Диссертация (1024744), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Выходная измерительнаяинформация выражается в единых физических величинах – интервалахвремени.ПРИМЕР: появление микротрещин и естественный износ роликовбудет сопровождаться увеличением интервалов времени одних роликов иуменьшением других по окружности между роликами. Скорость вращениясепаратора при этом уменьшается, а временные интервалы между роликамиувеличиваются. Данная характеристика может быть связана с естественнымизносом подшипника.Сравнениессуществующимиподходамипоказывает,чтофазохронометрический метод обладает большей информативностью, всравнении с вибрационной диагностикой обеспечивается выигрыш винформации не менее 1,6 раз.
При их совместном применении в сочетании сфазохронометрическим обеспечивается выигрыш информативности до 2 и208более раз. Предлагаемыйподшипников путемподход позволяет выполнять диагностикурегистрирации изменения параметров движенияэлементов подшипников на стадии зарождающихся дефектов на базефазохронометрических измерений, при этом обеспечивается устойчивостьдиагностических признаков в процессе эксплуатации.5.5.Имитационноематематическоемоделированиеоткликатурбоагрегата ТВВ-200-2-К-200-130 на воздействие, приходящее извнешней сети на статор генератораОбъектом исследования является паровая турбина К-200-130 ЛМЗ,представляющая собой одновальный трехцилиндровый агрегат с однимпромежуточным перегревом пара номинальной мощностью 200000 кВт при3000 об/мин.
Турбинапредназначенадля непосредственного приводагенератора переменного тока типа ТВВ-200-2АУ3 мощностью 200000 кВт.Согласно описанию турбины, составлена математическая модель еефункционирования, необходимая для описания измерений:- крутильных колебаний турбоагрегата;- изгибных колебаний вала турбины, состоящего из роторов ВД, СД иНД;-параметровэлектромеханическихпроцессов,протекающихвгенераторе в продольных и поперечных осях, жестко связанных с ротором.Математическая модель функционирующего объекта осуществляетсвязь между электрическими параметрами генератора, геометрическимихарактеристиками турбоагрегата, моментами инерции и жесткостямисоединяемых ротора генератора и секций валопровода турбины.С одной стороны, математическая модель дает интерпретациюэкспериментальных данных (спектр крутильных колебаний, собственныечастоты, хронограмма вращения турбоагрегата), с другой - позволяетосуществить переход от экспериментальных данных к индивидуальнымхарактеристикамсистемы(моментыинерции,жесткости,габаритно-209массовые,электрическиепараметры),чтообеспечиваетвозможностьсопровождения механизма и измерения девиации параметров системы черезсвязь экспериментальных данных и коэффициентов математической модели.Коммутационные, грозовые и другие перенапряжения возникающие вэлектрическихсетяхнеизбежноприводятквозникновениюнекомпенсированного зарядного тока, который вызывает дополнительноепадение напряжения на синхронном индуктивном сопротивлении генератора,складывающееся с напряжением на линии, что и вызывает повышениенапряжения промышленной частоты.
[174]Перенапряжение является одним из наиболее опасных аварийныхрежимов работы электрооборудования. Перенапряжением называют всякоепревышение амплитуды наибольшего рабочего напряжения. Длительностьперенапряжения может составлять от единиц микросекунд до несколькихчасов. Воздействие перенапряжения на изоляцию может привести к еепробою.Перенапряжения можно разделить на 2 группы:внешние – от разрядов молнии (атмосферные перенапряжения) и отвоздействия внешних источников;• внутренние – возникающие при резонансных явлениях, при аварияхи при коммутациях элементов электрической цепи.Анализ экспериментальных данных, приведенный в четвертой главедиссертации, показал, что в сети имеют место регулярные перенапряженияразличной природы, что отражается на характере колебаний валопроводатурбоагрегата и видно из хронограмм вращения.Измерительно-вычислительный мониторинг изменения во временипараметров турбоагрегата в результате воздействия на статор генератораэлектрической сети позволяет определить критические режимы работытурбоагрегата.Импульс, приходящий из внешней сети на обмотки статора,выражается в кратковременном изменении напряжения ∆U .210∆U = U 0e − β ⋅t sin(α ⋅ t ) ,(5.8)где U 0 - номинальное значение напряжения, приходящего из сети натрансформатор, В;α , β - безразмерные коэффициенты; t – текущее время,сек, ∆t – время квантования, сек.В результате воздействия на систему импульса, приходящего извнешней электрической сети, возбуждаются крутильные и изгибныевалопровода турбоагрегата, а также колебания токов.РаботатурбоагрегатавЕдинойэнергетическойсистемепредусматривает постоянное воздействие на него сигналов, приходящих извнешней сети, различной интенсивности, видов и количества.
Поэтому длямоделирования изменения параметров турбоагрегата рассмотрим влияние нанего различных сигналов.При воздействии на статор турбогенератора одиночного импульса,приходящего из внешней сети (Рис. 5.20), роторы турбоагрегата ивозбудитель испытывают повышенные крутильные колебания. Такойимпульс вызывает изменение токов в продольных и поперечных осях d и q, атакже тока возбудителя.Рис.5.20.Вид сигнала, приходящего на обмотку статора из внешней электрическойсетиИзменение амплитуд качания происходит практически одновременно,поскольку ротор генератора непосредственно связан с ротором НД турбиныи валом возбудителя.
Амплитуда изменения угла качания ротора турбины211превышает амплитуду угла качания ротора генератора, поскольку перваястремится скомпенсировать крутильные колебания (управляемую черезсистему АРВ) второго. Генератор не возбуждается сильнее, чем турбина, чтовидно из полученных результатов расчетов. Возмущение токов по осям d и q(изменяются в пределах 0,1 А). Имеет место колебательный характер«успокоения» изменения амплитуды тока – переход в номинальный режимработы.Таблица 13.Максимальные значения измеряемых характеристик турбоагрегата привоздействии на статор генератора импульса, приходящего из внешней сети№ Измене Изменениениеамплит амплитудыудысигналауглаиз сети, качанияВгенератора,угл.мин11,680,604216,84,4316842.4Изменениеамплитудыуглакачания ЦНД,угл.минИзменениеамплитудыуглакачания ЦСД,угл.минИзменениеамплитудыуглакачания ЦВД,угл.мин0.899,2694.50.909,4970,919,598Изменен Изменеиениеамплиту тока поды углаоси d,качанияАвозбудителя, угл.мин0,6556,4640,01210,0878,64Измене Измененниеие токатока по возбудитоси q,еля, АА0,09650,5856,240,01630,0770,72Из результатов вычислительного эксперимента можно сделать выводы,что по мере увеличения напряжения на обмотках статора под воздействиемимпульса внешней сети происходит:- изменение амплитуд угловых качаний роторов турбоагрегатаувеличивается от десятых долей угловых мин.
до десятков угловых мин.;- изменение токов по осям d и q, тока возбудителя увеличивается;- амплитуда угла качания РНД немного меньше амплитуд угловкачания РСД и РВД;- изменение амплитуды качания генератора, независимо от мощностисигнала, приходящего из внешней сети, меньше, чем для роторов турбины.212Приход на статор генератора одиночного импульса влияет на величинуамплитудныхзначений параметров турбоагрегата. Система генератор-турбина остается устойчивой. Это выражается в том, что амплитуда углакачания генератора всегда меньше амплитуды угла качания роторовтурбины.Пусть на статор генератора из внешней сети приходит не одинимпульс, а серия гармонических колебаний, не скомпенсированныхдемпфирующими обмотками (Рис. 5.21).
При анализе результатов подобноговоздействия необходимо учитывать не только амплитуду интенсивностиэлектрического сигнала, но и период его колебаний.Рис. 5.21.Вид моделируемого сигнала, приходящего на обмотку статора из внешнейсети213Таблица 14.Максимальные значения измеряемых характеристик турбоагрегата привоздействии на статор генератора нескольких импульсов, приходящих извнешней сети№ Значе Перио Измене Измен Измен Измен Изменениеениеениеениениедниесигна колеба амплит амплит амплит амплит амплитудыудыудыудыудынийла, Вуглауглауглауглаугласигнала, сек качани качани качани качани качанияя ЦНД, я ЦСД, я ЦВД, возбудиятеля,угл.угл.угл.генераугл.минминминтора,минугл.мин1 0,360,0060,2680.5450.560,580,242 3,640,0060,330,6450,6480,650,43 36,40,0063,112,922,963,223,644 36,40,0042,11,721,822,041,65 34,8 0,01264,356,87,17,220,86 34,80,0114,154,524,64,714,5Изменениетокапо осиd, АИзменениетокапо осиq, АИзменениетокавозбудителя, А0,060,110,980,821,081,040,110,475,27,21,82,40,0120,0170,0830,0730,1010,09Из результатов вычислительного эксперимента следует:- изменение амплитуды качания ротора генератора, превышающееизменение амплитуды качания вала турбины происходит при воздействии настатор серии импульсов с периодом, меньшим периода вращениятурбоагрегата в 3 и более раза;- в случае воздействия на обмотку статора импульса с периодомколебаний кратным собственным частотам турбоагрегата (период колебаний0,0126 с соответствует частоте 79,26 Гц, кратной 39,68 Гц – собственнаячастота турбины, полученная из экспериментального спектра крутильныхколебаний; период 0,011 с соответствует частоте 90,9 Гц, кратной 45,45 Гц –собственная частота генератора, полученная из экспериментального спектракрутильныхвызываетколебаний)существенноевозникаетувеличениеэлектрическийамплитудырезонанс,углакоторыйкачаниявалавозбудителя, резкое повышение тока возбудителя и, как следствие, ударноевоздействие большого крутящего момента на муфту возбудителя;214- изменение амплитуды качания генератора больше измененияамплитуды крутильных колебаний роторов турбины.Данные результаты могут быть использованы при проектных исиловых расчетах турбоагрегата.Длярасчетадинамическойициклическойпрочностимуфтывозбудителя необходимо провести многофакторное моделирование с учетомвоздействия различных типов нагрузок на ротор генератора.215Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
