ТВН - Ударный генератор 150 МВА и 300 МВА

Ударный генератор на 150 МВА

В лаборатории мощности отключения фирмы Мицубиси (Япония) установлен ударный генератор с типовой мощностью 150 МВА [127].

Генератор имеет следующие основные характеристики:
Номинальное напряжение Uн, кВ: при частоте 50 гц . . ...................................                 15
при частоте 60 гц .                                                 16,5
Трехфазная симметричная мощность короткого замыкания, МВА: в первую четверть периода .   4550
через три периода .                                                    3430
Максимальная симметричная мощность короткого замыкания, МВА: в первую четверть периода                 3410
через три периода .                                                        2500
Номинальное число оборотов, об/мин при частоте 50 гц....................... 1500
при частоте 60 гц ·............................................................................................... 1800
Реактивности генератора и постоянные времени имеют значения:

Обмотка статора выполнена двумя параллельными ветвями, 12 концов ее выведены для переключений схемы соединения. Ротор собран из отдельных дисков, стянутых четырьмя шпильками. Вес ротора — 130 т, статора — 270 т. Генератор имеет демпферную обмотку. Приводной двигатель — асинхронный с фазным ротором, 4000 квт, 6,6 кВ. Для начального разгона агрегата применен дополнительный асинхронный двигатель мощностью 37 квт, 420 в. Возбудительный агрегат состоит из основного возбудителя — генератора постоянного тока 375 в, 1333 а, мощностью 500 квт и приводного асинхронного двигателя 600 квт, 6,6 кВ, 745 об/мин. Подвозбудителем является генератор постоянного тока 250 в, 20 а, 5 квт.
Ударное возбуждение производится путем закорачивания балластного сопротивления в цепи возбуждения возбудителя. Управление опытом осуществляется при помощи программирующего устройства.

Ударный генератор на 300 МВА

В лаборатории разрывных мощностей фирмы Сименс—Шуккерт установлен ударный генератор [124] со следующими характеристиками: типовая мощность — 300 МВА, напряжение: при соединении в треугольник —  11 кВ, а при соединении в звезду — 19 кВ. Число оборотов (при 50 гц) —  750 об/мин. Вес корпуса статора — 190 т, вес пакетов железа —200 т, вес ротора — 225 т, общий вес ударного генератора в сборе — 680 т (включая обмотки). Для привода генератора применен асинхронный двигатель с фазным ротором. Для возбуждения в холостом режиме имеется возбудитель на 1400 а, при 170 в; для возбуждения в момент опыта — возбудитель на 14 000 а, при напряжении 1200 в. По данным работы [126] для генератора весом 680 т ударный момент вращения при коротком замыкании составляет 7 800 000 кг·м. Отдача на фундамент выражается ударом порядка 1 100 000 кг. Для уменьшения ударных нагрузок на фундамент при коротком замыкании статор установлен [124] на пружинных амортизаторах, дающих усадку в момент короткого замыкания до 40 мм. При сооружении лаборатории AEG строительным вопросам при сооружении фундамента для ударного генератора [131] было уделено серьезное внимание. Фундамент ударного генератора был выполнен из сильно напряженного железобетона. В фундамент было заложено около 300 т цемента, 2000 т песка и гравия и 150 т стальных конструкций. Размеры фундамента 20х12х6,5 м. Под фундамент, в грунт, забиты трубы, для подачи цементного раствора на случай усадки. Для уменьшения вибраций здания фундамент не связан с конструкцией здания. В другом случае [123] предусматривается также возможность изменения направления вращения ротора, что позволяет компенсировать возможную одностороннюю усадку грунта. С этой целью для привода ударного генератора применен двигатель постоянного тока, который может также служить возбудителем в период короткого замыкания.

Перспективы развития ударных генераторов лабораторий мощности отключения

В настоящее время мощность отдельного ударного генератора в ЛМО достигла 300 МВА. В то же время мощность силовых синхронных генераторов для электрических станций достигает 500, 800 и проектируется генератор на 1000 МВА и даже на 1400 МВА и выше. Очевидно, увеличение мощности отключения отдельного ударного генератора является очередной задачей исследования электромашиностроителей. Для увеличения мощности отключения, при испытании выключающих аппаратов, в настоящее время широко используются синтетические схемы испытания, рассмотренные в гл. VII.

  Улучшается возможность сетевых испытаний в энергосистемах большой мощности, хотя и в весьма ограниченных пределах. И все же следует учесть и изучить возможность испытания выключающих аппаратов на наиболее мощном генераторе, который производится в настоящее время промышленностью. При этом возникают трудности в эксплуатации такого генератора большой мощности, как это показано на примере генератора 300 МВА. Обсуждение этих проблем [112] и организация поисковых и проектных исследований, учитывая темпы наращивания мощности энергосистем, необходимы.
В связи с развитием энергосистем и тенденции к их объединению, увеличиваются мощности и к выключателям предъявляются более высокие требования в отношении надежности, отключающей способности и к значению номинальных токов, к изоляции и др. В табл. 8, взятой из работы [120], показаны требуемые номинальные токи выключателя при различных номинальных напряжениях.
Таким образом, задача повышения значений мощности отключения испытательных лабораторий является актуальной и требует дальнейших исследований.

Таблица 8
Уровни номинальных токов выключателей в функции рабочего напряжения, мощности генераторов и сетевой нагрузки

В табл. 9 приведены параметры ударных генераторов. Сравнение параметров обычных турбогенераторов и ударных генераторов мощностью 12 и 100 тыс. ква показывает, что ударные генераторы характеризуются малым реактивным сопротивлением.
Таблица 9
Сравнение параметров обычных турбогенераторов (ТГ) и ударных (испытательных) генераторов (ТИ)