ГЛАВА ДЕСЯТАЯ
МАШИННЫЕ ПОМЕЩЕНИЯ
10-1. КОМПЛЕКТАЦИЯ АГРЕГАТАМИ
а) Испытательные агрегаты
Для питания испытательных установок машинное помещение комплектуется преобразовательными агрегатами с синхронными генераторами высокого и низкого напряжения 50 Гц и повышенной частоты, а также с генераторами постоянного тока.
Выбор и назначение испытательных генераторов и приводных двигателей приведен в гл. 6 Технические данные агрегатов приведены в табл. 6-4, 6-10.
Для испытаний при стандартной и повышенной частотах применяют, как правило, односкоростные синхронные генераторы. С целью поддержания у испытательных генераторов стандартной частоты (50 Гц) в качестве привода используются синхронные двигатели. Для генераторов повышенной частоты, у которых по условиям испытаний не требуется поддерживать стабильную частоту, может быть применен асинхронный привод. Применение в качестве привода двигателей постоянного тока (за исключением особых случаев), а также применение двухскоростных агрегатов 5(1/100 Гц экономически нецелесообразно (см. гл. 6).
Для двухскоростных генераторов малой мощности (60/120 кВА, 50/100 Гц) применяют двигатели постоянного или переменного тока (асинхронные).
При 50 периодных испытаниях трансформаторов коэффициент мощности нагрузки незначителен, порядка 0,1, поэтому мощность привозного двигателя получается в несколько раз меньше мощности испытательного генератора (см. гл. 6).Синхронные двигатели имеют относительно небольшой пусковой момент, поэтому мощность их должна быть достаточна для разгона генератора.
При испытаниях напряжением повышенной частоты коэффициент мощности находится в пределах 0,7—0,8, поэтому мощность приводного двигателя соизмерима с мощностью испытательного генератора повышенной частоты.
Для машин малой и средней мощности возбудители устанавливаются на общем валу с агрегатом.
Установка возбудителей на одном валу с основными машинами значительно удлиняет агрегат и усложняет планировку машинного помещения. Поэтому для крупных машин (500 кВА и выше), как правило, предусматривают отдельно стоящие возбудительные агрегаты.
Возбудительный агрегат состоит из генератора постоянного тока, приводного асинхронного электродвигателя, который в зависимости от мощности генератора может быть выполнен на 380 или 6 000 в. Для крупных синхронных машин возбудительный агрегат включает в себя два генератора: основной возбудитель и подвозбудитель.
В целях получения широкого диапазона регулирования напряжения испытательных генераторов возбудители выполняются с независимым возбуждением от сети постоянного тока.
Испытательные генераторы должны быть специального исполнения. Особенности исполнения и требования к ним указываются в технических заданиях заводу-изготовителю на разработку агрегатов.
Рис. 10-1. Общий вид машинного помещения.
Специальность исполнения вызывается работой генератора при малом cos φ, на который стандартные машины не рассчитываются, особым режимом нагрузки при испытании трехфазных и однофазных трансформаторов, в некоторых случаях необходимостью секционирования обмоток генераторов, а также специальными требованиями к форме кривой напряжения.
Искажение формы кривой напряжения должно быть не более 5% (по методике ГОСТ 183-55) при холостом ходе машины и по возможности при номинальной индуктивной нагрузке. В последнем случае необходимо задавать процентное содержание высших гармоник (3-й, 5-й и 7-й) в кривой нагрузочного тока. В техническом задании на агрегат необходимо указать нагрузку генератора при трехфазном и однофазном режиме работы и длительность испытаний.
Все генераторы в ходе испытаний могут подвергаться кратковременной перегрузке по току, которая примерно должна быть следующей: 1,75 номинального тока в течение 15 мин и 1,3 — в течение 2 ч.
Для регулирования напряжения используют два реостата: один — грубой, а другой — тонкой регулировки, которые включаются в цепь обмотки возбуждения возбудителя генератора. При регулировании напряжения от 0 до 40% номинального точность регулирования по ступеням должна быть порядка 3%. При регулировании напряжения от 40 до 120 % номинального точность регулирования по ступеням должна быть порядка 0,5 % Большая плавность регулирования напряжения может быть получена при использовании в качестве регулятора электромашинного усилителя.
Испытательные генераторы должны допускать перегрузку не только по току, но и по напряжению в пределах 20% номинального в течение 10—15 мин при номинальном индуктивном токе генератора.
Комплектно с агрегатом завод должен поставлять станции защиты и управления, регуляторы возбуждения, воздухоохладители, насосы и другое вспомогательное оборудование.
Все машины агрегата устанавливаются на фундаментной плите, которая входит в комплект поставки агрегата.
В машинном помещении устанавливаются также агрегаты с крупными машинами постоянного тока мощностью от 300 до 1 500 кВт в единице, напряжением 230—460 в. Эти машины в основном предназначены для нагрева обмоток трансформаторов перед испытанием их изоляции.
Кроме того, эти машины используются для питания приводных двигателей постоянного тока агрегатов машзала (см. гл. 6), а также для питания двигателей мостовых кранов сборочных цехов. На рис. 10-1 показан общий вид машинного помещения испытательной станции.
б) Агрегаты собственных нужд
Сети постоянного тока 110 и 220 в для питания цепей независимого возбуждения испытательных генераторов, цепей управления, сигнализации и других нагрузок испытательных стендов и машинного помещения подключают к агрегатам собственных нужд.
Сеть постоянного тока для подключения цепей независимого возбуждения получает питание от отдельных агрегатов со стабилизированным напряжением генератора.
Мощность генератора для питания цепей независимого возбуждения определяется суммарной мощностью, требуемой на возбуждение возбудителей (Рв.в) испытательных генераторов, с учетом коэффициента спроса kспр.
Коэффициент спроса учитывает неодновременность работы основных технологических агрегатов, степень их загрузки и использования в течение рабочего дня.
Рис. 10-2. Схема смазки подшипников под давлением. П — подшипник с комбинированной системой смазки; УП — указатель потока масла; М — манометр контактный; СР — струйное реле; ДВ — дотирующая втулка; ОК — обратный клапан; Н1 — насос маслоснабжения; Н2 — то же резервный; Ф — фильтр; МО — маслоохладитель; БМ — бак для масла.
Мощность агрегата для питания независимого возбуждения возбудителей можно подсчитать по следующей формуле:
Мощность возбудителей испытательных генераторов определяется заводами-изготовителями для cos φ= 0 или ориентировочно может быть подсчитана по следующим данным:
Воздухоохладители рассчитываются на давление воды не более 2 ат и температуру воды на входе не выше 25° С.
Охлаждающая вода подается насосом. При наличии в машинном зале более одного агрегата с замкнутым воздушным охлаждением, как правило, устанавливается один общий насос подачи воды в воздухоохладители. На водопроводе к каждому воздухоохладителю устанавливаются индивидуальные задвижки техводоснабжения с электрическим приводом.
Для машин, имеющих комбинированную систему смазки подшипников, система подачи масла под давлением состоит из бака для масла, маслоохладителя, фильтра очистки масла, рабочего и резервного насоса маслоснабжения.
Как правило, каждый крупный агрегат (например, агрегаты с генераторами типа ГСИ-15000-11 и ГСИ-30000-11) имеет индивидуальную систему подачи масла в подшипники под давлением. При наличии в машинном зале более одного агрегата этого типа бак масла устанавливается общий.
На рис. 10-2 приведена принципиальная схема смазки подшипников агрегата с генератором ГСИ-30000-11.
Если в машинном зале имеются агрегаты меньшей мощности, подшипники которых имеют комбинированную смазку, то для них обычно устраивают систему маслоснабжения с общим насосом (рабочий и резервный), маслоохладителем, фильтром очистки, баком, но при этом на каждом агрегате устанавливается индивидуальный вентиль с электромагнитным приводом.
Двигатели рабочего и резервного насосов маслоснабжения должны иметь независимые источники питания. Если оба двигателя на переменном токе (асинхронные), то питание их должно осуществляться с разных секций щита машинного зала на напряжении 220/380 в, 50 Гц. При невозможности обеспечения независимого питания каждого двигателя двигатель резервного маслонасоса выбирается на постоянном токе. Это условие обеспечивает надежность подачи масла в подшипники крупных агрегатов в аварийных режимах.
Насосы маслоснабжения, маслоохладители, воздухоохладители, фильтры очистки масла, станции управления двигателями насосов и задвижек поставляются в комплекте с агрегатом. Оборудование собственных нужд крупных агрегатов устанавливается или непосредственно в фундаменте агрегата, или около фундамента в подвальном помещении машинного зала. На рис. 10-3 приведен план размещения оборудования собственных нужд генератора типа ГСИ-30000-11. В непосредственной близости от этого оборудования размещается сборка станций управления двигателями насосов и задвижек.
в) Двигатели системы маслоснабжения и водоснабжения крупных агрегатов
В крупных машинных помещениях, где имеются машины с замкнутой системой воздушного охлаждения и комбинированной смазкой подшипников, представляющей сочетание кольцевой смазки и подачи масла под давлением, устанавливаются вспомогательные агрегаты, обслуживающие системы водо- и маслоснабжения. К ним относятся маслонасосы (рабочий и резервный), двигатели задвижек и фильтра масла, насосы водоснабжения.
Обычно для машин мощностью более 1 500 кВт применяют замкнутую систему воздушного охлаждения. При этом воздух циркулирует по замкнутому контуру, охлаждаясь в водяных воздухоохладителях. Воздухоохладитель представляет собой теплообменник, внутри которого протекает охлаждающая вода, а между трубами проходит воздух.
Рис. 10-3. Размещение оборудования собственных нужд агрегата с генератором типа ГСИ-30000-11.
1 — фундамент агрегата; 2 — фильтр дисковый, самоочищающийся однопатронный типа ФДЖ-80; 3 — бак масляный с маслоохладителем типа МОП-6-4-1020-2; 4 — насос шестеренный типа РЗ-7,5 с двигателем типа А-42-6; 5 — то же с двигателем типа П-41 (резервный); 6 — сборка АГП с гасительным сопротивлением.
