RGAS TEHNISK UNIVERSITTEEnertikas institts
Kristna BRZIA
Promocijas darba kopsavilkums
Promocijas darba kopsavilkums.-R.:RTU, 2012.-30 lpp.
Iespiests saska ar Enertikas institta 2012.gada 29.maija lmumu, protokols Nr.4.
Promocijas darbs tika stenots pateicoties ESF projektam „Atbalsts RTU doktora studiju stenošanai”.
ISBN …….
3
OFICILIE RECENZENTI
Rgas Tehnisk universitte, Latvija
Rgas Tehnisk universitte, Latvija
Profesors, Dr.sc.ing. Aleksandrs Gasparjans
Latvijas Jras Akadmija, Latvija
Kristna Brzia …………………………….(Paraksts)
Promocijas darbs ir uzrakstts angu valod, satur ievadu, 6 nodaas, sldzienu vai secinjumus, literatras sarakstu, 2 pielikumus, 59 zmjumus un ilustrcijas, kop 119 lappuses. Literatras sarakst ir 92 nosaukumi.
4
2. SINHRONO ENERATORU PARALLAS DARBBAS MATEMATISK MODELŠANA 10 2.1. Kompakto energosistmu matemtisks modelšanas patnbas 10 2.2. Dzeeneratora un tvaika turbnas sinhronizcijas procesa
stabilittes izpte, izmantojot matemtisko modelšanu 10 2.3. Divu samrojams jaudas eneratoru sinhronizcijas
procesa stabilittes izpte, izmantojot matemtisko modelšanu 19
3. SINHRON ENERATORA SINHRONIZCIJAS PROCESA PRAKTISKO UN TEORETISKI IEGTO DATU SALDZINJUMS 23 3.1. Sinhrono eneratoru sinhronizcija ar UNITROL 1000 sistmu paldzbu (eksperimentl daa) 23 3.2. Eksperimentlo un teortiski iegto datu saldzinjums 26
DARBA GALVENIE REZULTTI UN SECINJUMI 29 PTNIECBAS REZULTTU APROBCIJA 30
5
funkcionalittes patnbas, piemram:
lielm energosistmm;
- pretavrijas (rkrtas vadbas) un automtikas vadbas sistmu trkums vai nepietiekoša
sistmas analzes iespja;
- saraot siltumenerijas izmantošanas iespju trkums, ldz ar to zems kompakto elektrostaciju
(KES) lietderbas koeficients.
Tdos apstkos KES efektvas vadbas un ts uzdevumi joprojm ir pats svargkais. No
kopjiem šo uzdevumu daudzveidbas parametriem eneratoru sinhronizcija ir viens no
svargkiem uzdevumiem KES sistmu efektivittes veicinšanai un apakšsistmu stabilai
darbbai.
Esošs sinhronizcijas sistmas ne vienmr var nodrošint tru ar prejas procesu
kvalitatvu nodrošinšanu KES, eneratoru iesldzot parall darbb ar kopjo energosistmu.
Efektvas sinhronizcijas uzdevumu risinšana var bt stenota ar dadiem pamieniem,
piemram, aktvs un reaktvs jaudas vienmrgas vadbas tehniskajm iekrtm.
Šdu ldzeku izmantošanas interese pards, attstoties prvaldmm maistrvas
elektrolnijm - „Flexible AC Transmission Systems” (FACTS)*. Šdas sistmas aptver plašu
tehnoloiju klstu, kas uzlabo sistmas drošumu un elastgu elektroenerijas prvades sistmu.
FACTS tklu risinjumi auj elektroprvades tklu pašniekiem palielint esošo prvades tklu
prvadmo jaudu, vienlaikus saglabjot un uzlabojot tkla stabilittes darbbas robeas. T
rezultt var nodrošint patrtjiem lielku jaudu ar minimlo ietekmi uz vidi, skos termios
un ar mazkm investcijm.
6
atsevišo personu teritorij vai dzvojamos rajonos, kuros ir autonomas elektrostacijas un
ierobeota garuma sadales sistmas. Šdu sistmu jauda neprsniedz 0,5-2 MW, retos gadjumos
5-10 MW.
vienlaicgi ar autonomm elektrostacijm un centraliztu tklu. Šdas situcijas d pards
konkrtu jautjumu kopums attiecb uz kompakts energosistmas integrtu darbbu centralizt
energosistm.
elektroapgd ar dadiem primriem dzinjiem (dzeeneratori, gzes iekšdedzes dzinji,
gzturbnas dzinji u.tml.), nenodrošina elektroenerijas eneršanu un elektroenerijas kvalitti
atbilstoši kopj energoapgdes tkla normtiem parametriem.
Promocijas darb tiek koncentrta uzmanba uz kompakto energosistmu elektroenerijas
ineniertehnisko parametru atbilstbu, kuri nodrošina energosistmas stabilu un efektvu darbbu.
Promocijas darba izvirzto uzdevumu risinšanai nepieciešami papildus ptjumi šdos virzienos:
• kompakto energosistmu darbbas efektivittes paaugstinšana;
• kompakto energosistmu un centraliztas energosistmas efektvas darbbas
paaugstinšana.
Apkopojot augstk minto var teikt, ka elektroenerijas raošanas un prvades kompaktie
kompleksi un to tehnoloiskie parametri, kurus raksturo frekvences stabilitte sprieguma
svrstbas straujas slodzes izmaias apstkos un primr energonesja patria efektivitte,
piln apjom nenodrošina centralizts energosistmas normts prasbas.
Mintie rdtji joprojm ir saldzinoši zemi un ir nepieciešami ievrojami uzlabojumi.
Tdjdi btisks jautjums ir identifict, k attstt kompakts elektroapgdes sistmas ar
paaugstintu efektivitti, veicot kompakto elektrostaciju enerjošs daas strukturlas izmaias,
primr dzinja jaunu regulšanas metou izveidi un pamatparametru spriegums – frekvence
stabilittes nodrošinjumu.
siltumenerijas raošan, k ar paaugstint frekvences un sprieguma vrtbu stabilitti plašk
slodzes un darbbas remu jom.
7
Promocijas darba mris ir efektvu algoritmu un strukturlo funkcionlo shmu izveide,
kompakto energosistmu eneratoru preczas sinhronizcijas sistms, balstoties uz objektu
automtiskas kontroles programmas teortisko pamatu bzi.
Lai sasniegtu šo mri, ir izvirztie šdi uzdevumi:
- efektvu uzdevumu risinšanas problmas nostdne par eneratoru un kompaktas
energosistmas (KES) preczas automtisks sinhronizcijas procesa vadbu, pamatojoties uz
automtiskas kontroles programmas teortisko pamatu bzi;
- eneratoru preczs automtisks sinhronizcijs ar kompaktm energosistmm
vadbas procesu algoritmu metou sasaiste;
- eneratoru sinhronizcijas sistmu un kompakto energosistmu strukturlo un
funkcionlo sistmu komponenšu sintze.
eneratoru un KES preczas sinhronizcijas gadjum;
- izstrdta kompakts energosistmas viendojumu sastdšanas metode, pamatojoties uz
Parka-Goreva viendojumiem, izmantojot ptms sistmas modeu komponenšu sintzes
konstrušanas strukturlo principu;
balsts uz strukturls modelšanas metodi, izmantojot Parka-Goreva viendojumus;
8
kuri apvienoti vienot sistm, modelšanu veicot relatvo vienbu sistm, kur izmantojamo
elementu parametri izteikti savs bzes vienbs;
- izstrdts matemtiskais modelis auj ptt sinhrono eneratoru un eneratoru slodzes
parametru izmaiu dados eneratoru darbbas remos, ieskaitot to savstarpjo mijiedarbbu.
PTJUMU METODES UN LDZEKI
• Visprteortisk;
• ldzbas teorija un elektrisko mašnu teorija elektrisko mašnu matemtisko modeu
izstrdei;
• datorprogramma Microsoft Excel un programmšanas valoda FORTRAN;
• UNITROL 1000 iekrta un iekrtas vadbas programma.
9
Kompakts energosistmas sistmas var iedalt grups atkarb no to darbbas remiem
k neatkargas vai integrtas centralizt elektroenerijas sistm.
Var izdalt trs grupas:
remonta rema laik;
- paralli darbojas ar centralizto elektroenerijas sistmu elastg saikn ar pieaujamo
jaudas ieeju un izeju ldz 30 % no pilnas kompakts energosistmas jaudas;
- autonom darba rem bez savienojuma ar centraliztu elektroenerijas sistmu.
Katra nosacjuma grupa rada savas patnbas un ldz ar to ekspluatcijas un uzturšanas
problmas, kas saisttas paši ar kompakto energosistmu ekspluatcijas remu vadbu.
Analizjot šo jautjumu, tiek formulti sinhrono eneratoru sinhronizcijas procesa stabilittes
uzdevumi.
10
2.1. Kompakto energosistmu matemtisks modelšanas patnbas
Maistrvas sinhrono eneratoru matemtiskajiem modeiem jatspoguo rotora des
strvu nobdes efekts, pamatojoties uz pastvgo parametru sintzi vai ekvivalents des divu
kontru sistmu ar maingiem parametriem.
Sinhrono eneratoru ierosmes sistmas matemtiskos modeos jievro statisko
prveidotju prejas procesus. Jievro rotora griešans frekvenu regulšana tvaika un gzes
turbns, k ar enerijas nesja avota dinamisks pašbas.
Dinamisko sistmu matemtiskajam modelim jparedz iespja maint paredztos
apstkus, k ar tkla un mašnas parametrus.
2.2. Dzeeneratora un tvaika turbnas sinhronizcijas procesa stabilittes izpte, izmantojot matemtisko modelšanu
Stabilittes prbaudei jebkur sinhronizcijas metod vispirms ir jnosaka pieaujamais
rotora leiskais trums, slde un ieslgšanas lea robevrtbas. Jnovrt strvas
sinhronizcijas laik, eneratora fzes nobdes lei ieslgšanas laik, k ar jnosaka
elektromagntisk momenta, rotcijas frekvences un ierosmes strvas vrtbas sinhronizcijas
laik.
sev zemk mints komponentes:
- sinhron eneratora matemtiskais modelis;
sprieguma ldzsvara viendojumus rotora un statora elektriskaj d un rotora kustbas
viendojumu diferencil form.
mijinduktivttes pretestbas un savstarpjie magnetizjošie spki viendi sav starp.
Sinhron eneratora matemtiskais modelis d,q,0 ass:





komponentes d, q, 0 ass;
ud, uq, - fzes spriegumu momentnas komponentes d, q, 0 ass;
id, iq, - fzes strvu momentnas komponentes d, q, 0 ass;
Rd , Rq, - fu tinumu aktvas pretestbas (statora tinuma simetrijas gadjum Rd = Rq = R);
ffff Riu ,,, Ψ - ierosmes tinuma spriegumu, strvu,
plsmas sadjuma komponentes, aktvas pretestbas;
τ = ω t - laiks elektriskajos radinos vai sinhronajs sekunds.
Magntisks plsmas sadjumu komponentes visiem kontriem izteikti d, q, 0 ass un
satur tikai konstantus, no ierosinšanas laika neatkargus lielumus:





Viendojumi (2.1 ) un (2.2 ) ir atrisinti attiecb pret strvas atvasinjumiem.
Matricu form:
+= , ( 2.3 )
( )[ ]qddqdiz M
iiM Td
TM – turbnas laika konstante relatvajs vienbs.
13
Tkla (sistmas) spriegumu Usd, Usd nepieciešams transformt d, q, 0 ass, rotcijas
virziens sakrt ar sinhrons mašnas rotora rotcijas virzienu.
δδ sincos sqsdd UUU −= ,
2.0.att. Vektoru diagramma.
Nepieciešams emt vr fu nobdes lea izmaias k funkciju no koordintu sistmas
rotcijas frekvences un sinhron eneratora rotcijas frekvences.
Sinhrono eneratoru automtiskie truma regulatori ir iebvti parasto regulatoru
shms. Regulatoru tiešs darbbas rotcijas truma novirze tiek prveidota centrbdzes
mehnisma kustb un, izmantojot sviru sistmu, tiek nodota degvielas ska zobrat. Šdus
regulatorus piemro mazs un vidjas jaudas dzeeneratoriem.
Vidjas un mazas jaudas kompakts energosistms par avrijas elektroenerijas avotu
prsvar izmanto iekšdedzes dzeeneratorus, jo palaišanas laiks ir pietiekoši ss un iekrta
vienmr atrodas darba gatavb.
pašbas tiek noteiktas ar dzinja un automtisko truma regulatoru pašbu sistmu elementu
pašbm.
nosacjuma, dzedzinja izstrdtas enerijas daudzuma un enerijas daudzuma, ko izmanto
patrtjs (šaj gadjum sinhronais enerators). Ja šo enerijas viendbas nosacjumu aizstj ar
viendojumu, tad dzedzinja - mdiz un eneratora momenta mm statisk ldzsvara nosacjumu
var izteikt k
14
Tdjdi ir jem vr, ka par sinhrons mašnas pamatremu darbbas tiek pieemts
eneratora rems, un attiecgi izveidotaj rem elektromagntisko momentu raksturo ar
"mnus" zmi.
modelis nestrds. Tdjdi visas laika izmaias, vai ar tikai parametri, nosaka dzedzinju
visprjo veiktspju. Tdjdi dzedzinja - eneratora vrpsta iegst pozitvu vai negatvu
patrinjumu, un sistma strd nestabil prejas rem. Ja J - dzedzinja inerces rezultjošais
moments un sinhron eneratora dinamisks ldzsvara stvoklis, nestacionr darba rem ar
dzedzinju, šo remu viendojumu var uzrakstt saska ar Dalambera principu:
,emdiz mm dt d
TM – dzedzinja laika konstante;
Sakar ar to, ka pastv dada tipa dzedzinji, (tiešs un netiešs darbbas, ar
turbokompresoru un bez t), saldzinot dada tipa dzedzinju matemtiskus modeus, darb
tika pieemts dzedzinjs ar turbokompresoru. Diferencilviendojumu sistma, kas apraksta
dzedzinja rotcijas frekvences maias raksturu Koš form, ir šda:
( ) ( )[ ]
Tk – rotcijas frekvences regulatora berzes laika konstante;
Ti – rotcijas frekvences regulatora amortizatora laika konstante;
µp – rotcijas frekvences regulatora reguljošs daas prvietojums;
δ – rotcijas frekvences regulatora kdas reakcija;
δi – rotcijas frekvences regulatora papildus laika kdas reakcija;
15
ω0 – rotcijas frekvences regulatora iestatjums;
ω – no iekšdedzes dzinja (dzedzinjs) vadta sinhron eneratora rotcijas frekvence.
Turbnas ietekme uz dzedzinja darbbu tiek emt vr, izmantojot viendojumu:
( ),1 Tp
Dzedzinja moments- Mdiz, saska ar viendojumu:
pedizM µη ⋅= , ( 2.11 )
Sakarba ( )βη fe = ir dota 1. tabul.
1. tabula sakarba ( )βη fe = .
ηe 1,13 1,09 0,96 0,46 0,4514
β 0 0,625 1,18 2,825 3,0
Sakarba ( )βη fe = ir pardta 2.1.attl.
y = -0,0006x4 + 0,0364x3 - 0,1945x2 + 0,0424x + 1,1206 R2 = 0,9996
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
,β r.v
eη , r.v.
Izmantojot datortehniku, saska ar 1. tabulu var iegst nelineru regresijas viendojumu:
,1206,10424,01645,00364,00006,0 234 ++−+−= ββββηe ( 2.12. )
1,125,0 ≤≤− pµ .
Pc darba rema analzes ar matemtisk modea paldzbu konstatts, ka lielums 2T ′′ ir
neievrojami mazs (1÷5s), td dotajos apstkos var pieemt, ka 02 =′′T .
Ievrojot to, dzeeneratora matemtiskais modelis ir:
( ) ( )[ ]
( )
funkcionalitti, analizsim sinhronizcijas procesu ar bezgalgas jaudas centraliztu tklu.
2.2. -2.3. att. doti rezultti, eneratorus piesldzot tklam, ja ievroti sinhronizcijas
noteikumi. Skuma rems ir viends visos gadjumos.
17
-0,05
-0,04
-0,03
-0,02
-0,01
0
0,01
0,02
rotcijas frekvence, nobdes leis laik, s.
2.4.-2.5.att. doti sinhronizcijas modelšanas rezultti skumnosacjumi - nobdes leis
radel.8,0+=δ un radel.8,0−=δ . Pirmaj gadjum maksiml strvas vrtba ir 5 r.v., un
maksiml momenta vrtba 2,07 r.v., otraj gadjum ir maksimla strvas vrtba ir 4,05 r.v. un
momenta vrtba - 3,6 r.v.
-1 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0 0,2 0,4 del
s
rotcijas frekvence, nobdes leis laik, s.
2.6.-2.7.att. aprinu rezultti nesinhron eneratora ieslgšanas rem ar eneratora
frekvenci lielku nek tkla frekvence 05,1=ω . Situcijas analze nosaka, ka enerators ievilks
sinhronism. Maksiml strvas vrtba ir 1,45 r.v., un maksiml eneratora elektromagntisk
momenta vrtba -1,5 r.v.
s
frekvenci 05,1=ω , moments, strva, frekvenci 05,1=ω , fzes trajektorija.
rotcijas frekvence, nobdes leis laik, s.
2.8.-2.9.att. aprinu rezultti nesinhron eneratora ieslgšanas rem ar eneratora
frekvenci mazku nek tkla frekvence 95,0=ω . Situcijas analze nosaka, ka enerators ar
ievilks sinhronism. Maksiml strvas vrtba ir 1,78 r.v., un maksiml eneratora
elektromagntisk momenta vrtba 1,25 r.v.
Visos izpttajos gadjumos sinhronais enerators nonk sinhronism.
-0,04
-0,03
-0,02
-0,01
0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
-0,2 -0,1 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
2.8.att. Sinhronizcijas rezultti ar rotcijas 2.9.att. Sinhronizcijas rezultti ar rotcijas
frekvenci 95,0=ω , moments, strva, frekvenci 95,0=ω , fzes trajektorija.
rotcijas frekvence, nobdes leis laik, s.
Ir pierdta modea funkcionl izmantojamba.
Uz izveidot matemtisk modea pamata ar augstu ticambas pakpi ir iespjams noteikt
dadu sinhrono eneratoru sinhronizcijas nosacjumus ar primro dzinju - iekšdedzes dzinjs.
Var noteikt rotcijas frekvences un fu nobdes lea robevrtbas, k ar noteikt statora
strvas un elektromagntiska momenta vrtba.
s
del
del
19
sistmu. Promocijas darb da, piedvts elektroenerijas sistmas modelis, kas satur divus
ldzvrtgas jaudas sinhronus eneratorus ar primrajiem dzinjiem.
Sistmas modelšana, kur darbojs ar statisku aktvi - induktvu slodzi, dota 2.10.att.
Sinhronizcijas procesa matemtisk modelšana sastv no divm pakpeniskm dam:
• pirmais solis - SG1 enerators stacionras aktvas - induktvas slodzes nosacjuma
aprins;
sinhronizcijas nosacjumus.
procesa stabilitti. Sistmas modelis ietver sev sinhrono eneratoru modea komponentes ar
iespju izmantot pilnu diferencilo Parka-Goreva viendojumu un statiski aktvo - indukcijas
slodzes viendojumu komponentes.
2.10.att. Matemtisk modea shma. (1.- ierosme; 2.- primrais dzinjs 3.- dzinja vadbas iekrta; SS -
slodze).
20





kustbas viendojumu.
Lu ×−−= (2.15)
kur: [ ] ; 1
1 1
viendojumu sistmu.
[ ] [ ] [ ]StLSGSG III =+ 21 (2.16)
[ ] [ ] [ ] dt Id
dt Id
21
Viendojum (2.15.) [ ] dt Id StL viet tiek izmantots (2.17.) viendojums.
[ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]−+×−×+×−= 2211122111 SGSGSGSGStLSGSGSGSGStL HmHmLUQmQmLU
matemtisk modea maingo spriegumu viendojumu sistmas.
[ ] [ ] [ ] [ ]( )[ ] ( [ ] [ ]−+×−×+×+= − 2211
[ ] [ ])2211 SGSGSGSGStL ImImZ +×− (2.21)
Ja pirmais enerators SG1 atrodas zem slodzes, 0.11 =SGm ;
Ja otr eneratora SG2 ieslgšanas laik pirmais enerators atrodas zem slodzes, ja 9.01 =SGm , un 1.02 =SGm (pieemts kalkulcijas proces), tad sinhronizcijas process tiek
atspoguots. 2.12. - 2.14att.
t, s.
t, s.
M em
Mem1
Mem2
22
2.11. att. Divu sistm ieslgto eneratoru 2.12. att. Divu sistm ieslgto eneratoru
sinhronizcijas rezultti laik vienbs: sinhronizcijas rezultti laik vienbs:
I1- pirm eneratora strva, r.v.; Mem1- pirm eneratora moments;
I2- otr eneratora strva, r.v. Mem2- otr eneratora moments.
n =f(t)
t, s.
delta
s s
2.13. att. Divu sistm ieslgto eneratoru 2.14. att. Divu sistm ieslgto eneratoru
sinhronizcijas rezultti frekvences laik vienbs: sinhronizcijas rezultti – fu trajektorija.
n1 – pirm eneratora frekvence;
n2 – otr eneratora frekvence.
Sinhronizcijas rezultti parda matemtisko modeu funkcionlo izmantojambu.
Uz izveidot matemtisk modea pamata ar augstu ticambas pakpi ir iespjams noteikt
dada skaita sinhrono eneratoru sistmas sinhronizcijas nosacjumus. Var noteikt rotcijas
frekvences un nobdes lea robevrtbas, k ar noteikt statora strvas un elektromagntiska
momenta vrtba.
3.1. Sinhrono eneratoru sinhronizcija ar UNITROL 1000 sistmu
UNITROL 1000 ir automtiskais sprieguma regulators sinhrono eneratoru un sinhrono
mašnu modeu modernizcijai. Regulators ietver integrtu „macroprocessing” tehnoloiju uz
pusvadtju bzes elementiem.
Iekrtas nordtie parametri auj uzraudzt eneratoru un tklu datu varicijas gan
sinhronizcijas brd, gan ar noteikt izvlt laika period. UNITROL 1000 iebvtas
oscilogrf funkcijas.
3.1. att. Sinhronizcijas diagramma. 3.2. att. Rel laik izmrtas vrtbas.
Iekrtas vadbas logs. Iekrtas vadbas logs.
3.2. attl redzami rel laik izmrtie parametri: tkla spriegums; eneratora spriegums,
aktv jauda, reaktv jauda, ierosmes strva, eneratora strva, tkla frekvence, eneratora
frekvence, fu novirzes leis.
vizualizcijas rezultti.
sinhronizcijas rem ar bezgalgu elektroenerijas sistmu dadiem nosacjumiem:
enerators- tkls, enerators- slodze, enerators- dubult slodze.
24
3.3. – 3.5.att. doti rezultti parastos gadjumos kad sinhronais enerators nonk sinhron
darb pie novirzšans no sinhronizcijas nosacjumiem enerators-tkls un enerators - slodze
(2,2 A) un enerators-dubult slodze, (4,4 A).
3.3.att. Sinhronizcijas momenta iegtie 3.4.att. Sinhronizcijas momenta iegtie rezultti
rezultti nosacjumam enerators- tkls. nosacjumam enerators- slodze.
Pamatojoties uz UNITROL 1000,
Ar ierces paldzbu tika saldzintas tklu un
eneratora strvas un spriegumu vrtbas relatvs
vienbs, relaj laik.
nosacjumam enerators- dubult slodze.
pie sinhronizcijas nosacjuma
4 - I (fnet=fg);
nosacjuma enerators-tkls (bez slodzes) ar
dadm frekvencm. I=f(t), (Unet=Ug, δ=0).
No 3.6. attla var liel mr izsekot, k parametra maia ietekm regulatora visprjo
darbbu, atsaucoties uz elektroapgdes diagrammu un osciloskopa funkciju. Tas nozm, ka
optimlie iestatjumi atrodas neliel laika intervl.
Tika izvlti etri signli grafisko displeju parametru atspoguošanai un diagrammas,
informciju var saglabt ar skaitlisk form, lai vlk veikt analzi, osciloskopa izširtspja ir 50
ms un kop ir 20 kanli.
Promocijas darb tika atklti rkrtas situcijas rezultti gadjumos, kad sinhronais
enerators nonk sinhronism, ja ir novirzes no sinhronizcijas noteikumiem enerators-tkls,
enerators slodze un enerators - slodze, kad eneratora darbba uzskta dzinja rem.
Ar UNITROL 1000 iekrtas paldzbu ir iespja vadt, analizt un saldzint teortisks
strvas, jaudas, nobdes lea vrtbas, kas iegtas no matemtiskajiem modeiem ar praktiski
iegtiem rezulttiem. Td ir iespja prbaudt, vai matemtiskais modelis un t aprinu
rezultti ir pareizi.
Sinhron eneratora matemtiskais modelis prbaudts ar sinhron eneratora
sinhronizcij iegto praktiski datu saldzinjumu, izmantojot iepriekš aprakstto sistmu
UNITROL 1000.
augstk minto viendojumu sistmu.
Ir nepieciešams izteikt strvas vrtbas id un IQ atkarb no piestinjuma mijindukcijas
sadjuma pretestbas, kas nosaka mašnu magnetizšanas lknes atkarb no plsmas saikni ar
mašnas gaisa klrensu : xm = f (Ψδ).
Mašnas tukšgaitas raksturlknes iegšanai tiek izmantotas 3.1. – 3.3. tabulas norml
tukšgaitas raksturlkne un raksturlknes, ko iegst sinhronajai mašnai ar eksperimentlo metodi.
3.1. tabula. Normls eneratoru tukšgaitas raksturlknes dati
if, r.v. 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
E0, r.v. 0,58 1,0 1,21 1,33 1,4 1,46 1,51
3.2. tabula. Aprints eneratoru tukšgaitas raksturlknes dati
if, r.v. 0,18 0,25 0,309 0,41 0,57 0,72 0,97 1,39
E0, r.v. 0,24 0,29 0,41 0,53 0,56 0,74 0,0,99 1,11
3.3. tabula. Praktiski iegtie eneratoru tukšgaitas raksturlknes dati
if, r.v. 0,18 0,25 0,309 0,41 0,57 0,72 0,97 1,39
E0, r.v. 0,25 0,3 0,4 0,53 0,55 0,73 0,98 1,1
27
3.7.att. Norml(1) praktiski iegta (3) un aprinta(2)
eneratora tukšgaitas raksturlkne.
3.9. attl pardta eneratora sinhronizcijas strvas atkarba no laika pie nosacjuma
enerators- slodze.
Im(t)
Im(t)
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
0 1 2 3 4 5 6
Im(t)
laika raksturlkne (iegta ar matemtisko modeli). no laika raksturlkne (iegta ar matemtisko modeli).
Pie nosacjuma eneratora- tkls. Pie nosacjuma eneratora- slodze.
3.10. attl pardta eneratora sinhronizcijas strvas atkarba no laika pie nosacjuma
enerators- dubult slodze.
Im(t)
3.10. att. eneratora sinhronizcijas strvas atkarba no laika (iegta ar matemtisko modeli). Pie nosacjuma
eneratora- dubult slodze.
iegtajiem raksturlielumiem pierda modea rezulttu precizitti.
I, r.v I, r.v
un iegti rezultti ir tuvu praktiski iegtiem rezulttiem. Sinhrono eneratoru, k kompakto
energosistmu daas, sinhronizcija dados apstkos ir iespjama ar izstrdto modeli un t
auj novrtt un analizt sistmas parametrus.
29
Kompakto energosistmu attstbas tendences paredz eneratoru sinhronizcijas un eneratoru un sistmu sinhronizcijas vadbas metou izptes un analzes nepieciešambu, k vienu no aktulm problmm kompakto energosistmu darbbas efektivittes paaugstinšanai. Teortisk izptes bz nepieciešams pamatot sistmas atsevišo tehnisko objektu matemtisko metou atbilstbu sinhrono eneratoru un kompakto energosistmu sinhronizcijas uzdevumiem. Pdj laik energosistmu vadbas uzdevumu risinšana, izmantojot elastgo kontroles un vadbas iekrtu, auj apskatt kompakts energosistmas tiešs sinhronizcijas problmas no jaunm pozcijm.
Ptjumu galvenie rezultti darba mra sasniegšanai apkopoti promocijas darba secinjumu da. Galvenie ptjumu rezultti:
1. Izstrdta kompakts energosistmas ar sinhrono eneratoru ptjumu metodika, kas balsts uz strukturls modelšanas metodi, izmantojot Parka-Goreva elementu viendojumus;
2. Piedvti kompakto energosistmu ar sinhroniem eneratoriem funkcionlie modei, kuri apvienoti vienot sistm. Piedvts veikt modelšanu relatvo vienbu sistm, kur izmantojamo elementu parametri izteikti savs bzes vienbas. Sinhrono eneratoru matemtiskais modelis auj ptt sinhrono eneratoru parametru izmaiu dados eneratoru darbbas remos, ieskaitot savstarpjo mijiedarbbu;
3. Pamatojoties uz sinhrono eneratoru un statisks slodzes matemtiskajiem modeiem izstrdti atseviši programmas modui, kurus var izmantot darba remu analzei un mašnas remu parametru noteikšanai;
4. Prejas procesu ptšanas laik, izmantojot piedvto matemtisko modeli, var bt izteiktas vrtbas, kuras ir nepieciešamas elektrisko mašnu projektšanas un ekspluatcijas laik, lai izvltos releja aizsardzbas un automtikas apartus un to pareizus iestatjumus;
5. Izstrdto matemtisko modeli var izmantot k vienu kompakto energosistmas sastvdau no kopj energosistmas matemtiska modea;
6. Ir noteiktas kompakto energosistmu parametru robevrtbas stabilai un efektvai komponenšu parallai darbbai fu nobdes leis starp eneratoru un tklu var bt robes no -100 ldz 100 enerators - tkls nosacjum (kompakto energosistmu pieslgšana pie centraliztas energoapgdes sistmas);
7. Kompakts sistmas lokl darbb ar diviem un vairk sinhroniem eneratoriem eneratoru momentu robevrtbs no 0,75 ldz 0,95 relatvs vienbs;
Matemtisks modelšanas rezulttu un praktiski iegto rezulttu saldzinjums pierda matemtiska modea precizitti.
Izstrdtais modelis auj analizt sinhrono eneratoru sinhronizcijas parametrus dados apstkos. Tdejdi, nkotn sinhronizatoru izveidošan, izmantojot šos principus, bs iespjams vadt kustbas procesus ldz pilngai preczas sinhronizcijas noteikumu izpildei.
30
Darba saturs atspoguots 6 publikcijs:
1. Berzia K., Ketnere E. The research of mathematical models of local power supply systems with synchronous generator. // Scientific Journal of RTU. 4. series., Enertika un elektrotehnika. - vol. (2012), (pieemts publicšanai).
2. Brzia K., Ketnere E. Simulation of Gas-Turbine Driven Device // Scientific Journal of RTU. 4. series., Enertika un elektrotehnika. - 25. vol. (2009), pp 27-30.
3. Mesajevs A., Ketnere E., Brzia K., Orlovskis G. The Research of Stability of Synchronization Process with Unitrol 1000 Application // Scientific Journal of RTU. 4. series., Enertika un elektrotehnika. - 25. vol. (2009), pp 81-86.
4. Ketners K., Ketnere E., Brzia K., Latve-Sesarenoka I. The Research of Stability of Synchronization Process with Mathematical Model’s Application of Two Generators // Scientific Journal of RTU. 4. series., Enertika un elektrotehnika. - 20. vol. (2007), pp 115-121.
5. Ketners K., Ketnere E., Brzia K. Modelling of Stability of Synchronization Process with Various Primary Engines // Scientific Journal of RTU. 4. series., Enertika un elektrotehnika. - 19 vol. (2007), pp 115-121
6. Berzina K., Ketnere E., Ketners K. The Research of Stability of Synchronization Process with Mathematical Model’s Application. // Scientific Proceedings of RTU. 4. series. Enertika un elektrotehnika 18. vol. (2006), pp 10-18.
KONFERENCES
Darba saturs prezentts 5 konferencs
1. Ketner K., Berzina K., Ketnere E. The Research of Stability of Synchronization Process with Mathematical Model’s Application. 2005. y. Latvija, Riga. 46th International Scientific Conference Power and Electrical Engineering. RTU;
2. Berzina K., Ketnere E. Modeling of stability of synchronization process with various primary engines. 2006. y. Latvija, Riga. 47th International Scientific Conference Power and Electrical Engineering; RTU;
3. Berzina K., Ketnere E. The Research of Stability of Synchronization Process with Mathematical Model’s Application of turbogenerator and Diesel engine. 2007. y. Latvija, Riga. 48th International Scientific Conference Power and Electrical Engineering. RTU;
4. Berzina K., Ketnere E. The research of stability of synchronization process with Unitrol 1000 aplication. 2008.y. Latvija, Riga. 49th International Scientific Conference Power and Electrical Engineering. RTU;
5. Berzia K., Ketnere E. Simulation of gas-turbine driver device. 2008. y. Latvija Riga. 50th International Scientific Conference Power and Electrical Engineering. RTU.
DARBA GALVENIE REZULTTI UN SECINJUMI 29