ТВН - Ударный генератор ТИ-25-2

Ударный генератор ТИ- 25-2 служит источником мощности отключения для испытаний с мощностями не более 400—500 МВА и представляет трехфазную синхронную машину кратковременного действия (в зависимости от режима короткого замыкания от 0,15 до 5 сек).

Рис. 21. Пульт управления испытаниями в ЛМО ВЭИ на базе ударного генератора ТИ-12-2.

Генератор может работать в режиме внезапного короткого замыкания и в режиме ударного возбуждения. Во всех случаях работы амплитудное значение тока короткого замыкания не должно превосходить 55 000 а, действующее значение симметричного тока — 24 000 а.
Максимальная симметричная мощность короткого замыкания при соединении обмотки статора в звезду составляет 500 000 ква, при напряжении на зажимах перед моментом короткого замыкания 12 кВ.
Генератор допускает в схеме внезапного короткого замыкания четыре последовательных замыкания с амплитудой тока не более 55 000 а (действующее значение симметричного тока — 24 000 а), с интервалом, который может изменяться от 0,3 до 180 сек. Количество таких циклов в течение дня —  не более 8.
Генератор допускает работу в возбужденном состоянии, при номинальном напряжении на зажимах, не более 1,5 мин, перед каждым циклом. Повторение цикла возможно не ранее чем через 15 мин, в течение которых генератор должен работать в режиме холостого хода без возбуждения, при номинальной скорости вращения.
Допускается работа генератора в возбужденном состоянии при напряжении форсировки (12 кВ) не более 1 мин перед каждым циклом. Повторение цикла возможно не ранее чем через 30 мин, в течение которых генератор должен работать в режиме холостого хода без возбуждения, при номинальной скорости вращения.
Генератор допускает 10 внезапных коротких замыканий, с действующим значением симметричного тока не более 7250 а, следующих друг за другом с перерывом не меньше 15 мин, при условии его работы в это время на холостом ходу, без возбуждения и при номинальных оборотах.
Длительность каждого короткого замыкания не должна превышать 5 сек. Число циклов при этом (4 последовательных коротких замыкания с амплитудой не более 55 000 а) снижается до 4 в течение того же дня. Продолжительность каждого внезапного ударного короткого замыкания при напряжении 10—12 кВ — около 0,15 сек. При работе ударного генератора в схеме ударного возбуждения симметричный ток короткого замыкания не должен превышать 20 ка, а продолжительность ударного возбуждения — 1,5 сек. При проведении испытаний в схеме ударного возбуждения интервалы между испытаниями — не менее 15 мин, при условии работы без возбуждения на холостом ходу при номинальных оборотах.
Генератор может работать при соединении обмотки статора звездой и треугольником. Направление вращения генератора — по часовой стрелке, если смотреть со стороны привода.
Приводным двигателем является асинхронный трехфазный электродвигатель с фазным ротором, мощностью 850 квт, на напряжение 6000 в, с номинальным числом оборотов 3000 об/мин.

Рис. 22. Размеры ударного генератора ТИ-25-2.

Система вентиляции генератора ТИ-25-2 — радиальная, осуществляется по замкнутому циклу двумя пропеллерными вентиляторами, установленными на обоих концах ротора. Два воздухоохладителя генератора размещены по обе стороны корпуса генератора и закрыты кожухами. Воздухоохладители рассчитаны на отвод 180 квт потерь при расходе воды 70 м³/ч и воздуха 8 м³/сек. Генератор имеет 6 выводов. Габаритные размеры ударного генератора ТИ-25-2 показаны на рис. 22.
Конструкция генератора. Ударный генератор ТИ-25-2 [106] изготовляется в габаритных размерах активных частей турбогенератора с воздушным охлаждением мощностью 31 250 ква (25 000 квт при cos φ = 0,8).
Статор генератора представляет сварную конструкцию, выполненную из системы поперечных и продольных ребер. С внутренней стороны к поперечным ребрам приварены 18 стальных призм, служащих для сборки листов статора, из электротехнической стали. Сердечник статора состоит из 19 пакетов длиной 138 мм каждый. Между пакетами с помощью распорок создано 18 радиальных вентиляционных каналов шириной по 10 мм.
Обмотка статора — стержневая, корзиночного типа, с непрерывной микалентной компаундированной изоляцией класса В. Для измерения температуры обмотки, а также стали статора на дно паза и между стержнями уложены термометры сопротивления. Клинья пазов статора гетинаксовые.
Корпусная изоляция обмотки статора состоит из миканитовой гильзы толщиной около 1,2 мм, витковая — из стеклошпономикаленты толщиной 0,13 мм, выполненной в один слой вполнахлеста. Каждый виток обмотки ротора состоит из двух параллельных проводников размером 5,7 х21,5 мм. В каждом пазу непосредственно под клином располагается мощная демпферная клетка, состоящая в пазовой части из двух медных полос по 6 мм. Клинья пазов ротора — дюралюминиевые для тех пазов, в которых расположена обмотка возбуждения, и стальные магнитные — для пазов демпферной клетки в больших зубцах ротора.
Ротор ударного генератора изготовлен из цельной поковки, выполненной по техническим условиям на поковки роторов турбогенераторов мощностью 30 000 квт. В бочке ротора выфрезерованы 32 паза для укладки обмотки возбуждения.

Рис. 23. Габаритные размеры агрегатов к ударному генератору ТИ-25-2: а — возбудительного; б — подвозбудительного.

Вентиляция турбогенератора осуществляется с помощью двух пропеллерных вентиляторов, расположенных на валу ротора. Система вентиляции  радиальная, трехструйная: полный расход воздуха через генератор —  около 8 м³/сек. Подшипники ударного генератора — стояковые, выносные. На стойке подшипника со стороны контактных колец установлены щеткодержатели. Выводы обмотки статора расположены со стороны привода и для удобства подсоединения шинопроводов выведены на верх генератора. Воздухоохладители расположены горизонтально по обеим сторонам генератора и закрыты специальными воздухонаправляющими кожухами.
На рис. 23 приведены ориентировочные размеры возбудительного и подвозбудительного агрегатов.
Основные расчетные данные обмотки статора ТИ-25-2. Число пазов статора — 36; число стержней в пазу — 2; число параллельных ветвей обмотки — 1; соединения фаз — треугольник и звезда; число витков в фазе—12.
Основные расчетные технические данные ударного генератора ТИ-25-2: кажущаяся мощность модели — 31 250 ква; номинальное напряжение — 10 000 в; напряжение при форсировке возбуждения — 12 000 в; номинальный ток — 1810 а; максимальная симметричная мощность короткого замыкания при напряжении 12 кВ — 500000 ква; максимальная допустимая амплитуда тока при коротком замыкании — 55 000 а; максимальное допустимое действующее значение симметричного тока короткого замыкания — 24 000 а; максимальное действующее значение симметричного тока короткого замыкания в схеме ударного возбуждения — 20 000 а; номинальная скорость вращения — 3000 об/мин; номинальная частота — 50 гц.

Данные о реактивности (в процентах) ударного генератора ТИ-25-2:
Сверхпереходная реактивность ........................................................................  6,8
Сверхпереходная насыщенная реактивность..................................................... 4,1
Переходная реактивность ...........................................................................   ..... 17,7
Синхронная реактивность . . ............................................................................. 129
Реактивность обратного следования фаз........................................................... 7,7

Значения постоянных времени (в сек) ударного генератора ТИ-25-2:
Постоянные времени обмотки возбуждения при разомкнутой обмотке статора ..............               9,9
Постоянная времени обмотки возбуждения при трехфазном коротком замыкании          1,38
Постоянная времени обмотки возбуждения при двухфазном коротком замыкании         1,86
Постоянная времени периодической составляющей сверхпереходного тока при двух- и трехфазном коротком замыкании         0,17
Постоянная времени апериодической составляющей при двух- и трехфазном коротком замыкании             0,1 Величины потерь (в ква) при работе ударного генератора ТИ-25-2:
Потери короткого замыкания при токе короткого замыкания, равном номинальному     160
Потери холостого хода при номинальном напряжении . 228
Потери на возбуждение при номинальном напряжении и холостом ходе.... 20
Потери на возбуждение при внезапном коротком замыкании и напряжении форсировки               ...             732
Сумма механических потерь......................................................................... 200
Потери, отводимые воздухоохладителями........................................... 180

Рис. 24. Принципиальные электрические схемы агрегатов к ударному генератору ТИ-25-2:
а — подвозбудительного агрегата: Ш1, Ш2 — выводы шунтовой обмотки ГПТ; Я1 — вывод обмотки якоря генератора постоянного тока (ГПТ); C1, С2 и С3 —  выводы обмотки статора АД', Д2 — вывод обмотки добавочных полюсов ГПТ; б —  возбудительного агрегата: С1, С2, С3, С4, С5, С6 — выводы обмотки статора асинхронного двигателя АД; P1, P2 и Р3 —  выводы обмотки ротора АД: Я1 — вывод обмотки якоря генератора постоянного тока (ГПТ); Д2 — вывод обмотки добавочных полюсов ГПТ; Ш1 и Ш2  — выводы шунтовой обмотки ГПТ; С1 и С2 —  выводы сериесной обмотки ГПТ.

Для возбуждения ударного генератора ТИ-25-2 поставляется возбудительный и подвозбудительный агрегаты. Принципиальная электрическая схема возбудительного агрегата приведена на рис. 24, б. Возбудительный агрегат состоит из двух генераторов постоянного тока типа ГПС-1000-750, мощностью по 1000 квт каждый, маховика с маховым моментом около 62 тхм² и асинхронного электродвигателя типа ДАФ-1708- 8. Исполнение генератора —  открытое, с самовентиляцией. Цикл вентиляции — разомкнутый.

Основные технические данные возбудительного агрегата приведены в табл. 6.

Таблица 6
Основные характеристики возбудительного агрегата ударного генератора ТИ-25-2

Примечания. 1. Цифры в знаменателе соответствуют кратковременному режиму (3 сек). 2. Маховой момент маховика 62 m-м².
Возбудительный агрегат служит в качестве возбудителя ударного генератора только при работе последнего в режиме внезапного короткого замыкания при напряжении форсировки, а также в режиме ударного возбуждения. В режиме ударного возбуждения оба возбудительных генератора соединяются последовательно и на контактные кольца ударного генератора подается их суммарное напряжение порядка 900—1000 в.
В течение около 1,5 сек ток возбуждения и одновременно ток в обмотке статора, замкнутой испытуемым аппаратом, возрастает до величины соответственно 5650 и 20 000 а. После этого производится разрыв главной цепи и гашение поля генератора. При работе ударного генератора в режиме внезапного короткого замыкания при номинальном напряжении возбуждение его осуществляется подвозбудительным агрегатом (рис. 24, а,) который служит также источником независимого возбуждения для возбудительного агрегата.
Основные данные подвозбудительного агрегата, состоящего из генератора постоянного тока типа П-102 и асинхронного короткозамкнутого электродвигателя типа А-102-4, установленных на общей фундаментной плите, приведены в табл. 7.

Таблица 7
Основные параметры подвозбудительного агрегата ударного генератора ТИ-25-2