книги / Новые подходы к исследованию и идентификации переходных процессов синхронных машин

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

роткого замыкания синхронной машины;

21

υ– коэффициент вариации вариационного ряда случайного признака;

22

23

T– начальный сдвиг во времени первого максимума тока якоря в опыте внезапного симметричного ко-

σ– среднеквадратичное отклонение выборки случайного признака;

24

25

tа.н.эф , tа.в.эф – нижняя и верхняя границы эффективной точечной выборки τ′а.эф асимметричного тока (напряжения)

Принятые сокращения:

26

ХХ– режим холостого хода

ЦЗО – цифровой запоминающий осциллограф ЭТВ – эффективные точечные выборки

27

Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ СИНХРОННЫХ МАШИН

Несмотря на большой промежуток времени со дня выхода в печать фундаментальных работ по исследованию ПП машин переменного тока до современной постановки глобальных проблем энергетики, появление замечательных учебников по ЭМ для высшей школы в нашей стране, а также публикаций для специалистов, занятых практическими вопросами испытаний ЭМ [1–8], и огромного количества статей, а также иных публикаций по ЭМ, проблема точности и достоверности определяемых параметров мощных СМ из переходных режимов остаётся актуальной по сей день.

Более того, в отечественных и зарубежных стандартах на испытания ЭМ сохраняются методы с обильным представлением наглядных, но весьма трудоёмких и неточных графоаналитических операций для определения параметров СМ.

1.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СОСТОЯНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ

Синхронный электропривод, в основе которого лежит использование СМ средней и большой мощности, является важнейшим звеном в широко распространенных отраслях промышленности, таких как тяжелое и легкое машиностроение; нефтегазодобывающая, горная, химическая, металлургическая и других. Поэтому улучшение качества технических, экономических, тех- нико-экономических показателей и характеристик вновь создаваемых и уже эксплуатируемых СМ средней и особенно большой мощности в энергетике является весьма важной и актуальной задачей.

В настоящий время в РФ выпускается широкий номенклатурный перечень СМ средней и большой мощности, конструкции и отдельные узлы которых подвергаются совершенствованию,

28

продолжается разработка новых типов машин, расширяется область их практического использования. Особенно важным при этом является снижение себестоимости СМ с одновременным повышением их качества и конкурентоспособности как на внутреннем рынке, так и на международном уровне [9–12]. В связи с постоянным увеличением стоимости электроэнергии возникает необходимость разработки высокоэффективных СМ средней и большой мощности, используемых в системах производства, преобразования и потребления электроэнергии [9–15]. Для получения хороших результатов в сжатые сроки последнее предполагает обязательную формализацию проектирования СМ, их изготовления и испытания, а при необходимости проведение научных исследований. Все этапы создания СМ связаны в той или иной степени с применением ЭВМ [13, 14, 16–27].

Оценка качества производимых СМ осуществляется проведением сравнительного анализа электромагнитных параметров, ПВ и энергетических характеристик, полученных в процессе обработки результатов стендовых испытаний, на соответствие их действующим отечественным и международным стандартам. Стендовые испытания носят важнейший характер в процессе производства СМ, они являются единственным средством оценки правильности конструкторских разработок и, что крайне важно, качества электрических машин [7, 16, 28–33].

В соответствии с отечественными и международными стандартами наибольший объем производимых опытов при стендовых испытаниях приходится на программы испытаний СМ. Например, в программу приемочных испытаний СМ включены пункты по определению ПВ и индуктивных сопротивлений из ПП, возникающих в таких важных опытах, как ВКЗ, ВН, УВ, ГП и др. Определение электромагнитных ПВ и параметров СМ по исходным данным этих опытов составляет значительную часть от общего времени проведения испытаний [7, 16, 28–33].

Анализ различных источников информации показал, что совершенствование идентификации ПП по результатам стендовых испытаний возможно при автоматизации регистрации первичной

29

информации, её обработке с использованием развитых новых математических методов на базе вероятностных подходов из-за практического разброса результатов идентификации ПП МСМ

[1, 7, 16, 17–40].

Созданные за последние годы на предприятиях отечественного электромашиностроения автоматизированные системы испытаний СМ снимают большинство проблем, связанных с автоматизацией измерений и обработкой их результатов. Однако развитие аппаратно-программного комплекса электронно-вычислительных машин (ЭВМ) и прикладного математического аппарата позволило оперативно получать результаты испытаний, своевременно обеспечивать конструкторские и технологические службы заво- дов-изготовителей информацией для корректировки конструкций существующих и вновь создаваемых ЭМ [34, 35, 37–39].

Эффективность существующих и создаваемых АСУ при проведении стендовых испытаний СМ зависит от многих факторов, а именно от используемых аппаратных и программных средствах съема, передачи, хранения и преобразования информации. Однако на текущий момент эффективность всей АСУ в большей степени зависит от прикладного специализированного математического обеспечения, реализованного посредством различных специализированных программных продуктов. Также необходимо учитывать степень сложности объектов исследования и процессов, протекающих в них при проведении стендовых испытаний или возникающих при нарушениях режима работы СМ в процессе их эксплуатации [16, 17, 18–27].

Электрические машины переменного тока, в частности СМ средней и большой мощности, подвергаются в процессе эксплуатации разнообразным динамическим воздействиям (особенно внезапные симметричные короткие замыкания в сети

ивнутри самой машины, включение в сеть (пуск СМ), набросы

исбросы нагрузки, потеря возбуждения и т.д.). Возникающие при таких динамических воздействиях ПП оказывают большое влияние как на работу самих ЭМ, так и на работу энергосистемы в целом [1].

30