Диссертация (1024744), страница 20
Текст из файла (страница 20)
д. [174, 205, 206]Переходные процессы сопровождают аварийные режимы электрических машин: внезапные симметричные и несимметричные короткиезамыкания, выпадение синхронных машин из синхронизма, заклиниваниероторов электрических двигателей.152Длительность переходных процессов невелика. Процесс внезапногокороткого замыкания синхронных генераторов практически затухает за0,1—0,3 с. В результате узлы машины испытывают значительныемеханические воздействия. Лобовые части обмоток статора, например, могутиспытывать усилия в десятки тонн.
При выпадении из синхронизма токи вобмотках статора синхронных машин при разомкнутой цепи возбужденияпревышают номинальные в несколько раз. Этот режим опасен такжевследствие значительных потерь, обусловленных скольжением ротора. [198201].Анализспектровпоказал,чтоимеютместорегулярныеперенапряжения в электрических сетях, а инерционные свойства турбинытаковы, что переходные режимы работы могут длиться до нескольких минут(десятков минут) в силу близкого соотношения моментов инерции турбиныи генератора. Работа в таких режимах неизбежно снижает надежность иработоспособность турбоагрегата.Энергия колебаний генератора турбины может превышать энергиюколебаний ходовой части турбины. Причиной этому явлению служат неединичные выбросы (изменение нагрузки), существенно изменяющиепериод вращения, а серия импульсов небольшой амплитуды.153Рис. 4.20.Хронограмма вращения после вычета тренда, автокорреляционная функция испектр частот крутильных колебаний ТА.154Рис.
4.21.Хронограмма вращения, автокорреляционная функция процесса работытурбоагрегата ТВВ-200-2 К-200-130 (№9 ГРЭС-1, г. Сургут), снятая с торцаВГ, нормальный режим, отсутствие форсировки, If=1.0, система возбужденияСТН-1В-330-2800-2-УХЛ4, n=2150 оборотов4.3. Анализ результатов измерений фазохронометрической системына ГРЭС-1Анализизмерительнойинформации,полученнойфазохронометрированием на длительных интервалах времени (сутки и более)функционирования ТА и её обработка, показали, что изменение внешнейнагрузки и воздействия системы управления влияют на параметры вращениявалопровода.На достигнутом уровне точности обнаружилась неравномерность вращения валопровода ТА не регистрируемая штанными средствами ГРЭС.Различными оказываются продолжительности двух последовательных оборотов, проявляется неравномерность вращения также в пределах одного155оборота. Эта неравномерность вызывается нестабильностью напора пара втурбине и изменением параметров электрической нагрузки.Для турбоагрегата № 9 ГРЭС 1 характерным является разброс значенийпериода одного оборота при выборке не менее 1000 значений от 20 до 40 мксбез учёта кратковременных всплесков изменения скорости вращениявалопровода.
В целом наблюдаются кратковременные резкие измененияпериода, вызываемые взаимодействием ТА с внешней сетью. Онисос-тавляют от 0,01 до 0,05 % от номинального значения в штатном режиме и до0,6 % при воздействии внешней сети и системы управления. В режимеработы при отсутствии резких бросков, вариации периода вращения составляют от 3 до 6 мкс при исключённом тренде.Последовательное изменение масштаба периодограмм показываетразные уровни детальности информации и особенности работы ТА,отражающие воздействие внешней сети, системы управления и особенностифункционирования непосредственно ТА.Турбоагрегат испытывает воздействия со стороны энергосистемы исистемы управления, приложенные к ротору генератора в виде электродинамического, а со стороны турбины механического крутящих моментов,действующих на валопровод и возбуждающих его крутильные колебания,которые постоянно присутствуют в работе ТА.
В связи с этим во вращениивалопровода преобладают переходные режимы работы.156Рис. 4.22.Графики изменения электрических характеристик работы турбоагрегата придвукратной форсировке, If=2,0На Рис. 4.23 представленыграфики изменения электрическиххарактеристик работы турбоагрегата ТВВ-200-2ТВВК-200-130130 при двукратнойфорсировке, If=2,0.Рис. 4.23.Измерение статического угла скручивания ротора возбудителя и значениезактивной мощности на ВГ при двукратной форсировке157Вариации периода вращения ТА могут возрастать (уменьшаться) поабсолютному значению в несколько раз и существенно отличаться отсоседних значений.
Данный факт свидетельствует о наличии внешнеговоздействиянасистему(турбоагрегат).Посколькудвижениечерезнебольшой промежуток времени в целом сохраняет свой характер, то впервую очередь нужно говорить о воздействии со стороны внешнейэлектрической сети. Выбросы, полученные из хронограмм вращения, говорято неустойчивой работе турбоагрегата, то есть его реакции на малейшиевозмущения сети. Отсюда и предъявляются жесткие требования к качествуэлектроэнергии.
В то же время, система возбуждения СТН-1В-330-2800-2УХЛ4, как видно из Рис. 4.12 - 4.23, полностью отрабатывает режимы,связанные с переходными процессами работы турбоагрегата ТВВ-200-2 К200-130 (№9 ГРЭС-1, г. Сургут).Следует отметить, что процесс функционирования ТА №9 ТВВ-200-2К-200-130(№9ГРЭС-1,г.Сургут)сопровождаетсярегулярнымипереходными процессами.При изменении напряжений, приложенных к обмоткам электрическихмашин, и параметров контуров обмоток или изменении моментов на валуроторавозникаютбыстропротекающиеэлектромагнитныеилиэлектромеханические переходные процессы, неизбежно сопутствующиеэксплуатации электрических машин. Длительность переходных процессовневелика.Процессвнезапногокороткогозамыканиясинхронныхгенераторов практически затухает от 0,1до 0,3 с. В результате узлы машиныиспытывают значительные механические воздействия.
Лобовые частиобмоток статора, например, могут испытывать усилия в десятки тонн. Привыпадении из синхронизма токи в обмотках статора синхронных машинпри разомкнутой цепи возбуждения превышают номинальные в несколькораз.Этотрежимопасентакжевследствиезначительныхпотерь,обусловленных скольжением ротора [198, 199, 200, 205, 206, 207]. Анализ158показал, что имеют место регулярные перенапряжения в электрическихсетях, а инерционные свойства турбоагрегата таковы, что переходныережимы работы могут длиться до нескольких минут (десятков минут) в силублизкого соотношения моментов инерции турбины и генератора. Работа втаких режимах неизбежно снижает надежность и работоспособностьтурбоагрегата.Совместныефазохронометрическиеизмеренияиизмеренияэлектрических параметров функционирования турбоагрегатов открываютновые возможности по выбору режимов эксплуатации, оценке техническогосостояния, анализу внешней электрической сети и диагностике.4.4.Опытно-промышленнаяособенностисистемреализацияизмерительно-вычислительныхподдержкиИзмерительнаяжизненногоциклаиконструктивныефазохронометрическихобъектовмашиностроениясистемаметаллорежущихфазохронометрическаястанковПредставлена фазохронометрическая система, представляющая собойинформационно-измерительный комплекс, включающий угловой датчик,систему сбораиобработкиинформации,прикладноеисистемноепрограммное обеспечение.
Датчик угловых перемещений представляет собойинкрементальный энкодер с штрихами на измерительном угловом лимбе.Хвостовая часть закрепляется в патроне задней бабки.Угловой датчик крепится к задней бабке и соединяется с деталью припомощицилиндрическогоПереходникупираетсявпереходникаспредварительноконическимнаконечником.высверленноеконическоеуглубление на оси детали. Переходник соединяется с угловым датчикомпосредством муфты.
Второй датчик крепится к валу шпинделя спротивоположной стороны. Сигнал с энкодера в виде парафазногосинусоидальногосигналанапряжения(CH~1В)поступаетв159специализированныйблокобработки.АЦПблокаимеетчастотудискретизации 120 МГц.Сигнал с датчика передается в АЦП, оцифровывается и через USBинтерфейс поступает в ПЭВМ через блок сбора и обработки измерительнойинформации. В ПЭВМ сигнал обрабатывается с помощью специальногопрограммного обеспечения.При токарной обработке заготовки из стали ШХ15 использовалисьсменные токарные пластины трехгранной формы TNGN-160408, сплавТ15К6.Таблица 9.Геометрические размеры пластин TNGN-160408ОбозначениепластиныTNGN-160408L, ммd, ммs, ммR, ммm, мм16,59,5254,760,813,494Операционный эскиз обработки приведен на Рис.
4.24.Рис. 4.24.Операционный эскиз обработки детали160При помощи фазохронометрической системы получены следующиерезультаты измерений.Выявлена неравномерность вращения шпинделя на холостом ходу впределах одного оборота, нерегистрируемая применяемыми в настоящеевремя традиционными диагностики средствами измерений.На Рис. 4.24 приведена полярная хронограмма одного оборотавращенияшпинделясдеталью.Скоростьвращения315об/мин.Зарегистрирована неравномерность вращения шпинделя в пределах одногооборота составляющая от 1 до 3 мкс. Полученные характеристики полученына функционирующем токарно-винторезном станке впервые.На Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
