л або р а т о рной рабо т ы рассчи т ан о н а 4 часа.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 2. Лабораторная работа № ИССЛЕДОВАНИЕ ТИРИСТОРНОЙ СИС Т ЕМЫ СТАБИЛИЗАЦИИ НАПРЯЖ ЕНИЯ ГЕНЕРАТО РОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА 1. Цель работы Целью л абораторной работы является и сследова ние автоматической сист емы стабилизации напряж е ния ГПТ с тиристорным рег улятором напряжения.

1. Теоретическая часть При работе генератора постоянного тока на пере менную нагрузку судовой сети, напряжение на их заж и мах изменяется. В установившихся режимах, при стат и ческом изменении нагрузки, напряжение ГПТ изменяет ся незначительно, а в переходных режимах, при дина мическом изменении нагрузки - значительно. С целью поддержания напряжения СЭЭС с заданной точностью, при всех нагрузках ГПТ, как правило, снабжаются той или иной системой стабилизации напряжения. В данной работе исследуется тиристорная система. На рисунке 2. изображена принципиальная схема физической модели электростанции и тиристорного регулятора напряжения.

На электростанции установлены: генераторный агре гат, нагрузочное устройство и щит управления. Агрегат состоит из генератора постоянного тока типа П- Р н =5кВт, п=1450 об/мин. и приводного асинхронного двигателя АМ52-4М Рн=6кВт, U=220 В, п =1425 об/мин.

Нагрузочное устройство представляет набор резисторов и реостатов. Тиристорная система включает выпрями тельный мост VD1-VD4, тиристорный регулятор VS1-Ск LLк-VS2 и блок управления тиристорами БУТ. Выпря мительный мост применен для определения поля р но сти на зажимах якоря генератора, напряжение ко Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) торого подается на тиристорный рег улятор. После д ний представляет собой т риггер, состоящий из дв ух тиристоров: основного VS1 и вспомогател ьного VS2, а также комм утирующего конденсатора Ск, нас ы щенного дросселя LLк и зарядного сопротивления R.

БУТ включает в себя задающий ген ератор - сим метричный м ультивибратор (транзисторы VТ1-VТ1 /, ко нденсаторы С1-С1 / ) и усилители- формирователи имп ульсов управления (УФ - повторитель на транз и сторах VТ2 и VТ2 /, которые подключены к выходам задающего генератора через дифференц ирующие ц е почки С2-R3 и С2 / -R3 / ). Имп уль сы на осно вной VS подаются прямо через транзистор VТ2, а на VS2 с VТ2 через кл юч транзистор VТ3, который в свою очередь уп равляет VТ4. Последний, является эл е ментом сравнения напряжения, снимаемого с орг а на- делителя R10- R11, включенного на напряжени е генератора, и опорного напряже ния- напряжения стабилитронов VS11-VS12. Изменени е уставки по напряжению обеспечивается потенци ометром R10.

Принцип работы тиристорной системы:

- откры вая, и закрывая тиристор VS1, можно изменить ток в обмотке возбуждения ГПТ и, тем самым, регулир о вать напряжение генератора. В частности, при под а че управляющего сигнала на VS1, последний откры вается и ток в ОВ б удет определяться приложенным напряжением.

Конденсатор Ск будет заряжаться. При подаче управ ляющего сигнала на VS2, последний откроется и под ключит Ск к тиристору. Так как Ск будет иметь обрат ную полярность, то VS1 закроется, а конденсатор Ск пе резаряжается. В результате, VS1 открывается, а VS2 за крывается. Изменяя время открытия VS1, можно ре г улировать сил у тока возбуждения и, сл едов ательно, стабилизировать напряжение ген ератора.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 3. Программа работы Изучение физической модели электростанции и тири сторным регулятором напряжения.

Экспериментальное исследование тиристорной ССН.

Обработка результатов и оформление отчета.

4. Порядок выполнения работы 1. Составить структурную схему электростанции и изучить оперативные коммутации для набора рабочих схем при различных системах возбуждения.

2. Снять внешние характеристики генератора при не зависимом и параллельном возбуждении и установить от клонение напряжения от первоначального значения.

Примечание - Первоначальное напряжение задается преподавателем.

2. Снять регулировочные характеристики при неза висимом и параллельном возбуждении генератора.

3. Снять внешние характеристики генератора с включенной системой стабилизации напряжения.

5. Обработка результатов исследования Результаты исследования приводится в отчете, кото рый должен содержать:

1. Структурную схему установки и системы стабили зации напряжения.

2. Технические данные генератора, регистрирующих приборов и аппаратов.

3. Таблицы, осциллограммы, характеристики, полу ченные при выполнении исследований.

4. Сравнительный анализ работы ГПТ в различных режимах работы по точности регулирования напряже ния, сложности и надежности ССН, быстродействию.

Выполнение и оформление результатов лабораторной работы рассчитано на 4 часа.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 3. Лабораторная работа № ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА 1. Цель работы Целью л абораторной работы является и сследова ние системы автоматического регули рования син хронного генератора.

2. Теоретическая часть При работе основной СЭС, как правило, прои с ходит непрерывное изменение нагрузки на генерат о ры. Эти изменения вызывают отклонения напряж е ния синхронного генератора ( СГ), что ведёт к ухуд шению качеств а вырабатываем ой эл ектроэнергии СЭС. Особенно резко проявляются колебания н а пряжения СГ при динамически х и аварийных реж и мах работы: набросе и сбросе нагруз ки, внезапном отключении одного из параллельно работающих СГ, коротком замыкании в отдельных звеньях си стемы.

Для восстановления напряжения в сист еме п осле его снижения в любы х режимах, необходим о произвести изменение возбуж дения СГ. В данной СЭС это изм е нение осуществляется модернизир ованной системой фазового компаундирования. На неё возлагаются след ующие фун кции:

а) поддержание заданного уровня напряжения на зажимах СГ при изменении нагрузки от холостого до номинальной;

б) ув еличение ( форсировка) возбужден ия генера торного агрегата ( ГА) при к.з. и аварийных сниж е ниях н апряжения, а такж е для повышения статистиче ской и динамической устойчивости системы;

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) в) облегчение п уска короткозамкнутого АД мо щ ностью, соизмеримой с мощностью ГА.

На ри сунке 3.1 изображена схема физической модели судовой электроэнергетической системы. В состав системы в ходят: генераторный агрегат СГ ТГ-ПД, нагрузочный агрегат АД -ГПТ -Rн, систем а фазового компаун дирования ОВГ -Т ФК-ТV1-ТA2, комплекс комм утационной, п усковой, защитной и измерительной аппарат уры. Нагрузочный агрегат со стоит из приводного асинхронного двигателя АД n=1480об/мин и ГПТ Рн=2,2кВт, U=380/220B, Рн=2,2кВт, Uн=220В, n н = 1450 об/мин. Нагрузкой ГПТ является система резисторов Rн.

3. Программа работы Ознакомление с экспериментальной уст ано вкой.

Эксперимент альное исследование САРН в эк с пл ут ационных режимах работы ГА.

Обработка рез ульт ато в исследования и оформл е ние отчёта.

4.Порядок выполнения работы 1. Ознакомиться с физической моделью электр о энергетической сист емы и составить её принцип и альн ую схем у.

2. Из учить назначение и работ у всех звен ьев си с темы, отработать оперативные коммут ации для н а бора схем при различных режимах работы электр о энергетической системы. Подготовить систем у к р а боте, для чего необходимо поставить:

2.1. Аппараты - 1ПП, 2ПП,3ПП, 4ПП, А, А1-А4 в поло жение "Вы кл";

П2 в положение "СГ";

реостат Rп Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) п ро ти в часово й ст рел ки до уп о ра, о стал ь н ы е ап п а рат ы в н ерабо чем со сто ян и и.

2. 2. На Г Р Щ в кл ючи т ь соо тв ет ст в ую щ и е ав т о м ат ы ( 6А и 7А), чт о бы н а ст ен де го рел и указ ат ел и "~ 220В" и "=220В".

3. Сн ят ь в н ешн юю хар акт ери ст и к у си н хро н но го г ен ерат о ра без САР Н, дл я чего :

3. 1. Пуст и т ь в хо д аг рег ат ПД –СГ ;

н а ж ав кн о п к у " П ус к ПД". С п о мощ ь ю рео ст ат а Rп уст ан о в и ть н ом и н ал ь н ую част о т у в ращ ен и я СГ. Зат ем, по ст а в и т ь ПП2 в по ло ж ен и е "НВ" и с п о мощ ь ю и м п ул ь сн о го в кл ючат ел я ИВ и рео ст ат а Rв сг в о з бу ди т ь СГ. Р аз в и т ь н ап ряж ен и е до U=225В, п о дде р ж и в ая часто т у н ап ряж ен и я f=52 Hz и з ап и сат ь эт и п арам ет ры хо ло стого хо да.

3. 2. Зам кн ут ь ав т о м ат АН, по ст ав и т ь П2 в п о л ож ен и е "Сет ь ", з ап уст и т ь АД, н аж ав кн о п ку " Y ", и, во сст ано в ив част о т у f=52 Hz, сн ят ь п арам ет ры ( U, I ) СГ. По сл е эт о го п ерев ест и п ерекл ючен и е АД "в т ре уг о л ь ни к", н аж ав кно п ку " ", и, уст ан о в и в рео ст ато м Rп часто т у f=52 Hz, сн ят ь з н ачен и я н а п ряж ен и я и то ка CГ. Дал ее, п о ст ав и в 1ПП в п о л о ж ен и е "НВ", в о з б уди т ь Г ПТ и, п о о чередн о з ам ы кая ав т ом ат ы 1А4А и каж ды й раз уст ан ав л и в ая ре о ст ат о м Rп част от у f=52 Hz, сн ят ь п арам ет ры н а п ряж ен и я и то ка СГ. Изм ерен и я в н ест и в т абл и ц у.

4. Снять нагрузк у с СГ п утем последовательн ого размыкания автоматов 1А4А и отключения АД, н а жав кнопку "Стоп". После этого разомкн уть а втомат АН, а 1ПП поставить в нейтральное полож ение.

5. Сн я т ь в н еш н юю характ ери ст и к у СГ п ри по д кл ючен н о й САР Н. Для этого 2ПП поставить в по ло жение "СВ", 3ПП - в положение "ТФК" и замкнут ь 4ПП.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) Рисунок 3.1 – Схема физической модели судовой электроэнергетической системы Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) Затем установить напряжение СГ U=225В и его час тоту f=52 Hz, записав зн ачения в т аблиц у. После этого все операции выполнить согласно п.3.2. Если после снятия характеристики U=f(I) без САРН был остановлен агрегат ПД–СГ, то для снятия U=f(I) с включенной САР Н надо все операции выполнить со гласно пун ктам 3.1 и 3.2.

После п уска агрегата, 2ПП пост авить в полож е ние "СВ", 3ПП в полож ение "ТФК" и замкн уть 4ПП.

И в этом случае все измерения внести в табл иц у.

5. Обработка рез ультатов Обрабо т ка рез ул ь т ат о в и ссл едо в ан и я п ри во ди т ся в о т чет е, ко то рый до л ж ен со де рж ат ь :

1. При н ц и п и ал ьн ую с хем у м о дел и СЭЭС с си с т ем ой ст аби л и з аци и н ап ряж ен и я.

2. Осн о вн ы е п арам ет ры м аш ин и ап п ар ато в.

3. Т абл и ц ы и зм ерен и й и в н еш н и е характ ери ст и ки г ен ерато ро в, по ст ро енн ы е по дан ны м эксп ер и м ен т а.

4. Срав н и т ел ь н ы й ан ал из рабо ты си ст ем ы по качест в у эл ект ро эн ерг и и, вы рабат ы ваем о й уст а н ов кой и вы во ды по рабо т е.

Вы п о лн ен и е и о фо рм л ен и е рез ул ь т ат о в л або р а т о рной рабо т ы рассчи т ан о н а 4 часа.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 4. Лабораторная работа № ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ СТАБИЛИЗАЦИИ НАПРЯЖЕНИЯ ФАЗОВОГО КОМПАУНДИРОВНИЯ 1. Цель работы Целью лабораторной работы является установление назначения каждого элемента системы управляемого ам плитудно - фазового компаундирования, а так же полу чение характеристик как отдельных элементов, так и всей системы автоматического регулирования напряже ния синхронного генератора.

2. Теоретическая часть Задача обеспечения стабилизированного напряжения источников электрической энергии в судовой электро энергетической системе, приводит к необходимости ис пользовать в судовых условиях системы автоматического регулирования напряжения генераторов как постоянного, так и переменного тока. Основная задача таких систем поддержание напряжения в заданных пределах при раз личных нагрузках. Для судовых генераторов такие сис темы выбирают в зависимости от тех требований, кото рые предъявляются к электроэнергетической системе с учетом условий эксплуатации.

В настоящее время, для регулирования напряжения синхронного генератора, широко применяется система фазового компаундирования, которая позволяет осуще ствить регулирование по двум основным возмущающим воздействиям: по модулю и по фазовому углу, относи тельно напряжения. Для повышения точности регулиро вания система имеет корректор напряжения, который уменьшает влияние всех второстепенных воздействий.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) На рисунке 4.1 представлена схема физической моде ли судовой электроэнергетической системы. В состав системы входят: машинный агрегат, состоящий из син хронного генератора GS и приводного двигателя М, блок регулирования частоты БРЧ, односетевой пускатель ПП, система фазового компаундирования с трансформатором фазового компаундирования ТФK, магнитным усилите лем МУ и выпрямительным блоком UZ. В качестве на грузки применены асинхронный электродвигатель M1, трансформатор TV1 и резисторы R.

Двигательная часть системы обеспечивает пуск и о с тановку машинного агрегата, защиту двигателя от пере грузок и стабилизацию частоты вращения дизель– генератора. Стабилизация частоты вращения двигателя в различных режимах работы осуществляется изменением тока возбуждения. Генератор работает в режиме само возбуждения. Обмотка возбуждения питается напряже нием генератора через систему фазового компаундиро вания.

Основным элементом схемы компаундирования яв ляются трансформатор ТV с подмагничиванием постоян ным током трансформаторы тока ТА. Вторичные обмо т ки последних выполняют одновременно функции компа ундирования. Параллельно первичной обмотке ТV вклю чены конденсаторы С с емкостным сопротивлением, приблизительно равным реактивному сопротивлению вторичных обмоток трансформаторов тока. При этих ус ловиях температурные изменения сопротивления обмо т ки возбуждения практически не влияют на величину протекающего по ней тока.

Для обеспечения надежного возбуждения генератора при пуске, на обмотку возбуждения подается через диод (на схеме не показан) небольшое начальное подмагничи вание. Когда генератор нормально возбудится, диод за пирается, т.к. напряжение на обмотке возбуждения будет Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) при этом значительно превышать напряжение начально го подмагничивания.

Магнитный усилитель МУ служит для усиления сиг налов, поступающих от измерительных органов, и состо ит из двух сердечников, рабочих обмоток, обмотки управления, обмотки стабилизирующей, обмотки обрат ной связи и диодов. Для получения требуемых показате лей качества переходного процесса, МУ охвачен гибкой отрицательной обратной связью. Сигнал гибкой обрат ной связи снимается с дополнительной обмотки управ ления трансформатора ТV и через сглаживающий дрос сель подается на стабилизирующую обмотку МУ.

В состав системы входят: генератор ПТН-45:

Р Н = 2,6 кВт, U Н = 230В, f = 50Гц, nн = 1500об/мин, Iн = 17,7А;

Приводной двигатель: ПТН-45: Р Н =3,4кВт, U Н =220В, f=50Гц, Iн= 18,7А, nн=1500об/мин. Пускатель ПП-2154:

I=80А, U Н =175/380В, ПВ%=40%.

Автоматы АЕ2016-10НУЗ: U Н =380В, f=50Гц, Iотс.= 12Iном.

Нагрузка: асинхронный двигатель M–АОП-25-4: Р Н = 0,75кВт, U Н =220В, f=50Гц, Iн= 1,3А, nн=1400об/мин., трансформатор ТV1и резисторы Rн.

Измерительные приборы: амперметры - Д1600 20А с ТА 20/5;

М1500 10А, вольтметр Д1500 250В, частотомер - Д1600 45-55 Гц, фазометр Э-160, 220В, 5А с ТА 100/5, ваттметр И1604 с ТV 380/127В и ТА 100/5.

3. Программа работы 1. Ознакомиться с физической моделью электростан ции элементами эксперимента.

2. Экспериментальное исследование ССН в эксплуа тационных режимах работы ГА.

Обработка результатов и оформление отчета.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) Рисунок 4.1 – Схема физической модели системы стабилизации напряжения с ТФК Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 4. Порядок выполнения работы 1. Ознакомиться и составить принципиальную схему физической модели электроэнергетической системы.

2. Изучить оперативные коммутации для набора схем при различных режимах исследования.

3. Снять внешнюю и регулировочную характеристи ки генератора при независимом возбуждении и отклю ченной ССН, изменяя нагрузку в статическом режиме.

Установить отклонения напряжения и тока возбуждения от первоначальных значений. Все измерения занести в таблицу.

Примечание - Первоначальное напряжение задается преподавателем.

4. В статическом режиме снять внешнюю и регули ровочную характеристики генератора с самовозбуждени ем СВ и включенной системой фазового компаундирова ния. Установить отклонения напряжения и тока возбуж дения от первоначальных значений.

Примечание - Первоначальное напряжение и его час тота устанавливаются те же, что и в п.3.

5.Обработка результатов исследования 1. Обработка рез ультатов исследования прив о дится в отчете, который должен содержать:

2. Структ урн ую схем у установки и си стемы ст а билизации напряжения, технические данные генер а тора, регистрирующи х п риборов и аппаратов.

3. Таблицы, характеристи ки, пол ученные при выполнении исследов аний.

4. Выводы по работе - сравнительный анализ ра боты системы по качеств у рег улирования.

Выполнение и оформление рез ультатов лабор а торной работы рассчитано на 4 часа.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 5. Лабораторная работа № ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РА БОТЫ СУДОВЫХ ГЕНЕРАТОРОВ ПОСТОЯННОГО Т ОКА 1. Цель работы Целью лабораторной работы является исследов а ние паралл ельной работы генераторов постоянного тока при различных сист емах возбужд ения 2. Теоретическая часть В судовых эл ектростанциях постоянного тока предусм атривает ся парал лельная рабо та генерат о ров, которая позволяет:

а) производить перевод нагрузки с одного ген е ратора на другой без п ерерыва питани я потребит е лей;

б) л учше использовать установленн ую мощность судовой электростанции ;

в) упрощать схемы распредел ения электроэне р гии по кораблю.

Осущ ествлени е параллельной работы ГПТ возмож но при выполнении следующи х основных усл овий:

а) соблюдени е правильной полярности включ е ния генераторов;

б) равенство напряжений генераторов;

в) сходство внешних характ еристи к ген ераторов, необходимое для пропорционального распредел ения нагрузок.

Однако при экспл уатации Г ПТ нередко возник а ют отдельные неисправности, которые затрудн яют выполнение параллельной работы генераторов. Рас Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) смотрим наиболее характ ерные из них, а также мето ды их устранения:

1. Смещение щеток с физической нейтрали ген е ратора, вызывающее искрение на ко ллекторе.

Для устранения этого явления необходима уст а новка щеток на нейтраль машины. С этой целью, па раллельно якорю генератора подключается воль т метр с н ул ем по середине шкалы. При неподвижной машине производится включени е и отключение и с точника низкого напряжения к паралл ельной обмо т ке возбуж дения с подкл юченным к ней разрядным сопротивлением. При щетках, сдвин ут ых с физиче ской нейтрали, стрел ка вольтметра отклоняется от н ул евого положения при включении в одн у сторону, а при отключении – в друг ую сторону. Поворотом траверзы в т у или ин ую стор он у добиваются такого положения щеток, при котором отклонен ия стрелки вольтметра прекращают ся.

2. Отсутствие начального самовозбуждения генера тора. При пуске агрегата генератор не возбуждается.

Причиной этого могут быть:

- сопротивление цепи возбуждения больше критического, ослабл ены ко н такты в цепи возбуждения, р азмагничи вание маш и ны.

Для устранения эти х причин необходи мо пров е рить надежность контактов и правильность включ е ния обмотки возбуждения, ум еньшить сопротивл е ние рег улировочного реостата. Если после этого г е нератор при о тключенной нагруз ке не возбуждается, след ует подать питани е в обмотку возбуж дения от постороннего источника постоянного тока (крат к о временно).

3. Внешние характеристики генераторов U=f(I В ) неидентичные.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) ного то Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) По правилам Морского Регистра расхождение х а рактеристик доп ускается таким, при котором на грузка между параллельно работающими генерат о рами распределилась бы пропорционально их мо щ ности, а отклонение не превосход ило 0,1Рн.

Для того чтобы убедить ся в идентичности хара к теристик, необходимо построить их по опытным данным. Опыт производится ра здельно для каж дого генератора. Генераторы предварит ельн о нагружаю т ся номинальным током. При этом уст анавливается нео бходимая сил а тока возбуждения. После этого генератор разгружается при неизменном токе возб у ждения. По полученным данным строятся внешние характеристи ки генераторов.

Если характери стики имеют разный н аклон, их надо сблизить, смещая щетки генерато ров с нейтр а ли на небольшой угол. При этом надо иметь ввиду, что при смещении щеток с нейтрали в сторону вр а щения, наклон внешних характери стик уве ли чится, а при смещении в противоположную ст орону- наклон уменьшается.

При параллельной работе генераторов смешанн о го возбуждения и генераторов большой мощности, имеющих п аралл ельное или независим ое возбуж д е ние, в схем у комм утации вводится уравн ительный провод между якорями генераторов. Введени е ура в нительного провода повышает равномерность ра с пределения н агрузки м ежду п аралл ел ьно работа ю щими генераторами и резко снижает сил у уравн и тельного тока, а у генераторов с жесткими внешн и ми характеристиками - повышает устойчивость п а раллельной работы.

Для повышения качества эл ектроэнергии, осо бенно в системах с перем енным характ ером нагруз ки, ГПТ сн абжаются автоматической системой рег у Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) лирования напряжения. Поэтому в лабораторной р а боте предусмат ривается исследование параллельной работы генераторов, имеющих САРН. Рез ульт аты эти х исследований необходимо сравнит ь с рез ульт а тами исследований ГПТ не имеющи х автоматич е ски х рег уляторов напряжения. На рисунке 5.1 пред ставлена п ринципиальная схема физич еской модели электростанции постоянного тока. В состав эл ектр о станции входят: два генер аторных агрегата ГПТ -АД, нагрузочные резисторы R Н, комплекс коммутацио н ной, защитной, рег улировочной и измерительной аппарат уры. В качестве автоматически х рег уляторов 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 при водного двигателя серии АМ62-4М Рн=6кВт, Uн=220В и nн=1420 об/мин. Генераторы могут раб о тать в независимом, параллельном и смешанном возбуждении, причем как с р учной, так и с автом а тической рег улировкой возбуж дения.

3. Программа работы 1.Ознакомление с физической моделью электр о станции и элементами иссл едования.

2. Подготовка электростанции к работе и н а стройка ее эл ементов.

3. Исследование параллельной работы ГПТ при различны х системах возб уждения 4. Обработка рез ультатов и оформление отч ета.

4. Порядок выполнения работы 1. Ознакомиться с физической моделью судовой электростанции, составить принципиальн ую схем у Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) СЭЭС, из учить порядок операти вных коммут аций для набора разли чных р ежимов работы.

2. Проверить, чтобы все рукоятки, переключат е ли и автоматы находились в полож ении “ выкл “.

3. Подготовить электростанцию к рабо те и пр о извести настройку ее эл ементов. Для чего:

- кнопкой “п уск” зап уст ить приводной асин хронный двигатель ( АД), тем самым приведя во вращение ротор ГПТ;

- рег улятором РР, воздейств уя на ток возбужд е ния генератора добиться, чтобы напряжение дости г ло значения 115В. При этом, рег улятор способов возбуждения должен стоять в одно м из положений: – самовозбуж дение ( СВ) или н езависим ое возбуж д е ние (НВ);

- подать напряжение на шины с помощью генер а торного автомата ГА.

4. Снять и построить внешние характеристики каждого генератора для разли чны х си стем возбуж дения. Для этого необходимо автоматами АН посте пенно вводить нагрузку, снимая значения напряж е ния генератора Uг и тока нагрузки Iн.

5. Выполнить условия, необходимые для вкл ю чения генераторов на параллельн ую работ у, прои з вести вкл ючени е автоматом АПВ, после чего снят ь внешние характеристики при следующи х услов иях:

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

б) при отключенном уравнительном проводе;

В обоих сл учаях произвести перевод н агруз ки с одного генератора на другой, т.е. регулятором РР уменьшая ток возбуж дения одного ГПТ, на столько же увеличивать ток возбуждения друг ого генерат о ра.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 6. Изменением положения траверзы генераторов до биться максимально возможного совпадения внешних характеристи к генераторов. Проверить распредел е ние нагрузки меж ду параллельн о работающими г е нераторами, затем произвести перевод нагрузки с одного генератора на другой.

7. Оценить режим параллельной работы генераторов при:

- изменении возбуждения одного из генерат оров;

- обрыве цепи уравнительного провода.

8. Исследовать параллельн ую работ у генерат о ров при наличии автоматически х регуляторов н а пряжения:

а) снять внешние характеристики каждого генера тора и уст ановить статизм внешних характеристи к;

в) проверить распредел ение нагрузки между п а раллельно работающими генераторами и пр оизвести перевод нагруз ки с одного ген ератора на другой.

ВНИМАНИЕ - При вкл ючении н а параллельн ую р а бот у генераторы должны иметь одинаковый способ (СВ, НВ) и сист ем у возбуж дения (смешанн ую и п а раллельн ую).

5. Обработка рез ультатов исследований Обработка рез ультатов исследований приводится в отчете, который должен соде ржать:

1. Принципиальн ую схем у модели эл ект роста н ции с указанием техни чески х данны х генераторны х агрегатов, коммутационной и защитной аппарат уры, электроизмерительных при боров.

2. Рез ультаты иссле дований параллельной рабо ты генераторов с описанием физически х процессов, сопровождающи х различные режимы раб оты.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 3. Таблицы всех измерений и наблюдений.

4. Внешние характ еристи ки как отдельно раб о тающи х генераторов, так и после их включения на параллельн ую рабо т у для всех видов исследований.

5. Ан ализ пол ученны х рез ульт атов исследований с рекомендациями наиболее эффективного метода распредел ения нагруз ки меж ду п арал лельно раб о тающими генераторами, а такж е оценка устойчив о сти параллельной работы генер аторов.

Выполнение и оформление рез ультатов лабор а торной 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 уст а новки 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 ав томатизации судовых электроэнергетических устан о вок / В.Н. Константинов. – 2-е изд., перераб. и доп. – Л.: Судостро ение, 1988. – 312 с.

4. Куликов Ю.А. Переходные процессы в эле к трических системах/ Ю.А. Куликов. – М.: Мир, 2003.

- 283 с.

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

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

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) Заказ №_от «_»2006_ Тиражэкз.

Изд-во СевНТУ Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

 


 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.