Выбор генератора и определение его геометрических параметров

 

Выбор генератора и определение его геометрических параметров производится в следующей последовательности:

1. Задавшись коэффициентом мощности генератора, определяем его требуемую полную мощность:

где – номинальная мощность генератора, Р – активная мощность гидротурбины, - предварительное значение коэффициента мощности. Таким образом, имеем:

2. Зная значение полной мощности гидрогенератора S и его синхронную частоту вращения n_с, по пособию [4]необходимо выбрать гидрогенератор, но т.к. из предложенного перечня ни один гидрогенератор не подошел, то необходимо подобрать и рассчитать генератор самим.

Определение основных размеров и параметров гидрогенератора

Определение расчетной мощности:

k – коэффициент, зависящий от cosφ. При cosφ =0, 8→ k=1, 08.

.

Определение числа полюсов:

где - синхронная частота вращения рабочего колеса, - частота в энергосистеме .

Определение удельной нагрузки:

Определение полюсного давления и диаметра ротора:

где - диаметр ротора; , – диаметр статора; А и α – эмпирические коэффициенты, по ([3], стр. 133, табл. 12.3), выбираем А=0, 451; α =0, 239).

Проверка на превышение предельной окружной скорости :

где - коэффициент разгона, по ([1], стр. 26, табл. 1.7) .

Диаметр ротора не должен быть меньше диаметра шахты , по ([1], стр. 59, табл. 4.1) > .

Определение условного объема машины :

где - коэффициент машины; R и y – коэффициенты, по ([3], стр. 133, табл. 12.3)R=8, 9; y=0, 105.

Определение длины сердечника статора из (4.8):

Т.к. и , то принимаем подвесной генератор.

Получим генератор СВ470/110 – 26.

Также для определения габаритов генератора необходимо рассчитать следующие параметры [3]:

Высота корпуса статора h_ст=(1, 7-1, 9) l_a=1, 8 ;

Диаметр корпуса D_ст=4, 7 м;

Диаметр активной стали D_a= D_i+(0, 5-0, 9)=4, 7+0, 7=5, 4 м;

Высота верхней крестовины h_вк=(0, 2-0, 25) D_i=0, 2 ;

Диаметр лучей верхней крестовины D_вк= D_ст=4, 7 м;

Высота подпятника h_п= (0, 2-0, 25) D_i=0, 2 4, 7=0, 94 м;

Диаметр кожуха D_п=(0, 4-0, 5) D_i=0, 4 4, 7=1, 88 м;

Диаметр шахты D_ш=4, 08 м;

Высота нижней крестовины h_нк=(0, 1-0, 12) D_ш=0, 1 4, 08=0, 408 м;

Диаметр лучей нижней крестовины D_нк= D_ш+0, 4=4, 8+0, 4=4, 48 м;

Высота надстройки h₀=0, 4 м;

Диаметр надстройки d₀=(0, 2+0, 25) D_i=0, 2 ;

Диаметр кратера D_кр=(1, 5-1, 85) D_i=1, 7

Минимальная ширина прохода b=0, 4 м.

Чертеж генератора представлен на рис.4.1, Приложение 5.

 

Построение габаритных схем спиральной камеры и отсасывающей трубы

В гидротурбинах для подвода воды к направляющему аппарату используют турбинные камеры различной конструкции.

Формарадиальных сечений спиральной камеры тесно связана сее изготовлением, а оно определяется напором и размерами турбины.При небольших напорах (H< 40м) спиральная камера выполняется непосредственно в железобетоне. При высоких напорах (H> 40м), когда железобетонные конструкции не в состоянии воспринимать усилие от воздействия давления воды на стенки, спиральные камеры выполняются металлическими[1].

Таким образом, для подвода воды к РО75 гидротурбине целесообразно применить металлическую спиральную камеру, которая имеет круглые радиальные сечения.

Вычерчиваем проточную часть модели гидротурбины РО75/841а-В-46 (рис.5.1, Приложение 6).

Расчет и выбор вала

Вал - одна из наиболее ответственных деталей гидроагрегата. Он передает крутящий момент от рабочего колеса ротору генератора, воспринимает осевые и радиальные усилия, а в нестационарных режимах и знакопеременные нагрузки.

Наружный диаметр вала вертикального агрегата D_в выбирается по кривой на рис. IV.64 [5] в зависимости от крутящего момента М_кри округляется до ближайшего меньшего нормального размера (табл. VI.13[5]). Крутящий момент определяется по формуле:

, (6.1)

где N – мощность, передаваемая валом, в кВт;

– скорость вращения вала в об/мин.

.

Принимаем диаметр вала D_в=710 мм.

Внутренний диаметр вала .

Диаметр фланца D_ф=1120 мм.

Болты М80х4.

После окончательного выбора вал и его фланцевые соединения проверяются расчетами на прочность с учетом осевых усилий.

1) Проверка вала на предельное значение напряжения на кручение:

(6.3)

(6.4)

 

;

(проверка выполнена).

2) Проверка на прочность:

, (6.5)

где (6.6)

 

Для того, чтобы определить напряжение растяжения , необходимо рассчитать осевое усилие .

Для расчёта и конструирования вала и упорного подшипника (подпятника) вертикального гидроагрегата необходимо знать величину усилия Р, действующе­го вдоль оси вращения рабочего колеса. Вначале, на стадии эскизного проектиро­вания гидроагрегата, Ропределяют приближённо. Уточнённую величину Рможно получить только после окончательного выбора конструкции и размеров всех вращающихся деталей гидроагрегата и выполнения гидравлических расчётов по определению гидравлической составляющей осевого усилия [1].

Приближённо значение Ропределяют по формуле:

Р= Р_осг +1, 1 (G_рк+ G_ет + G_рг+ G_вг), (6.7)

где Р_осг- гидравлическая составляющая осевого усилия,

G_рк- вес рабочего колеса гидротурбин,

G_вт - вес вала гидротурбины,

G_рг- вес ротора генератора,

G_вг- вес вала генератора.

Гидравлическая составляющая осевого усилия вычисляется по следующей формуле:

, (6.8)

где К_ос- коэффициент, определяемый приближённо системой турбины и ти­пом рабочего колеса по таблице 1.8 [1], кН/м³;

D₁- диаметр рабочего колеса, м;

- максимальный напор, м.

Таким образом, гидравлическая составляющая осевого усилия равна:

.

 

Вес рабочего колеса G_рки вес вала турбины G_етопределяются конструкцией гидротурбины. Они вычисляются по следующим эмпирическим зависимостям:

, (6.9)

где К= (4, 9-6, 4) кН/м³ для РО турбин;

Gвт= (0, 6-1, 3) G_рк для РО турбин.

Таким образом, вес рабочего колеса и вес вала турбины равны:

Gвт = (0, 6-1, 3) G_рк = .

 

Вес ротора генератора G_рги вес вала генератораG_вг также определяются его конструкцией. Общий вес генератора С в зависимости от мощности турбины N(МВт) и синхронной частоты вращения ротора п (об/мин) гидроагрегата приближённо определяется по формуле:

(6.10)

где k₂ = 1750-2000.

.

 

Вес вращающихся частей генератора G_рг + G_вг, опирающихся на подпятник, составляет 0, 45...0, 55 от общего веса G.

В курсовом проекте принимаем:

G_рг + G_вг=0, 5G=0, 5 .

 

Вычисляем величину осевого усилия по формуле (6.7):

Р = Р_осг +1, 1 (G_рк+ G_вт + G_рг+ G_вг) = 2203, 2+1, 1 (148, 5+148, 5+1898, 59)=4618, 35кН.

Величина осевого усилия равна: Р=4618, 35кН.

 

Зная осевое усилие, можно определить величину напряжения растяжения по формуле (6.6):

 

Далее по формуле (6.5) выполняем проверку на прочность:

;

=972, 5 - проверка выполняется.

Выбор трансформатора

Гидроэлектростанции, как правило, удалены от потребителей энергии. Поэтому возникает необходимость передачи ее на очень большие расстояния. При выборе повышающих трансформаторов необходимо ориентироваться на значение напряжения ЛЭП, которое зависит от длины ЛЭП и величины передаваемой мощности.

Мощность трансформатора можно определить по формуле [3]:

, (7.1)

где

n – количество генераторов, соединенных с трансформатором (=1, т.к. применяется блочная схема подключения трансформатора);

;

.

 

Таким образом, мощность равна:

.

 

По таблице 13.1 [3] определяем, что напряжение на ЛЭП будет 330 кВ – это высшее напряжение обмотки трансформатора. Напряжение генератора 10, 5 кВ – это низшее напряжение обмотки трансформатора.

По таблице 3.8 [4] выбираем трансформатор ТДЦ-125000/330.

 

Основные параметры трансформатора ТДЦ-125000/330:

Тип: ТДЦ – трехфазный, с масляным охлаждением с принудительной циркуляцией масла.

Номинальная мощность: 125МВА;

Напряжение обмотки ВН: 347кВ;

Напряжение обмотки НН: 10, 5 кВ;

Длина: 10, 5 м;

Ширина: 5, 35 м;

Высота: 8, 7 м;

Масса масла: 32 т;

Масса полная: 165 т.

 

Габаритная схема трансформатора представлена на рис.7.1, Приложение 7.

 

Выбор мостового крана

Для производства подъемно-транспортных операций при монтаже и ремонте гидроагрегатов и вспомогательного оборудования используется электрический мостовой кран, который расположен в машинном зале. Грузоподъемность крана определяется наибольшей массой неразборного элемента – ротора с валом.

Масса ротора с валом составляет 190 т.

Следовательно, выбираем по табл. 4.1. [6] мостовой кран грузоподъемностью 200 т. Чертеж крана представлен на рис.8.1, Приложение 8.

 

 

⇐ Предыдущая123Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Gigabit Ethernet на витой паре категории 5
2. I. He могли узы смерти удержать Господа нашего.
3. I. Въезд патриарха в столицу. – Остановка и пребывание его в монастыре св. Афанасия и Кирилла в Кремле. – Возвращение патриарха Никона. – Въезд царя.
4. I. Его руки подняты для благословения.
5. I. Иммунология. Определение, задачи, методы. История развитии иммунологии.
6. I. Прочитайте текст и переведите его письменно.
7. I. Смотрите на Него, приготовляющего для Себя престол.
8. I. Устранитесь от ошибочных представлений о покаянии в грехе и печали по его поводу.
9. I. ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕКУЩЕГО СОСТОЯНИЯ, ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ СФЕРЫ КУЛЬТУРЫ И ИСКУССТВА
10. I. Что было хорошего в прежние времена?
11. II.1.1.Определение численности населения
12. II.1.3.1.Определение годового расхода газа на коммунально-бытовые нужды