Структуры и алгоритмы управления транзисторных систем самовозбуждения синхронных генераторов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.03, кандидат наук Дикун Ирина Александровна

• Дикун Ирина Александровна
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Дикун Ирина Александровна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СИСТЕМЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ СГ, МЕТОДЫ

МОДЕЛИРОВАНИЯ И РАСЧЕТА, МОДЕЛИ

§ 1.1. Общие сведения

§ 1.2. Тиристорные системы возбуждения СГ

§ 1.2.1. Системы независимого возбуждения СГ

§ 1.2.2. Системы самовозбуждения

§ 1.2.3. Системы комбинированного возбуждения СГ

§ 1.2.4. Системы компаундирования

§ 1.2.5. Бесщеточные системы возбуждения СГ

§ 1.2.6. Тиристорные системы возбуждения

асинхронизированных синхронных машин

§ 1.3. Транзисторные системы возбуждения СГ

§ 1.3.1. Транзисторная система возбуждения фирмы Siemens

§ 1.3.2. ^стемы возбуждения асинхронизированных

синхронных машин в ВЭУ

§ 1.3.3. ^стемы возбуждения асинхронизированных

синхронных машин в ГАЭС

§ 1.3.4. ^стемы возбуждения асинхронизированных

синхронных машин в электромашинных вставках в ЭЭС

§ 1.4. Публикации по транзисторным СВ СГ

§ 1.5. Типы моделей электромеханотронных систем,

направления моделирования

§ 1.6. Известные модели СГ

Выводы по главе

ГЛАВА 2. СТРУКТУРЫ УСТАНОВОК С СГ И ТРАНЗИСТОРНЫМИ

СИСТЕМАМИ САМОВОЗБУЖДЕНИЯ И ИХ МОДЕЛИ

§ 2.1. Задачи моделирования и расчета установок с СГ

и транзисторными системами самовозбуждения

§ 2.2. Моделирование СГ с транзисторной ССВ с двухполярным ШИП ... 44 § 2.3. Моделирование СГ с транзисторной ССВ с однополярным ШИП ... 46 § 2.4. Моделирование СГ с бестрансформаторной транзисторной ССВ

§ 2.5. Моделирование СГ с учетом аварийных режимов работы

§ 2.6. Учет нелинейностей в модели СГ

§ 2.7. Дискретность работы систем управления

§ 2.8. Регулирование в ССВ с двухполярным ШИП

§ 2.9. Регулирование в ССВ при рекуперации энергии

из магнитного поля СГ в ССВ

§ 2.10. Регулирование в ССВ с однополярным ШИП

§ 2.11. Учет в моделях СГ и ССВ аварийных режимов работы

§ 2.12. Компьютерные модели систем с СГ

§ 2.12.1. Модели установок с СГ и ССВ в целом

§ 2.12.2. Тестовая модель СГ

§ 2.12.3. Оценка адекватности моделей и результатов расчетов

§ 2.12.4. Используемая среда программирования

и расчетов на ЭВМ и область применения моделей

Выводы по главе

ГЛАВА 3. АНАЛИЗ НОРМАЛЬНЫХ УСТАНОВИВШИХСЯ И ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ СГ С ТРАНЗИСТОРНЫМИ ССВ

§ 3.1. Исходные данные для расчетов переходных

и установившихся режимов работы СГ и ССВ

§ 3.2. Переходные и установившиеся режимы работы

установки с СГ и ССВ с двухполярным ШИП

§ 3.3. Переходные и установившиеся режимы работы

установки с СГ и ССВ с однополярным ШИП

§ 3.4. Переходные и установившиеся режимы работы установки

с СГ и бестрансформаторной ССВ с двухполярным ШИП

Выводы по главе

ГЛАВА 4. АНАЛИЗ АВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ СГ

§ 4.1. Постановка задачи расчета аварийных режимов работы СГ

§ 4.2. Расчет режимов работы СГ при трехфазных

коротких замыканиях обмотки статора

§ 4.3. Расчет режимов работы СГ при двухфазных

коротких замыканиях обмотки статора

§ 4.4. Расчет режимов работы СГ при однофазных

коротких замыканиях обмотки статора

§ 4.5. Расчеты режимов работы СГ

при витковых замыканиях обмотки статора

§ 4.6. Сравнение результатов расчетов коротких замыканий

на моделях СГ с известными приближенными оценками

§ 4.7. Ударные токи КЗ СГ в установках

с различными типами транзисторных ССВ

Выводы по главе

ГЛАВА 5. СРАВНЕНИЕ РАСЧЕТОВ НА МОДЕЛЯХ

С ФИЗИЧЕСКИМИ ЭКСПЕРИМЕНТАМИ

§ 5.1. Сравнение результатов расчетов на моделях

установок с СГ и ССВ и экспериментов

§ 5.2. Эксперимент - включение ССВ СГ на холостом ходу

§ 5.3. Эксперимент - сброс 50 % нагрузки СГ

Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

Список сокращений

АВ — активный выпрямитель

АИН — автономный инвертор напряжения

АСГ — асинхронизированный синхронный генератор

АСД — асинхронизированный синхронный двигатель

В — выпрямитель

ВАК — высшая аттестационная комиссия

ВЭУ — ветроэлектрическая установка

ГАЭС — гидроаккумулирующая электростанция

КЗ — короткое замыкание

МКЭ — метод конечных элементов

ММИ — модульный многоуровневый инвертор

МСП — модель с сосредоточенными параметрами

1Ш — полупроводниковый преобразователь

СБД — система бесщеточная диодная

СВ — система возбуждения

СГ — синхронный генератор

СК — синхронный компенсатор

СМ — синхронная машина

ССВ — система самовозбуждения

СТН — система тиристорная независимая

СТС — система тиристорная самовозбуждения

СУ — система управления

Тр — трансформатор

ШИП — широтно-импульсное преобразование

ЭВМ — электронно-вычислительная машина

ЭМ — электрическая машина

ЭМТС — электромеханотронная система

ЭЭС — электроэнергетическая система

ЮБТ — биполярный транзистор с изолированным затвором

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Структуры и алгоритмы управления транзисторных систем самовозбуждения синхронных генераторов»

Актуальность работы

В электроэнергетических системах в качестве источников переменного напряжения используются преимущественно синхронные генераторы (СГ). По электрическим машинам, в частности по СГ, научные и экспериментальные разработки успешно выполняются более 100 лет. Теорию машин переменного тока представили в фундаментальных трудах многие известные отечественные и зарубежные ученые: Park R. H. [122], Алексеев А. Е., Костенко М. П., Пиотровский Л. М. [2, 53, 54, 68], Лютер Р. А. [60], Горев А. А. [29], Хуторецкий Г. М., Домбровский В. В. [39, 21], Жерве Г. К. [40], Адкинс Б. [1], Алексеева М. М. [3], Важнов А. И. [18], Вольдек А. И. [20], Иванов-Смоленский А. В. [42], Казовский Е. Я., Да-нилевич Я. Б., Кашарский Э. Г., Рубисов Г. В. [43, 44], Ковач К. П., Рац И. [48], Копылов И. П. [50, 51], Лайбль Т. [57], Лайон В. [58], Сыромятников И. А. [88], Шакарян Ю. Г. [90]. Теоретические основы построения систем возбуждения СГ базируются, в первую очередь, на указанной теории электрических машин (ЭМ).

СГ выполняются с независимым возбуждением от статических преобразователей через контактные кольца [23, 24, 70, 77], с бесщеточными вращающимися возбудителями [99, 112, 113, 121, 125, 140], с самовозбуждением через статические устройства [77, 75, 143], с системами компаундирования [143].

В системах независимого возбуждения СГ через контактные кольца наиболее часто используются тиристорные преобразователи. Они обладают большой перегрузочной способностью и хорошо себя зарекомендовали в течение десятков лет эксплуатации на многих электростанциях. Для независимого возбуждения требуется дополнительный источник энергии. Но реализация такой системы позволяет осуществить управление генератором во всех режимах работы. Коэффициент мощности тири-сторных возбудителей обычно низкий в связи с обеспечением значительных форсировок напряжения возбуждения, что особенно существенно в системах возбуждения сильного действия. Другой недостаток тиристор-ных возбудителей - инерционность. Например, при гашении токов корот-

кого замыкания (КЗ) тиристорный возбудитель переводится в инвертор-ный режим и напряжение возбуждения сравнительно медленно изменяется в область отрицательных значений.

В бесщеточных системах возбуждения обычно используются вращающиеся выпрямители (диодные или тиристорные). Энергия на возбуждение потребляется с вала генератора через сравнительно маломощную электрическую машину. Наличие на валу двух электрических машин увеличивает длину агрегата, способствует усилению вибраций. По сравнению с независимыми тиристорными возбудителями бесщеточные системы возбуждения более инерционны. Однако бесщеточные системы имеют существенное преимущество - в них нет контактных колец, нет угольной пыли, меньше трудоемкость обслуживания.

В системах самовозбуждения (ССВ) энергия для создания основного магнитного потока генератора потребляется от обмотки статора. Существуют трудности управления генератором при коротких замыканиях и отсутствии напряжения обмотки статора. Эта проблема решается обычно путем использования систем компаундирования, в которых для возбуждения используются также токи фаз, преобразуемые трансформаторами компаундирования для питания обмотки возбуждения.

Системы возбуждения (СВ) поставляются в комплекте с электрическими машинами или как отдельные устройства. В России производителями электрических машин, СВ и ССВ являются ПАО «Силовые машины», концерн «Русэлпром», ЗАО «Энергокомплект» (г. Санкт-Петербург); АО «Уралэлектротяжмаш», ООО «СКБ ЭЦМ» (г. Екатеринбург); ОАО «КЭМ-Холдинг» (г. Лысьва), ООО «Электротяжмаш-Привод» (г. Лысьва), НПО «ЭЛСИБ» (г. Новосибирск), ОАО "НИИ электромаш" и др. Из зарубежных разработчиков СВ можно выделить фирмы ABB, General Electric, Dasler, Siemens, Alstom и др.

Разработкой тиристорных СВ в России занимались академик Глебов И. А. (ВНИИЭлектромаш), Волынский Е. И. (завод «Электросила»), Логинов А. Г. Хлямков В. А. (ПАО «Силовые машины»), Кичаев В. В. (ЗАО НПП «РУСЭЛПРОМ-Электромаш»), Горев А. А., Жданов П. С., Груздев И. А., Смоловик С. В., Юрганов А. А., Фадеев А. В., Сыромятников И. А., Поляхов Н. Д. и многие другие специалисты.

В отличие от тиристорных СВ, транзисторные СВ СГ широкого внедрения пока не нашли. Однако крупные фирмы, например Siemens, рассматривают возможности их применения в связи с преимуществами -высоким быстродействием, высоким коэффициентом потребляемой мощности, небольшими габаритами, возможностями реализации новых свойств транзисторных преобразователей [93, 134].

Следует также отметить, что транзисторные СВ применяются в системах с асинхронизированными синхронными машинами (АСГ и АСД) в гидроаккумулирующих электростанциях, в ветроэлектрических установках (ВЭУ) [11, 19, 36, 37, 38, 61, 65, 90, 91, 97, 101, 119]. Этот опыт целесообразно использовать и в системах с синхронными машинами традиционного исполнения.

При разработке установок с СГ и ССВ существенное значение имеет анализ аварийных режимов работы, разработка алгоритмов защит. В этом направлении также выполнены значительные исследования, имеется большое количество публикаций [9, 20, 63].

В диссертационной работе решаются указанные актуальные задачи разработки транзисторных ССВ для СГ. Рассматриваются комплексы (системы) содержащие несколько конструктивных элементов: СГ, ССВ с широтно-импульсными преобразователями (ШИП) и систему управления (СУ). Исследования выполнены на основе моделирования установок по методологии взаимосвязанных подсистем, позволяющей минимизировать затраты машинного времени на расчеты [28, 33, 65, 66, 67, 72-82, 100, 101, 102, 106, 107, 127, 128, 129].

Цель работы заключается в выборе перспективных направлений разработок ССВ СГ на основе анализа существующих технических решений, моделирования и исследования на ЭВМ установок с СГ, ССВ и СУ на базе современного развития силовой полупроводниковой техники и средств управления.

Задачи исследований включают в себя обзор технических решений по построению СВ и ССВ СГ, моделирование на ЭВМ установок с СГ, транзисторными ССВ и СУ, исследования на ЭВМ установившихся, переходных и аварийных режимов работы СГ, формирование рекомендаций по структуре ССВ, алгоритмам управления, повышению эффективности систем защиты.

Методы исследования. Для исследования систем разрабатываются математические и компьютерные модели установок и на этих моделях проводятся численные эксперименты. При моделировании электрические системы представляются схемами замещения, функциональными схемами, для анализа которых используются методы электротехники, автоматического регулирования, методология моделирования систем по взаимосвязанным подсистемам, численные методы решения систем алгебраических и дифференциальных уравнений, ряды Фурье, методы сплайн -аппроксимации кривых и др.

Научная новизна

1. Для СГ с контактными кольцами предложена структура транзисторной ССВ, содержащей диодный выпрямитель, LC-фильтр выпрямленного напряжения и ШИП, в которой с целью минимизации стоимости оборудования за счет исключения согласующего трансформатора использован LC-фильтр напряжения возбуждения на выходе ШИП.

2. Для установок с СГ, ССВ с выпрямителем и двухполярным ШИП, а также с защитной цепью с чоппером и резистором на входе ШИП, предложен алгоритм управления ССВ, заключающийся в использовании регулятора напряжения статора и подчиненного ему регулятора тока возбуждения СГ, воздействующего на напряжение управления ШИП, отличающийся тем, что с целью гашения поля СГ при коротких замыканиях в статоре, в систему управления внесен контур стабилизации входного напряжения ШИП на заданном уровне, воздействующий на открытие защитной цепи. Доказана работоспособность данного предложения.

3. Для установок с СГ, ССВ с выпрямителем и однополярным ШИП предложен алгоритм защиты оборудования от токов короткого замыкания путем отключения возбудителя от обмотки возбуждения взрывным предохранителем и замыкания этой обмотки на разрядное сопротивление.

4. Для синхронных генераторов и транзисторных возбудителей с ШИП предложен алгоритм защиты от витковых замыканий обмотки статора, основанный на выделении гармонической составляющей двойной частоты из напряжения управления ШИП.

5. Разработан комплекс быстродействующих моделей с синхронными генераторами и транзисторными системами самовозбуждения для анализа электромеханических процессов при набросе и сбросе нагрузки,

при однофазных, двухфазных, трехфазных и витковых замыканиях. В возбудителе предусмотрена реализация однополярных и двухполярных ШИП.

Научные положения, выносимые на защиту

1. Алгоритмы управления синхронным генератором с системой самовозбуждения с транзисторным ШИП, обеспечивающие все режимы работы, в том числе защиту от коротких замыканий обмотки статора при использования взрывного предохранителя в однополярном ШИП и рекуперации энергии из магнитного поля генератора при двухполярном ШИП.

2. Алгоритм выявления витковых замыканий обмотки статора синхронного генератора с транзисторной системой возбуждения с ШИП, основанный на выделении гармонической составляющей двойной частоты из напряжения управления возбудителя.

3. Быстродействующая универсальная модель синхронного генератора с транзисторными системами самовозбуждения с двухполярными и однополярными ШИП, предназначенная для анализа установившихся, переходных и аварийных режимов работы системы, в том числе при витко-вых замыканиях генератора.

Практическая ценность работы заключается в том, что она открывает сравнительно новое направление развития установок с СГ, обусловленное применением транзисторных преобразователей в системах самовозбуждения, что позволяет повысить быстродействие и надежность систем, улучшить их массогабаритные показатели. Применение транзисторных ССВ перспективно, в первую очередь, в автономных электростанциях (на ледоколах, электровозах, в ветроустановках и др.).

1. Результаты работы используются в проектах ПАО «Силовые машины» [72, 74, 76, 78, 79, 81, 103, 122], а также в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете в курсах лекций «Моделирование электромеханотронных систем», «Электромеханотрон-ные комплексы и системы» при магистерской подготовке студентов [78].

Достоверность модели синхронного генератора с транзисторными системами самовозбуждения подтверждена сравнением результатов расчетов на модели с результатами расчетов по заводским методикам, соответствием рассчитанных процессов законам физики и электротехники, проверками баланса мощностей и энергий, экспериментами.

Апробация результатов работы. Основные материалы работы представлены: на конференциях молодых специалистов ПАО «Силовые машины» (2014 г., 2015 г., 2016 г., 2017 г.), на конференциях ППС СПбГЭТУ «ЛЭТИ» (2015 г., 2016 г., 2017 г., 2018 г.), «95 лет отечественной школе электропривода» («ЛЭТИ», 2017 г.), Mechatronika 2014 (Чешская Республика, Брно), EPE-2016 (Германия, Карлсруэ), IEC0N-2016 (Италия, Флоренция), ElCon 2017 и ElCon 2018 (Russia, St. Petersburg), на 10-й конференции «Реконструкция энергетики 2018» (Москва).

Публикации.

По моделированию и расчету систем с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями автор имеет 21 публикацию. Непосредственно по теме диссертации имеется 12 публикаций, в том числе 6 в сборниках ВАК, 3 - в изданиях баз данных Scopus и Web of Science.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа содержит введение, 5 глав, заключение, список литературы, включающий 147 наименований. Основная часть работы изложена на 114 страницах машинописного текста. В работе имеется 68 рисунков, 11 таблиц.

Глава 1. Системы возбуждения СГ, методы моделирования и расчета, модели

§ 1.1. Общие сведения

Большая часть электроэнергии, необходимая для жизнедеятельности человечества, вырабатывается СГ. Генераторы этого типа используются на тепловых, атомных электростанциях, в гидроэлектростанциях, в ветроэлектрических установках. В энергетике мощность синхронных машин достигает 1500 МВт (турбогенераторы в двухполюсном исполнении) и 2000 МВт (турбогенераторы в четырехполюсном исполнении). В автономных электроэнергетических установках (ЭЭС) используются синхронные генераторы меньшей мощности. Типичная структура оборудования мощной электростанции представлена на рисунке 1.1.1 [104].

Рисунок 1.1.1. Типичная структура электростанции

На рисунке изображен первичный источник энергии - турбина, синхронный генератор, шкаф СВ, шкаф системы управления, повышающий трансформатор, высоковольтная линия электропередачи и другие устрой-

ства. Как видно из рисунка, СВ является одним из основных устройств электростанции.

Возбуждение электрической машины можно определить как создание в ней основного магнитного потока. Для возбуждения СГ широко применяют изделия силовой электроники. В России основным производителем тиристоров является ОАО «Электровыпрямитель». Из зарубежных производителей тиристоров можно выделить фирму ABB, которая выпускает тиристоры на напряжения до 8500 В и токи более 4000 А [144, 145]. Мощные тиристоры используются в СВ многих предприятий, в том числе в СВ производства ПАО «Силовые машины». Возбудители этой фирмы успешно эксплуатируются на 140 крупных электростанциях мира [10].

Транзисторные СВ для СГ пока не имеют широкого распространения. Одна из причин заключается в том, что модули IGBT выпускаются на меньшие напряжения и токи (параметры наиболее мощных модулей -6500 В, 600 А [146]). Однако есть примеры развития этого направления техники. Имеются указания на транзисторные системы независимого возбуждения СГ в каталоге изделий фирмы Siemens [134], в книге Boldea [93]. Транзисторные СВ применяются для управления асинхронизирован-ными машинами в ВЭУ [94, 108, 117, 130, 133, 139], в гидроаккумулиру-ющих электростанциях (ГАЭС) [11, 19, 36, 37, 38, 61, 65, 90, 91, 97, 101, 119]. Исследуются перспективы применения транзисторных СВ для СГ традиционного исполнения [96, 98, 103, 120, 123, 137, 141].

В зависимости от мощности электростанции и других условий системы возбуждения СГ в соответствии с ГОСТ 21558-2000 [30] могут быть различных типов. Из основных типов СВ можно выделить независимые СВ, системы самовозбуждения, системы компаундирования, транзисторные системы возбуждения или самовозбуждения.

§ 1.2. Тиристорные системы возбуждения СГ § 1.2.1. Системы независимого возбуждения СГ

Если на электростанции создана надежная сеть собственных нужд, имеющая основное и резервное питание, то возбуждение СГ можно осуществлять от этой сети. Для примера на рисунке 1.2.1 изображена тири-сторная независимая система возбуждения (СТН), которая поставляется

ПАО «Силовые машины» [143]: ЛУК - автоматический регулятор возбуждения; AVR-GE - автоматический регулятор возбуждения вспомогательного генератора; G - генератор; GE - вспомогательный генератор; КМ - контактор начального возбуждения; QE - автомат гашения поля; БУ - тиристорный разрядник; ЦБ - устройство начального возбуждения; ТЕ - выпрямительный трансформатор; TV ^Е - измерительный трансформатор напряжения вспомогательного генератора; ТА, TV - измерительные трансформаторы тока и напряжения генератора.

AVR

Рисунок 1.2.1. Система тиристорная независимая СТН

Такая система служит для питания обмоток возбуждения турбо - и гидрогенераторов. В СТН используется тиристорный выпрямитель, который получает питание от вспомогательного синхронного генератора (GE). Вспомогательный генератор выполнен по схеме с самовозбуждением.

СТН обладает высоким быстродействием, обеспечивает быстрое снятие возбуждения. Другое достоинство СТН - независимость возбуждения от длительности и удаленности коротких замыканий в энергосистеме.

К недостаткам СГ с СТН можно отнести наличие щеток.

Схема СТН, выполненная ЗАО НПП «РУСЭЛПРОМ-Электромаш», представлена на схеме 1.2.2. На рисунке: ВГ - вспомогательный генератор; TV1, TV2, TV3 - трансформатор напряжения; TA1, ТА2 - трансформатор тока; RT - преобразовательный трансформатор; FV - тиристорный разрядник; QR - автомат гашения поля; АРВ1 ТГ - автоматический регулятор возбуждения 1 канала турбогенератора; АРВ2 ТГ - автоматический

регулятор возбуждения 2 канала турбогенератора; АРВ1 ВГ - автоматический регулятор возбуждения 1 канала вспомогательного генератора; АРВ2 ВГ - автоматический регулятор возбуждения 2 канала вспомогательного генератора.

Рисунок 1.2.2. Система тиристорная независимая СТН (ЗАО НПП «РУСЭЛПРОМ-Электромаш»)

§ 1.2.2. Системы самовозбуждения

Ко многим системам генерации электроэнергии предъявляется требование к обеспечению их автономной работы. Независимость СГ от других устройств электроснабжения обеспечивается при реализации в системах структур самовозбуждения.

СГ со статическими системами самовозбуждения поставляются многими известными фирмами. В качестве примера рассматриваемых систем на рисунке 1.2.3 представлена схема тиристорной системы самовозбуждения типа СТС для мощных турбо - и гидрогенераторов ПАО «Силовые машины». На этом же рисунке представлена фотография ПГУ-450, на которой установлены турбогенераторы ТФГ-160 с возбудителями типа СТС. На рисунке изображены: АУК - автоматический регулятор возбуждения; О - генератор; КМ - контактор начального возбуждения; QE - автомат гашения поля; FV - тиристорный разрядник; иЕ - устройство начального возбуждения; ТЕ - выпрямительный трансформатор; ТА, ТУ - измерительные трансформаторы тока и напряжения генератора.

Другой пример - система самовозбуждения фирмы ЗАО НПП «РУСЭЛПРОМ-Электромаш». Схема представлена на рисунке 1.2.4.

Рисунок 1.2.3. Система самовозбуждения СТС генератора ТФГ-160 (ПАО «Силовые машины»), фотографии оборудования ПГУ-450 и возбудителя

ССВ содержит: ТУ1, ТУ2 - трансформатор напряжения; ТА - трансформатор тока; RT- преобразовательный трансформатор; FV - разрядник; РЯ - автомат гашения поля; АРВ1 - автоматический регулятор возбуждения 1 канала; АРВ2 - автоматический регулятор возбуждения 2 канала.

Рисунок 1.2.4. Тиристорная система самовозбуждения (ЗАО НПП «РУСЭЛПРОМ-Электромаш»)

§ 1.2.3. Системы комбинированного возбуждения СГ

В ряде случаев системы возбуждения СГ выполняются комбинированными. В них используются два канала возбуждения - независимое возбуждение от постороннего источника и самовозбуждение от обмотки статора СГ. Такое построение систем позволяет более надежно обеспечить бесперебойное электроснабжение потребителей.

Во многих системах к СГ предъявляются требования по поддержанию тока КЗ в течение определенного времени для обеспечения селективной работы коммутационной аппаратуры электросетей (ГОСТ Р 53986-2010, ГОСТ Р 2090-006-2008). При КЗ СГ напряжение обмотки статора близко к нулю и не во всех системах самовозбуждения указанное требование может быть выполнено. Применение систем возбуждения, в которых используется компаундирование, позволяет указанное требование выполнить (под компаундированием подразумевается использование энергии для возбуждения по каналу трансформации напряжения и по каналу трансформации тока обмотки статора СГ).

Компаундирование в системе возбуждения СГ возможно при скалярном сложении воздействий по напряжению и току. Структура такой системы представлена в схеме рисунка 1.2.5 [147].

§ 1.2.4. Системы компаундирования

Рисунок 1.2.5. Принципиальная схема возбуждения СГ с компаундированием без учета фазы тока

При КЗ обмотки статора токи фаз трансформируются в систему возбуждения и обеспечивается их поддержание до отключения КЗ коммута-

ционным аппаратом. К недостаткам системы рисунка 1.2.5 можно отнести то, что при скалярном компаундировании не учитывается фаза тока статора, что приводит к погрешностям системы стабилизации напряжения.

Схема возбуждения СГ с амплитудно-фазовым компаундированием представлена на рисунке 1.2.6. В системе в цепи возбуждения используется трансформатор фазового компаундирования ТрФК. Система снабжена корректором напряжения КН. В ТрФК магнитные поля, создаваемые токовой обмоткой 01 и обмоткой напряжения 02, векторно складываются и создают в обмотке 03 ЭДС, в которых учитывается и напряжения фаз СГ и токи фаз. Эти ЭДС выпрямляются диодным мостом и обеспечивают питание обмотки возбуждения СГ. Корректор напряжения влияет на магнитное состояние ТрФК через обмотку управления ОУ и позволяет обеспечить поддержание напряжения СГ с требуемой точностью.

Рисунок 1.2.6. Принципиальная схема возбуждения СГ с амплитудно-фазовым компаундированием

Недостатком представленной схемы является наличие трансформатора компаундирования, который значительно ухудшает массогабаритные характеристики СГ в целом.

§ 1.2.5. Бесщеточные системы возбуждения СГ

При возбуждении СГ через контактные кольца необходимо обслуживание этих колец (замена щеток, удаление угольной пыли, шлифовка колец). При большой мощности машин увеличивается диаметр контактных колец и угольные щетки снашиваются быстрее. При выполнении СГ на повышенную скорость вращения также повышается износ щеток, необхо-

дима более точная балансировка ротора. Указанные недостатки устраняются при использовании бесщеточных систем возбуждения.

На рисунке 1.2.7 представлена схема бесщеточного возбуждения СГ, разработанного в ПАО «Силовые машины».

Рисунок 1.2.7. Система бесщеточная диодная СБД с тиристорным возбуждением возбудителя (ПАО «Силовые машины»)

На схеме рисунка 1.2.7 изображено: AVR-1, AVR-2 - автоматические регуляторы возбуждения основного и резервного каналов соответственно; G - генератор; GE - возбудитель; QS1, QS2, QS3, QS4 - разъединители; QE - автомат гашения поля; FV - тиристорный разрядник; TE1, TE2 -выпрямительные трансформаторы; TA1, TA2, TУ1, TУ2 - измерительные трансформаторы тока и напряжения основного и резервного каналов; TAf1, TAf2 - датчики тока возбуждения возбудителя.

§ 1.2.6. Тиристорные системы возбуждения асинхронизированных синхронных машин

Тиристорные системы возбуждения применяются также для асин-хронизированных синхронных машин. Пример - структура системы возбуждения и пуска асинхронизированного синхронного компенсатора АСК-100. Фотография компенсатора при сборке его в ПАО «Силовые машины» представлена на рисунке 1.2.8.

Рисунок 1.2.8. Асинхронизированный компенсатор АСК-100 в процессе сборки на заводе

АСК-100-4 имеет мощность 100 МВт, напряжение 20 кВ, частоту 50 Гц. Два комплекта этих устройств вместе с полупроводниковыми системами пуска и возбуждения разработаны и изготовлены на заводе «Электросила», установлены на подстанции Бескудниково (Мосэнерго).

На рисунке 1.2.9 представлена схема пуска и возбуждения синхронного компенсатора АСК-100.

Рисунок 1.2.9. Схема пуска и возбуждения компенсатора АСК -100

В соответствии со схемой рисунка 1.2.9 компенсатор имеет на роторе две обмотки возбуждения, оси которых ортогональны. Ось одной обмотки (продольной) совпадает с осью d ротора, ось другой обмотки (поперечной) совпадает с осью q. Продольная обмотка рассчитана на непрерывную работу и выполнена на большую мощность, а поперечная обмотка рассчитана на кратковременную работу и выполнена на меньшую мощность. При постоянных токах возбуждения машина работает как синхронная. При соответствующем исполнении возбудителей обмотки возбуждения могут создавать вращающееся магнитное поле. Машина в этом случае работает как асинхронная с фазным ротором, и осуществляется регулирование ее частоты вращения в небольшом диапазоне. Эта возможность используется для повышения устойчивости энергосистем и для решения других задач. Питание обмоток возбуждения осуществляется от двух реверсивных тиристорных мостов.

§ 1.3. Транзисторные системы возбуждения СГ

§ 1.3.1. Транзисторная система возбуждения фирмы Siemens

Для эффективной стабилизации напряжений синхронных генераторов и электросетей, для обеспечения других режимов работы СГ в системах возбуждения обычно предусматриваются значительные форсировки по напряжениям и токам [30].

При использовании в системах возбуждения тиристорных выпрямителей требуемые кратности форсировок по напряжению возбуждения обеспечиваются путем увеличения угла управления тиристорами в номинальном режиме. В этом случае тиристорный выпрямитель работает с низким коэффициентом мощности. При этом тиристорный мост и питающий его трансформатор рассчитываются на повышенную полную мощность. Другой недостаток тиристорных возбудителей - искажения токов и напряжений питающей сети. К недостаткам тиристорных возбудителей можно отнести также то, что при КЗ обмотки статора СГ перевод возбудителя в инверторный режим работы осуществляется сравнительно медленно - около половины периода напряжения сети.

Транзисторные системы возбуждения позволяют устранить или смягчить указанные недостатки. Одно из технических решений по тран-

зисторным возбудителям СГ предложено фирмой Siemens [134]. Схема возбудителя и его фотография представлены на рисунке 1.3.1.

Рисунок 1.3.1. Транзисторная система возбуждения для синхронных генераторов SIPOL (Siemens)

В возбудителе для питания обмотки возбуждения СГ используется двухполярный транзисторный ШИП. При этом ШИП получает питание от трехфазного диодного выпрямителя. Диодный выпрямитель во всех режимах работает с коэффициентом мощности, близким к 1. Форсировки по напряжению обеспечиваются путем регулирования скважности ШИП.

К недостаткам схемы рисунка 1.3.1 можно отнести отсутствие в звене выпрямленного напряжения чоппера и защитного резистора (эти элементы необходимы для защиты от перенапряжений на конденсаторе ШИП при гашении магнитного поля СГ). Устройство поглощения энергии (резистор, автомат гашения поля) необходимо для защиты оборудования от токов короткого замыкания и от перенапряжений. Отсутствие поглотителя энергии в возбудителе позволяет сделать вывод, что оно существует в комплекте оборудования СГ. При этом гашение поля СГ при КЗ не может быть выполнено транзисторным возбудителем, так как эту энергию нельзя передать в питающую электросеть через диодный выпрямитель.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Дикун Ирина Александровна, 2018 год

Литература

1. Адкинс Б. Общая теория электрических машин // М. - Л.: ГЭИ. 1970

- 271 с.

2. Алексеев А. Е. Костенко М. П. Турбогенераторы. Л-М, ГЭИ, 1939г.

3. Алексеева М. М. Машинные генераторы повышенной частоты // Л.: Энергия, 1967.

4. Арриллага Дж., Брэдли Д., Боджер П. Гармоники в электрических системах // М.: Энергоатомиздат, 1990.

5. Аршунин С. А., Голов П. В., Антипова Н. А., Лабунец И. А., Шака-рян Ю. Г., Сокур П. В. Применение асинхронизированных турбогенераторов на электростанциях "Мосэнерго" // Электротехника. - 2010. - № 2. -С. 14-18.

6. Атабеков Г. И. Линейные электрические цепи. Ч. 1. // М.: Энергия, 1978.

7. Балакшина Л. В., Черевко А. И. Теоретические основы электротехники // Фил. "Севмашвтуз" ГОУ ВПО "Санкт-Петербургский гос. Морской технический ун-т" в г. Северодвинске. -Архангельск, 2011.

8. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники // М.: Высш. шк., 1973.

9. Богуславский И. З., Коровкин Н. В. Неустановившиеся режимы асинхронных машин с нессимметричной клеткой./ Известия российской академии наук. Энергетика. - 2015 г. С. 57-68.

10. Бормотов А., Гришанин А., Мартыненко В., Мускатиньев В., Чи-биркин В. Современные силовые полупроводниковые приборы для энергоэффективных технологий / Электротехника: Наука, Технология, Бизнес 4/2010. С. 36-44.

11. Бурмистров А. А., Фадеев А. В. Средства управления и регулирования возбуждения асинхронизированных турбогенераторов // Электротехника.

- 2010. - № 2. - С. 43-51.

12. Ваганов М. А., Пименова И. А. Активное и индуктивное сопротивления стержня прямоугольного сечения, расположенного в пазу / Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ", №5, 2014. -С.38-44.

13. Ваганов М. А., Пименова И. А. Оптимизация расчетов электрических машин переменного тока / Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2013.

14. Ваганов М. А., Пименова И. А. Особенности синхронного неявно-полюсного генератора при учете активного сопротивления обмотки статора / Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». №8, 2013. -С.49-54.

15. Ваганов М. А., Пантюхов Д. С., Пименова И. А. Определение основных размеров асинхронного двигателя и расчет его обмотки статора / Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ", №2, 2013. -С. 49-56.

16. Ваганов М. А., Пименова И. А. Моисеева Ю. М., Синхронный не-явнополюсный двигатель при учете активного сопротивления обмотки статора / Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ", №3, 2014. - С.59-65.

17. Вагнер К. Ф., Эванс Р. Д. Метод симметричных составляющих и его применение к расчету аварийных токов // Л.; М.: Энергоиздат, 1933. - 183 с.

18. Важнов А. И. Электрические машины // Л.: Энергия, 1969. - 768 с.

19. Володарский Л. Г. Результаты испытаний асинхронизированных компенсаторов типа АСК-100-4УХЛ4 на ПС 500 кВ Бескудниково / Володарский Л. Г., Довганюк И. Я., Мнев Р. Д., Плотникова Т. В., Сокур П. В., Тузов П. Ю. // Электрические станции. - 2013. - № 7. - С. 28-36.

20. Вольдек А. И. Электрические машины // Л.: Энергия - 1974. - 840 с.

21. Воронов Г. Г., Хуторецкий Г. М. Шестифазные турбогенераторы // Электросила. Л.: Энергия. 1970. - № 28.

22. Гвоздев Д. Б., Дроздов А. В., Кочкин В. И., Крайнов С. В. Статические устройства управления режимами энергосистем // Электрические станции. - 2011. - № 8. - С. 32-45.

23. Глебов И. А. Системы возбуждения синхронных генераторов с управляемыми преобразователями. Изд. АН СССР, 1960.

24. Глебов И. А. Системы возбуждения мощных синхронных машин // -Л.: Наука. Ленингр. отд-ние, 1979. - 313 с.

25. Глебов И. А. Электромагнитные процессы систем возбуждения синхронных машин // -Л.: Наука. 1987. - 344 с.

26. Глебов И. А., Логинов С. И. Основные направления развития работ в области систем возбуждения синхронных двигателей / Электричество. 1965. № 11. С. 5-10.

27. Глебов И. А., Шулаков Н.В., Крутяков Е. А. Проблемы пуска сверхмощных синхронных машин // Л.: Наука, 1988.

28. Глушаков В. В., Григорян А. С., Пименова И. А. Алгоритмы управления транзисторными источниками постоянного напряжения при их параллельной работе / Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ" №2, 2016.

29. Горев А. А. Переходные процессы синхронной машины // ГЭИ. -1950.

30. ГОСТ 21558-2000. Межгосударственный стандарт. Системы возбуждения турбогенераторов, гидрогенераторов и синхронных компенсаторов. Дата введения 2003-07-01.

31. ГОСТ Р 53986-2010 (ИСО 8528-3:2005) Электроагрегаты генераторные переменного тока с приводом от двигателя внутреннего сгорания. Часть 3. Генераторы переменного тока.

32. ГОСТ Р 54147-2010. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.

33. Григорян А. С., Пименова И. А., Пронин М. В. Транзисторный источник напряжения для автономной ЭЭС / АЭП-2016, Россия, Пермь.

34. Демирчян К. С., Бутырин П. А. Моделирование и машинный расчет электрических цепей // М.: Высш. шк., 1988. - 336 с.

35. Демирчян К. С., Нейман Л. Р., Коровкин Н. В., Чечурин В. Л. Теоретические основы электротехники. В 3т. // - М.; СПб.; Нижний Новгород; Воронеж: Питер, 2004. - 463 с. - 576 с. - 377 с.

36. Довганюк И. Я. Концепция построения системы управления возбуждением асинхронизированных турбогенераторов / Довганюк И. Я., Лабу-нец И. А., Плотникова Т. В., Сокур П. В., Шакарян Ю. Г. // Электротехника. -2010. - № 2. - С. 30-35.

37. Довганюк И. Я. Асинхронизированные машины как средство про-тивоаварийного управления и регулирования частоты в энергосистеме / Дов-ганюк И. Я., Лохматов А. П., Плотникова Т. В., Сокур П. В., Тузов П. Ю., Шакарян Ю. Г. // Электрические станции. - 2011. - № 9. - С. 32-36.

38. Довганюк И. Я. Анализ систем возбуждения гидрогенераторов ГАЭС, работающих с переменной частотой вращения / Довганюк И. Я., Мнев Р. Д., Плотникова Т. В., Сокур П. В., Тузов П. Ю. // Электротехника. -2012. -№ 6.

39. Домбровский В. В., Хуторецкий Г. М. Основы проектирования электрических машин переменного тока // Л.: Энергия, 1974. - 504 с.

40. Жерве Г. К. Промышленные испытания электрических машин // Л.: Энергоатомиздат, 1984.

41. Зиновьев Г. С. Основы силовой электроники: учеб. пособие // Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004. - 672 с.

42. Иванов-Смоленский А. В. Электрические машины // М.: Энергия, 1980.

43. Казовский Е. Я. Переходные процессы в электрических машинах переменного тока // М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1962. - 624 с.

44. Казовский Е. Я., Данилевич Я. Б., Кашарский Э. Г., Рубисов Г. В. Аномальные режимы работы крупных синхронных машин / Л. "Наука", 1969. 429 с. (рассмотрены внезапные КЗ, перегрузка по току, несимметричная нагрузка, форсировка возбуждения, асинхронные режимы, набросы и сбросы нагрузки, несинхронные включения, работа с пульсирующей нагрузкой...).

45. Калантаров П. Л., Нейман Л. Р. Теоретические основы электротехники // Л.; М.: Государственное энергетическое издательство, 1951.

46. Коваленко В. П. Автоматическое регулирование возбуждения и устойчивость судовых синхронных генераторов. Л.: Судостроение, 1976.

47. Ковалев Л. К., Ковалев К. Л., Тулинова Е. Е., Иванов Н. С. Многополюсные синхронные генераторы с постоянными магнитами для ветроэнергетических установок // Электричество. -2013.- № 8. - С. 2-8.

48. Ковач К. П., Рац И. Переходные процессы в машинах переменного тока / М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. 744 с.

49. Козярук А. Е., Плахтына Е. Г. Вентильные преобразователи в судовых электромеханических системах // Л.: Судостроение, 1987. - 192 с.

50. Копылов И. П. Математическое моделирование электрических машин // М.: Высш. шк., 1987. - 248 с.

51. Копылов И. П. и др., Проектирование электрических машин под ред. И. П. Копылова в 2 ч. / - М.: Энергия, 1980. - Кн. 1. - 464 с.; кн. 2. -384 с.

52. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров // М.: Наука, 1978.

53. Костенко М. П. Электрические машины. Специальная часть // Л.; М.: Госэнергоиздат, 1949, - 712 с.

54. Костенко М. П., Пиотровский Л. М. Электрические машины // Л.: Энергия, 1958. - Ч. I. - 464 с.; Ч. II. - 646 с.

55. Кузин М.Е., Нахди Т., Кистанова Е.В., Пронин М.В., Воронцов А.Г. Особенности моделирования электрических систем в SIMULINK и методами их расчета по взаимосвязанным подсистемам / Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ", №7, 2011. -С.88-95

56. Лабунец И. А., Плотникова Т. В. Сопоставительные исследования электромашинных компенсаторов реактивной мощности с различными вариантами систем возбуждения // Вестник ВНИИЭ. - 2004.

57. Лайбль Т. Теория синхронной машины при переходных процессах // М.; Л.: Госэнергоиздат, 1957. - 168 с.

58. Лайон В. Анализ переходных процессов в электрических машинах переменного тока методом симметричных составляющих // М.; Л.: Госэнергоиздат, 1958. - 400 с.

59. Логинов А. Г., Фадеев А. В. Микропроцессорный автоматический регулятор типа АРВ-М для систем возбуждения АО "Электросила" // Электротехника. - 2001. - № 9.

60. Лютер Р. А. Расчет синхронных машин / Р. А. Лютер. - Л.: Энергия, 1979. - 272 с.

61. Мнев Р. Д., Плотникова Т. В., Сокур П. В. Испытания асинхронизи-рованных компенсаторов на подстанции "Бескудниково" // Энергия единой сети. - 2013. - № 1 (6).

62. Нейман Л. Р., Калантаров П. Л. Теоретические основы электротехники // Л.; М.: Госэнергоиздат, 1959.

63. Новожилов А. Н., Горюнов В. Н., Новожилов Т. А., Акаев А. М. Моделирование токов в обмотках синхронного компенсатора при витковом замыкании в обмотке статора./ Proceedings of the International Scientific and Practical Conference. - 2015 г. С. 120-125.

64. Новожилов А. Н., Горюнов В. Н., Новожилов Т. А., Акаев А. М. Моделирование токов в обмотках синхронного компенсатора при витковом замыкании в обмотке статора / Электротехника. 2016. №4. С. 199-201.

65. Новожилов В. Ю., Пронин М. В., Воронцов А. Г. и др. ГАЭС с асинхронизированными генераторами-двигателями и ПЧ среднего напряжения // Новое в российской электроэнергетике. - 2012. - № 7.

66. Пименова И. А., Глушаков В. В., Пронин М. В., Воронцов А. Г. Разработка, моделирование и исследование транзисторного преобразователя для

питания сети постоянного напряжения / Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ". №7, 2015.

67. Пименова И. А., Григорян А. С., Пронин М. В., Воронцов А. Г. Разработка, моделирование и исследование транзисторного преобразователя для питания сети 400 В, 50 Гц / Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ". №5, 2015.

68. Пиотровский Л. М. Электрические машины // - М.; Л.: ГОСЭНЕРГОИЗДАТ, 1958.

69. Плахтына Е. Г. Математическое моделирование электромашинно-вентильных систем // Львов. ун-т, 1986. - 164 с.

70. Поляхов Н. Д., Приходько И. А, Карачев А. А., Логинов А. Г., Бурмистров А. А., Хлямков В. А. Российские и зарубежные системы возбуждения синхронных генераторов // Изв. СПбГЭТУ "ЛЭТИ", сер. Электротехника, 2009. - 33 с.

71. Постников И. М. Обобщенная теория и переходные процессы электрических машин // М.: Высш. шк. 1975. - 319 с.

72. Пронин М. В. Электромеханотронные системы. Создание на основе комплекса уточненных быстродействующих моделей / LAP LAMBERT Academic Publishing, 2011. -216 с.

73. Пронин М. В. Разработка моделей электромеханотронных систем на языке С++ в среде ComSim / Пронин М. В., Воронцов А. Г., Пименова И. А., Григорян А. С. и др. // 95 лет отечественной школе электропривода: тр. науч. -метод. конф. - СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2017. - 172 с.

74. Пронин М. В., Воронцов А. Г. Силовые полностью управляемые полупроводниковые преобразователи (моделирование и расчет) / СПб.: ОАО «Силовые машины». - 2003. - 172 с.

75. Пронин М. В., А. Г. Воронцов. Электромеханотронные комплексы и их моделирование по взаимосвязанным подсистемам // СПб., изд-во "Ладога", 2017 г., - 220 с.

76. Пронин М. В., Воронцов А. Г., Кузин М. Е. Связь электрических и гидравлических процессов в ГЭС и ГАЭС с синхронными машинами / Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». - 2011. С. 43-48.

77. Пронин М. В., Воронцов А. Г., Глушаков В. В, Пименова И. А., Григорян А. С. Системы самовозбуждения синхронного генератора с двух-полярным и однополярным ШИП / Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ". №1, 2016.

78. Пронин М.В., Воронцов А.Г., Григорян А.С., Дикун И.А., Глуша-ков В.В. Методические рекомендации по практическим и лабораторным работам дисциплины "Моделирование электромеханотронных систем" / СПб., изд-во "Ладога", 2018 г., 38 с.

79. Пронин М. В., Воронцов А. Г., Григорян А. С., Пименова И. А. Модель синхронной машины с транзисторным возбудителем для анализа нормальных режимов, внешних и витковых замыканий // Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ". - 2016. - № 6 - 2016. - С. 61-68.

80. Пронин М. В., Воронцов А. Г., Григорян А. С., Пименова И. А., Усовершенствования транзисторной системы самовозбуждения синхронного генератора / 95 лет отечественной школе электропривода: труды науч. -метод. Конференции - СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2017. - 172 с.

81. Пронин М. В., Воронцов А. Г., Калачиков П. Н., Емельянов А. П. Электроприводы и системы с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями / - СПб.: ОАО "Силовые машины" "Электросила", 2004. -252 с.

82. Пронин М. В., Воронцов А. Г., Шелюх В. Ю., Пименова И.А., Григорян А. С. Моделирование и исследование транзисторной системы самовозбуждения синхронного генератора / Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ". №10, 2015, С. 50-56.

83. ПУЭ - Правила устройства электроустановок. Седьмое издание (Глава 5.2. Генераторы и синхронные компенсаторы. Система возбуждения).

84. Самосейко В. Ф., Гельвер Ф. А., Хомяк В. А., Хайров Д. А. Синхронные машины с анизотропной магнитной проводимостью ротора. Методика проектирования. Алгоритмы управления / Под редакцией Самосейко В. Ф. - СПб.: ФГУП "Крыловский государственный научный центр", 2016. 174 с.

85. Степанов В. М., Карпунин Д. А. Анализ конструктивных схем и работоспособности систем возбуждения синхронных генераторов / Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 10, 2015. С.208-213.

86. Стечкин С. Б., Субботин Ю. Н. Сплайны в вычислительной математике // - М.: Наука, 1976.

87. СТО 59012820.29.160.20.001-2012. Требования к системам возбуждения и автоматическим регуляторам возбуждения сильного действия син-

хронных генераторов / ОАО "Системный оператор единой энергетической системы". Утвержден 03.04.2012.

88. Сыромятников И. А. Режимы работы синхронных генераторов // -М.; Л.: Госэнергоиздат, 1952. - 240 с.

89. Татаринов Д. Е., Григорян А. С., Пименова И. А. Обеспечение электромеханической совместимости в частотно-регулируемых асинхронных электроприводах при регулировании частоты ШИМ // Вестник ЮжноУральского государственного университета. Серия: Энергетика - 2016. - Т. 16. - № 1. - С. 80-86.

90. Шакарян Ю. Г. Асинхронизированные синхронные машины // - М.: Энергоатомиздат, 1984.

91. Шакарян Ю. Г. Опыт эксплуатации асинхронизированного компенсатора мощностью 100 МВт / Ю.Г. Шакарян и др. // Новое в российской электроэнергетике. - 2013. - № 12. - С. 28-36.

92. Юрганов А. А., Кожевников В. А. Регулирование возбуждения синхронных генераторов // - СПб.: Наука, 1996. -138 с. (методика эквиваленти-рования сети электростанции, устойчивость СГ в энергосистеме, регуляторы возбуждения, аппаратура для их наладки)

93. Boldea I., Synchronous Generators / Boca Raton: CRC Press, 2005. - 448 p.

94. Adouni A., Chariag D., Diallo D., Delpha C., Sbita L. Statistical Analysis of Current-based Features for Dip Voltage Fault Detection and Isolation / IE-C0N-2017, Beijing, China.

95. Ankit P. Shah, Axaykumar J. Mehta. Direct Power Control of Grid-Connected DFIG Using Variable Gain Super-Twisting Sliding Mode Controller for Wind Energy Optimization / IEC0N-2017, Beijing, China.

96. Bensmaine F., Barakat A., Tnani S., Champenois G., Mouni E. Energy Optimization of Synchronous Generators by Using a Dual Control / 978-1-46730142-8, 2012 IEEE.

97. Burmistrov А., Popov Е., Urganov А. et al. Estimation of efficiency of modern excitation controllers of synchronous machines in the conditions of physical model of a complex power system and suggestion of estimation technique and criteria as an addition to the IEC standard / Proceedings CIGRE Session 2012, C2-103.

98. Chen Z., Mao C., Wang D., Lu J., Zhou Y. Design and Implementation of Voltage Source Converter Excitation System to Improve Power System Stability / IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, VOL. 52, NO. 4, JULY/AUGUST 2016.

99. Chenghao Sun, Weiguo Liu, Ningfei Jiao, Zan Zhang, Jiayu Zhang, Yu Jiang. Design and Characterization of a Concentrated Winding based Two-Phase Brushless Exciter for Aircraft Wound-Rotor Synchronous Starter/Generator / IE-CON 2017, Beijing, China. P. 1882-1887.

100. Drobkin B. Z., Vorontsov A. G., Pronin M. V., Krutyakov Y. A., Pavlov P. A. Debugging of microprocessor-based control systems of electric drives using mathematical models / EPE 2003, Toulouse, Fr.

101. Drobkin B. Z., Pronin M. V., Krutyakov E. A., Vorontsov A. G. Thyristor starters for ASK-100 asynchronized compensators / Power Technology and Engineering. 2010. Vol. 44, № 5. P. 411-415.

102. Drobkin B., Pronin M., Vorontsov A., Krutyakov E. Application of mathematical models for debugging the control systems of drives with synchronous machines // EPE-PEMC 2004, Riga, Lv. P.1-7.

103. Erceg G., Erceg R. Specific applications of the transistor converter in excitation systems of synchronous generators / Electrical and Computer Engineering, Canadian Conference, vol.2, 2001. pp.887-890.

104. Fundamentals of Excitation Systems / ABB, Operation and Maintenance Training, 2010.

105. Gerada, C., Bradley K., Summer M. Winding turn-to-turn faults in permanent magnet synchronous machine drives / Industry Applications Conference, Fourtieth IAS Annual Meeting, Conference Record of the 2005 , vol.2. - pp.10291036.

106. Glushakov V. V., Grigoryan A. S., Pimenova I. A., Vorontsov A. G., Pronin M. V. High-speed Model of System with Modular Multilevel Inverter // ElCon 2017, St. Petersburg, Russia.

107. Grigoryan A., Pimenova I., Pronin M., Shelyuh V. Self-Excitation Systems of a Synchronous Generator with a bipolar and unipolar PWM DC-DC Converters // EPE-2016, 5-9 September 2016, Karlsrue/Germany.

108. Günther K., Tourou P., Sourkounis C. Alternative Start-Up and Control of a DFIG-DCM / IECON-2017, Beijing, China.

109. Haddad R. Z., Strangas E. G. Detection of static eccentricity and turn-to-turn short circuit faults in permanent magnet synchronous AC machines / SDEMPED 2015. - pp.277-283.

110. Hao Liangliang, Sun Yuguang, Qiu Ami. Analysis on the negative sequence impedance directional protection for stator internal fault of turbo generator / Electrical Machines and Systems (ICEMS), International Conference, 2010. -pp.1421-1424.

111. Harsjo J., Bongiorno M. Modeling and harmonic analysis of a permanent magnet synchronous machine with turn-to-turn fault / EPE ECCE-Europe, 2015. -pp.1-10.

112. Hejie Li, Zhihui Chen, Jincai Li, Zhuoran Zhang. Current Ripple Reduction of Aircraft Start Generators in the Starting Mode with Variable Switching Frequency Method / IECON 2017, Beijing, China. P. 4124-4129.

113. Jiadan Wei, Yuanyu Yang, Bo Zhou, Jiacheng Xue. The Integrated Method of AC Excitation and Highfrequency Signal Injection for the Sensorless Starting Control of Brushless Synchronous Machines / IECON 2017, Beijing, China. P. 4188-4193.

114. Jiangbiao He, Somogyi C., Strandt A., et al. Diagnosis of stator winding short-circuit faults in an interior permanent magnet synchronous machine / ECCE 2014. - pp.3125-3130.

115. Jiangbiao He, Strandt A., Manarik A., et al. Diagnosis of stator short-circuit faults in an IPM synchronous machine using a space-vector pendulous oscillation method / IEMDC 2013. - pp.727-733.

116. Krause P.C., Wasynczuk O., Sudhoff S. D. Analysis of electric machinery and drive systems / USA: IEEE PRESS, 2002.

117. Li P., Zhang J., Wang J., Cai X. DC Bus Current Optimization Control Strategy in DFIG Wind Power Systems with Current Source Converter / IECON-2017, Beijing, China.

118. Liu Mingji, Song Meihong, Samba D., et al. Analysis and detection of turbo-generator stator turn-to-turn fault with multi-loop method / Electrical Machines and Systems (ICEMS), 2011 International Conference, 2011. - pp.1-5.

119. Loginov A. G., Burmistrov A. A. et al. Excitation Systems of Asynchronized Turbogenerators // Russian Electrical Engineering, 2010, Vol. 81, No. 2, pp. 79-85.

120. Noland J. K., Lundin U. Step time response evaluation of different synchronous generator excitation systems / 978-1-4673-8463-6/2016 IEEE.

121. Padmanabhan Sampath Kumar, Lihua Xie, Kyaw Thiha, Boon-Hee Soong, Viswanathan Vaiyapuri, Sivakumar Nadarajan. Rotor Mounted Wireless Sensors for Condition Monitoring of Brushless Synchronous Generator / IECON 2017, Beijing, China. P. 3221-3226.

122. Park R. H. Two-Reaction Theory of Synchronous Machines. Tr. AIEE,

1930.

123. Patin N., Vido L., Monmasson E., Louis J.-P. Control of a DC generator based on a Hybrid Excitation Synchronous Machine connected to a PWM rectifier / IEEE ISIE 2006, July 9-12, 2006, Montreal, Quebec, Canada.

124. Peiyuan Li, Jianwen Zhang , Jiacheng Wang, Xu Cai. DC Bus Current Optimization Control Strategy in DFIG Wind Power Systems with Current Source Converter / IECON-2017, Beijing, China.

125. Pei Yulong, Chai Feng, Andrea Cavagnino, Silvio Vaschetto, Alberto Tenconi. Equivalent Permeability Method for Multiple Machine Analysis by a Single 2d-FEA Model / IECON 2017, Beijing, China. P. 1941-1946.

126. Penman J., Jiang H. The detection of stator and rotor winding short circuits in synchronous generators by analysing excitation current harmonics / Opportunities and Advances in International Electric Power Generation, International Conference (Conf. Publ. No. 419), 1996. - pp.137-142.

127. Pronin M. V., Voronsov A. G., Nahdi T., Pimenova I. A. Single-phase active rectifiers in a cascade frequency converter // Proceedings of the 16 th Mech-atronika 2014, Brno, Czech Republic, December 3-5, 2014. P. 119-123.

128. Pronin M. V., Vorontsov A. G., Pimenova I. A., Grigoryan A. S. A model of a synchronous machine with a transistor exciter for analysis of normal operations, external and turn-to-turn faults / IECON 2016, 2016.10.23-27, Firenze/Italy.

129. Pronin M. V., Vorontsov A. G., Gogolev G. A., Kuzin M. E. Electric and hydraulic process connection in hydraulic and pumped storage hydroelectric power stations / IECON 2013, Vienna, Austria. P. 2031-2036.

130. Ravanji M. H., Mostafa Parniani M. Stability Assessment of DFIG-Based Wind Turbines Equipped with Modified Virtual Inertial Controller under Variable Wind Speed Conditions / IECON-2017, Beijing, China.

131. Schaefer R.C. Application of static excitation systems for rotating exciter replacement / in Proc. IEEE Pulp and Paper Industry Tech. Conf., 1997, pp. 199— 208.

132. Shakaryan Y.G., Labunets I.A., Sokur P.V. et al. Experience in development in and operation of new types of turbogenerators with vector type excitation system for wide-range reactive power control / 43RD International conference on large high voltage electric systems 2010, CIGRE 2010.

133. Shah A. P., Mehta A. J. Direct Power Control of Grid-Connected DFIG Using Variable Gain Super-Twisting Sliding Mode Controller for Wind Energy Optimization / IEC0N-2017, Beijing, China.

134. SIPOL Transistorized Excitation Systems for Synchronous Generators / Siemens AG Power Generation, 2004.

135. Specific applications of the transistor converter in excitation systems of synchronous generators / G. Erceg; R. Erceg / 2001, pages: 887 - 890.

136. Static excitation system having capability of eliminating shaft vibrations of a generator and overvoltage when underexited (патент US 6795287 B2) / Chan Ki Kim, Hong Woo Ryu, Jin Yang No, Bo Soon An, Seok Jin Lee, Jin Cheol Shin / 21 сентября 2004.

137. Sudjoko R.I., Darwito P.A. Design and Simulation of Synchronous Generator Excitation System Using Buck Converter at Motor Generator Trainer Model LEM-MGS / 2017, ICAMIMIA.

138. Urresty J.-C. et al. Detection of inter-turns short circuits in permanent magnet synchronous motors operating under transient conditions by means of the zero sequence voltage / EPE 2011, pp.1-9.

139. Wang L., Lu Z., Peng J., Sun X. Influences on Subsynchronous Control Interaction from Different Wind Turbine Generators / IEC0N-2017, Beijing, China.

140. Wanjun Gao, Yunlong Luo, Lu Tian. Study of Aircraft Three-Stage Brushless Generator and Voltage regulator Based on Dymola / IECON 2017, Beijing, China. P. 4171-4175.

141. Zaleskis G., Gavrilovs M., Rankis I. Improvement of Self-Excitation Process in Synchronous Generator / 2014, RTUCON, Riga.

142. Zimmer H., M. Asmah W., Hanson J. Influences of Excitation Systems on the Dynamic Voltage Behavior of Power Systems / IPST International Conference on Power System Transients 2015, 15IPST222.

143. http://www.power-m.ru/ ПАО «Силовые машины»

144. http://new.abb.com/semiconductors/thyristors (23.03.2018)

145. https://library.e.abb.com/puWic/0ca513965c8c423f91686fd5c7722a4b/5 STP%2045Y8500_5SYA1079-02%20Oct%2016.pdf (23.03.2018)

146. http: //catalog.gaw.ru/index.php?page=component_detail&id=64316

147. http://leg.co.ua/arhiv/raznoe-arhiv/sudovye-elektricheskie-stancii-i-seti-11.html. Судовые электрические станции и сети.