книги / Надежность и диагностика энергетических электромашин

Изменяй в (3) яндексадшо

t.e.

0*0 *i4j " (j**> <i*0*№ <•*-

Отсюда следует

}% j* t * (f**> V * s) * H JH

я * .д .

Таким образом, из (б)

,ш - п Л ' - И - » }

131

132

V • ,+ * '* • at +Aaf = О,

rao *(r+jhi)a,’-0

Решение этой системы:

л ^ а н н е ^ т о ^ м и т е ^ т и ч е о в о г о анализа. Киев : Изд.

Ш62( *319.323-681.33.001 >67 Г*0.Бронштейн, С.Г.Волошин, Ю.Я.Мекенный, Г.Г.Счаотливый

МОДВДЬШЙ ЭКСПЕРИМЕНТ ПО ИОСВДОВАШ ЭЛВКТРОТЕШЩЩДМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В СТАТОРЕ ГЕНЕРАТОРА ТГВ-200

Тепдодивамическнв процеосы в уздах мощного турбогенератора (ТГ), работающего в маневренном режиме, определяют степень его надежности. От амплитуды циклических изменений температуры зави­ сит величина механичеоких напряжений и перемещений в узлах ТГ, а также уровень ввбрации в них. Наличие значительных напряжений .пе­ ремещений и вибраций является причиной возникновения повреждений и раевжтия отказов ТГ /17. Одним на методов повышения надежно­ сти ТГ, работающего в маневренном режиме,является стабилизация теплового ооотояная его узлов посредством регулирования скорости £ температуры потопов хладагента / ( 7 . Создание оистемы регулиро­ вания охлаждение ТГ предполагает проведение исследований тепло­ вых к вентиляционных процессов в его узлах, выбор алгоритма р е -

134

гулироваияя и изучение влияния регулятора на динамику процес­ сов в ТГ. Для этого необходима гибкая динамичеокая модель, вос­ производящая структуру ТГ как оистемн тепловыделения и тепло­ передачи, а также как вентиля­ ционной системы. Блок-схема подобной структурной модели по­ казана на р и с ,I . Блок "Режим" вдесь задает нагрузку ТГ лак элемента энергосистемы - Ж , а также исходный тепловой пара­ метр - температуру технической'

воды, поступающей в охладитель из водоема, - TQ. Блок "Тепловы­

гулирование по возмущению) и температуры элементов ТГ (регулиро­ вание по отклонению). Блок "Вентиляция" определяет расходы хлад­ агента Вк в еависимооти от сечения регулируемых клапанов. Блок "Охладитель" определяет температуру хладагента на выходе из охла­ дителя - Тх в зависимости от суммарного тепловыделения в ТГ, от расхода хладагента в охладителе, а также от температуры техничес­ кой воды. Блок "Нагрев элементов ТГ" определяет температуру м о ­ ментов - г„ в зависни)отя от уровня тепловыделения я расхода хладагента в них, от температуры хладагента, о учетом теплопере­ дачи между элементами и нагрева ими хладагента.

В Институте электродинамики АН УССР разрабатываетоя автома­ тический регулятор охлаждения генератора ТГВ-200, работающего в маневренном режиме. Регулятор комбинированного типа : в качеотве сигнала по возмущению иопольэувтся ток статора генератора, сигна­ ла по отклонению - температура зубцовой воны статора о использо­ ванием штатного термометра сопротивления яа дне паза. Выходной . сигнал регулятора управляет клапаном, шунтирующим охлаждающие ка­

нию расхода водорода в каналах сердечника статора в такой степе-

135

ни, что температура зубцовой зоны сердечника о стается неизмен­ ной.

Дин проведения исследований электротеплодинамических процес­

сов в отаторе генератора ТГВ-200, имеющего подобный регулятор, соз­ дана структурная динамическая модель, реализованная на двух ана­ логовых внчюдителышх машинах (ДО) ПН-ЮМ. Модель соответствует бдок-ахеме, представленной на рис Л .

зубцами не модедируетоя, поскольку температура в месте расположе-

ния штатного датчика температуры от атого подогрева не зависит /5 7 . Из-за сложности реализации и исследования теплодинамических процессов турбогенератора на модели в реальном масштабе времени

..эти процессы моделировались о ускорением в 600 р а з . Тепловые пара­

метры модели определены по методике расчета тепловых схем замеще­ ния / 4 ,§7, при этом в шихтованном пакете сердечника статора р ас - очитывалась не. наибольшая температура, а среднеинтегральная по тол­ щине пакета, лооводьку именно эта температура определяет уровень теплопередачи между вдементами статора; ее стабилизация означает стабилизацию усилия цреосовки сердечника статора.

Модель оистемы вентиляции охватывает только осевой вентиля-

'тор и питаемые нм охлаждающие каналы сердечнлка статора, так как открытие клапана практически не сказывается на работе центробеж­ ного компрессора и расходе водорода в каналах обмоток. Модель ох­ ладителя определена по методике, использованной в работе / 4 / для графического определения режима его работы. В качестве режимного параметра взят ток статора ( £ ) , поскольку его изменения опреде­ ляют изменение потерь в обмотке и зубцах, потери в ядрме в соответ­ ствии о заводской методикой расчета приняты постоянными.

Вмодели (блок "Режим'1) предусмотрена возможность изменения (в том числе о целью инициирования переходных процессов) сигна­ лов тока статора и температуры технической воды.

Описанная модель позволяет работать как с реальным регулято­ ром, так и его моделью. Модель регулятора по своей структуре ана­ логична регулятору, разработанному в ИЭД. Первоначально на модели было проведено определение алгоритма регулирования по возмущению.

136

гулирования был заложен в модельный регулятор.

При проведении экспериментов для наблюдения переходных про­

цессов использовался электронный осциллограф типа И-4М, а для регистрации - светолучевой осциллограф типа H -I05.

На- рис.3-6 приведены осциллограммы переходных процессов при мгновенном обросв и набросе 100£-ной нагрузки генератора (без от­ ключения возбуждения при сбросе). Этот режим, в котором изменения

температуры по амплитуде и скорости превооходлт величины в реаль­ ных вксплуатационных режимах, воспроизводятся на модели для перво­ начального исследования динамики .тепловых процессов в элементах

температуры зубцовой зовы сердечника статора Тг над температурой техничеокой воды в газоохладителе TQ, которая првнята постоянной.

Как видно из рис.З, в отсутствие регулирования охлаждения Тх изменяется в пределах от 37 до 20°.

Безынерционный регулятор по возмущению, работая без канала

по' отклонению, стабилизирует Т* на уровне 37° (р я с .4)* Динами­ ческое перерегулирование, наблюдаемое на осциллограмме и равное +6° при сброое и -4° при набросе нагрузки, вызвано инерционностью

медлив изменение расхода хладагента посредством введения в регуля­ тор инерционного звена. На рис,5 показан переходный процесс при экспериментально подобранных по минимальной амплитуде перерегу­ лирования постоянных времени канала по возмущению.

На рис.6 показан переходный процесс при совместной работе безынерционных каналов по возмущению и по отклонению. Введение

138

Рис.З. Переходный процесс без регулирования охпавдеяия.

Рио.4 . Переходный процесс при наличии безынерционного регулятора оо возмущению.

Р ис .6 . Переходный процесс при комбинированном регулировании.

канала по отклонению в регулятор способствует уменьшению динами­ ческого перерегулирования, однако при этом возникают колебания величины сечения регулирующего клапана я расхода водорода в ка­ налах сердечника статора.

Как показали первые опыты, предложенная модель алектротеплодинамичесних процессов в турбогенератора позволяет проводить исследования протекания дроцессов теплообмена в элемег-ах ТГ при различных внешних возмущениях, перераспределения потоков хдадоагеята ..яутри генератора, а также проводить предварительную отладку систем регулирования охлаждения.

1Э9

I . Счастливый Г .Г ., Титко А .И., Федоренко Г .М ., Коваленко В.П. Надежность современных я перспективныхтурбогенераторов. - К ю в .

3 . Беднарчун Ю.В. и др‘. Исследование режимов и усовершенство­ вание конструкций мощныхтурбогенераторов Ттурбогенвраторы тина ТГВ-200 н ТГВ-200М). - Кйев : Наук.думка, 1972. - 177 с .

4 . Титов В.В. н др . Турбогенераторы. Расчет и конструкция. -

УДК 621.313.713 (088.8)

Г.М.Федоренко

КИБЕРНЕТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ И ДИАГНОСТИКА

ИНТЕНСИВНОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ МОЩНЫХ ТУРБОГЕНЕРАТОРОВ

Традиционные оистемы теплового контроля позволяет получить

необходимую информацию о температуре элементов конструкции только в местах установки датчиков и не дают возможности осуществить

контроль в местах отсутствия термочувствительных датчиков. Учи­

тывая, что, с Одной стороны,'.невозможно установить большое коли­

чество термочувствительных датчиков, а , о другой - в ряде зон эле­ ментов конструкции установка термочувствительных датчиков техни­

чески затруднена, оледует признать, что традиционные системы теп­ лового контроля малоэффективны.

Сущность кибернетического температурного контроля состоит в том- Д 7 . что полный вектор теплового оостояпия объекта Х„ ( г ) определяют в результате расчета математической модели исходя из

граничных и начальных условий, геометрических размеров, теплофизичеоких характеристик, данных по потерям и частичного вектора теп­

140