Стартовая >> Архив >> Генерация >> Эксплуатация генераторов

Эксплуатация синхронных генераторов - Эксплуатация генераторов

Оглавление
Эксплуатация синхронных генераторов
Элементы конструкции гидрогенераторов
Охлаждение гидрогенераторов
Системы возбуждения
Режимы работы гидрогенераторов
Развитие методов электромагнитного расчета гидрогенераторов
Вспомогательные устройства гидрогенератора
Дефекты статора гидрогенератора
Дефекты ротора гидрогенератора
Техническое обслуживание генераторного оборудования
Остановка агрегата, оборудование в резерве
Ремонты генераторного оборудования
Эксплуатация турбогенераторов
Конструктивные особенности турбогенераторов, вероятные повреждения
Конструктивные особенности ротора турбогенераторов
Система уплотнений вала турбогенераторов
Повреждения ротора турбогенераторов
Системы охлаждения турбогенераторов
Особенности пуска и набора нагрузки турбогенераторов
Нормальные режимы работы турбогенераторов
Турбогенераторы серии ТФ
Турбогенераторы серии ТВМ
Сверхпроводниковые турбогенераторы
Асинхронизированные синхронные генераторы
Турбогенераторы с воздушным охлаждением за рубежом
Диагностическое обслуживание генераторов электростанций
Оценка технического состояния гидрогенераторов
Новые отечественные методы диагностики гидрогенераторов
Новые направления и совершенствование систем диагностики турбогенераторов
Новые методы диагностики турбогенераторов
Экспертные системы диагностики генераторов

генераторы

На всех электрических станциях в качестве источников переменного тока используются синхронные генераторы. Мощность генераторов колеблется от нескольких киловатт для автономных установок до нескольких сотен тысяч киловатт для крупных электростанций. Различают турбогенераторы (первичный двигатель - паровая или газовая турбина) и гидрогенераторы (первичный двигатель - гидротурбина).
Синхронный генератор имеет две обмотки: обмотка возбуждения располагается на роторе, обмотка якоря - на статоре. При протекании через обмотку возбуждения постоянного тока полюсы создают постоянное магнитное поле чередующейся полярности. При вращении полюсов, а следовательно, и поля относительно проводников обмотки якоря в них будет индуцироваться переменная ЭДС, причем ЭДС отдельных проводников фазы суммируются. Если на якоре уложены три одинаковые обмотки, сдвинутые в пространство на электрический угол, равный 120°, то в этих обмотках будет индуцироваться трехфазная система фазных ЭДС. Частота этой ЭДС зависит от числа пар полюсов р и частоты вращения ротора. Если к трехфазной обмотке якоря присоединить нагрузку, то возникший ток создаст вращающееся магнитное поле якоря, частота вращения которого  . При замене частоты ее значением получим пп = пр (равенство частот вращения ротора и поля якоря, что и обусловило название синхронного генератора);
Поле возбуждения имеет ту же частоту вращения, что и ротор, поэтому результирующее поле, созданное совместным действием токов обмоток якоря и возбуждения, вращается с частотой ротора
Номинальные параметры генераторов. Завод-изготовитель выпускает генераторы для определенного длительно допустимого режима работы, который называется номинальным и характеризуется параметрами, номинальными для данного генератора и указанными на табличке, укрепленной на корпусе и в паспорте машины.
Номинальная полная мощность генератора, кВА, определяется как

Номинальная активная мощность генератора - наибольшая активная мощность, с которой работает генератор в комплекте с турбиной длительное время: Рном = Sном cosфном.
Номинальное напряжение - линейное (междуфазное) напряжение обмотки статора в номинальном режиме.
Номинальный ток статора - такое значение тока, при котором допускается длительная нормальная работа генератора при нормальных параметрах охлаждения и номинальных значениях мощности и напряжения.
Номинальный коэффициент мощности принимается равным 0,8 для генераторов мощностью до 125 MBA; 0,85 - для турбогенераторов мощностью до 585 MBA и гидрогенераторов до 360 MBA, 0,9 - для более мощных машин.
Номинальный ток ротора - наибольший ток возбуждения генератора, при котором обеспечивается отдача генератором его номинальной мощности.
Номинальная частота вращения, об/мин (для гидрогенераторов указывается и угонная частота вращения).
Также указываются: схема соединения обмоток, тип возбуждения, тип охлаждения, напряжение и ток обмотки возбуждения и некоторые другие параметры.

1. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГИДРОГЕНЕРАТОРОВ

Гидрогенераторы (ГГ), как и турбогенераторы, наиболее мощные электрические машины, характеризуются весьма низкими номинальными частотами вращения и потому превосходят все другие электрические машины по значениям вращающих моментов, по своим радиальным размерам и габаритам, массам вращающихся частей и общим массам машин, динамическим моментам инерции, нагрузкам на подшипники, расходу охлаждающего агента.
Разрез гидрогенератора СВ 1470/149-104 У4 (С - синхронный; В - вертикальный; 1470 - внешний диаметр активной стали статора, см; 149 - длина активной стали статора, см; 104 - число пар полюсов) показан на рис. 1.1.
Одним из главных факторов определяющих конструкцию ГГ, является положение оси его валопровода. По этому признаку ГГ разбиты на две группы: вертикальные и горизонтальные.
Гидрогенератор СВ 1470/149
Рис. 1.1 Гидрогенератор СВ 1470/149 - 104 У4:
1 - корпус статора;
2 - сердечник статора;
3 - воздухоохладитель;
4 - обмотка статора;
5 - полюс ротора;
6- тормоз;
7 - обод ротора;
8 - остов ротора;
9 - подпятник;
10 - вал-надставка;
11 - маслоприемник;
12 - генераторный подшипник;
13 - верхняя крестовина;
14 - отвод воздуха;
15 - опора статора;
16 - перекрытие шахты;
17 - перекрытие на уровне машзала.

Основные параметры гидрогенератора:

1. Исполнение - зонтичное.
2. Мощность - 91800/7800, кВА/кВт.
3. Напряжение - 13800, В.
4. Коэффициент мощности - 0,85,
5. Частота-50, Гц.
6. Номинальная частота вращения-57,7, об/мин.
7, Угонная частота -119, об/мин.
8. Ток статора - 3840, А.
9. Напряжение возбуждения-345, В.
10. Ток возбуждеиия-1185, А.
11. Возбуждение - тиристорное по схеме самовозбуждения.
12. Охлаждение - косвенное воздушное по замкнутому циклу.
13. Тип обмотки статора - двухслойная волновая [стержневая].
14. Число пазов - 624.
15. Соединение фаз - звезда.
16. Исполнение ротора - явнополюсное.
17. Число полюсов -104. (8. Количество щеток на контактных кольцах - 48, шт.
19. Расчетная монтажная масса в сборе - 447000, кг.

Подавляющее большинство ГГ выполняется с вертикальным валом, что обусловлено спецификой привода гидравлической турбины, нерентабельностью, а во многих; случаях и невозможностью создания ГТ больших размеров в горизонтальном исполнении по условиям обеспечения необходимых жесткостей статора и ротора, а также выполнения подшипников соответствующей грузоподъемности. Сборка, эксплуатация и ремонт крупных вертикальных машин осуществляются значительно легче, чем горизонтальных. Однако вертикальное положение валопровода приводит к появлению в конструкции гидрогенератора опорных элементов - подпятника и во многих случаях опорной крестовины, которые должны быть рассчитаны на восприятие усилий от массы вращающихся частей генератора и турбины, а также от реакции воды на ее рабочее колесо.
Вертикальные ГГ подразделяются на два основных типа: зонтичный с расположением подпятника под ротором на нижней крестовине или на подставке на крышке турбины (рис. 1.2), и подвесной, с подпятником, устанавливаемым над ротором, на верхней крестовине. Для ГГ с низкими и средними частотами вращения (до 150 об/мин) характерно в основном зонтичное исполнение, но есть примеры реализации при значительно более высоких частотах вращения и отмечается постепенный переход к зонтичному исполнению все более быстроходных машин.
Горизонтальное исполнение применялось в основном длят быстроходных ГГ, спариваемых с одной или двумя ковшовыми турбинами.
Для низконапорных русловых и приливных ГЭС применяются капсульные гидроагрегаты, состоящие из капсульного гидрогенератора и поворотно-лопастной турбины, совмещенные в одном корпусе и расположенные под водой. Единичная мощность капсульных гидроагрегатов не превышает 50 МВт, но при необходимости может быть значительно повышена.
По функциональной роли в энергосистеме ГГ делятся на две группы: генераторы обычного исполнения, предназначенные для выработки в сеть электрической энергии, и обратимые машины, в различное время работающие в генераторном (турбинном) или двигательном (насосном) режиме.
Гидрогенератор зонтичного исполнения
Рис. 1.2. Гидрогенератор зонтичного исполнения (разрез по aгpeгaтy):
1 - статор; 2 - ротор, 3 - маслоприемник; 4 - регуляторный генератор; 5 - генераторный подшипник; 6 - воздухоохладитель; 7 - подпятник; 8 - вал; 9 - штанги; 10 - сервомотор; 11 - лопатки направляющего агрегата; 12 - лекажный агрегат; 13 - направляющий подшипник

Оснащенные обратимыми гидроагрегатами гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) служат для покрытия пиков нагрузки энергосистем либо переводятся в режим потребления активной мощности, выравнивая общий график нагрузки системы и перекачивая воду из нижнего бассейна в верхний (аккумулирование).
Асинхронизированный тип гидрогенератора позволяет, в отличие от обычных синхронных машин, при вращении агрегата с различными скольжениями относительно синхронной скорости обеспечивать постоянную и номинальную частоту сети. Это достигается созданием бегущего относительно ротора с частотой скольжения магнитного поля возбуждения.
Несмотря на высокую стоимость и затрудненные условия обслуживания, асинхронизированные генераторы могут найти применение в системах, требующих особо высокой точности поддержания частоты.



 
« Эксплуатационные режимы водо-водяных энергетических реакторов   Эксплуатация электростанций, работающих при сверхкритических параметрах »
электрические сети