Генераторы на электростанциях: виды, отличия, достоинства и недостатки.

Турбогенератор — электрический генератор, приводимый в движение паровой турбиной или газотурбинным двигателем;

Гидрогенератор — электрический генератор, приводимый в движение гидравлической турбиной;

Дизель-генератор — электрический генератор, приводимый в движение дизельным двигателем;

Эксплуатация генераторных и синхронных комплексов.

Бесперебойная работа, система охлаждения, устройства защиты и контроля автоматики АРВ должно находится постоянно в работе, отключение АВР только на время кап. ремонта. Генераторы всех видов включаются в работу на основном возбуждении. Допускается к переходу к резерву без отключения, без сети. турбогенератора с водородным охлаждением вводится в работу с охлаждением. Генераторы и синхронные комплексы с воздушным охлаждением должны быть оборудованы с помощью инертных газов.

Требования к водородному охлаждению:

- Частота генератора H₂ в корпусе 98% давление 50 МПа.

- Если более 50 МПа допускается частота 97%.

Давление масла в подшипниках и уплотнения должно быть 60 -70 МПа

Генераторы всех типов включаются в сеть с помощью метода точной синхронизации, так же должна быть блокировка от несинхронного включения. Для генераторов с мощность менее 30 МВт допускается включение на работу синхронно и согласованно с заводами изготовителя.

U_max = ≤ 1, 1U_ном

Напряжение генератора: 3; 6; 10; 15; 24 кВ

Для новых серий генераторов ТВФ; ТВВ 3 и 6 кВ запрещаются.

15 кВ применяется на подводных лодках.

Допускается перегрузка по статору по току: на 1 час – 1, 1I_ном, на 1 мин - 2I_ном

Для ротора: 1 час – 1, 06I_ном, на 1 мин – 1, 7I_ном

При появлении однофазного замыкания в обмотке статора генератор должен быть отключен защитой. Если защита отказала, то генератор разгружается до нуля и отключается персоналом. Допускается ток замыкания на землю 5 А. Если менее 5 А, то работа допускается в течение 1 часа, но за это время должны быть активные поиски точки повреждения. Если замыкание не в обмотке статора, а в обмотке ротора работа допускается в течение 6 часов. Главный инженер принимает решение о работе.

Работа генератора и синхронного комплекса при замыкание на землю не допускается у турбогенераторов в течение 1 часа.

Кап. ремонты генераторов всех видов совмещаются с ремонтом турбины.

Кап. ремонт генератора 1 раз в 7 лет

Синхронного комплекса 1 раз в 5 – 7 лет

Если турбогенератор отработает более 8000 часов, происходит ремонт с выемкой. Мелкие и текущие ремонты проводятся на основании правил и объемов по испытанию оборудования.

Электрические двигатели.

U на клеммах статора 100 – 105 % U_ном

Р_ном должно сохраняться при условии, когда Δ U = ±10%; Δ f = ±2, 5

При перерыве в питании электрического двигателя на время более чем 2, 5 сек. должно быть предусмотрено установка АПВ. И при повторной подаче напряжения он должен автоматически включаться. Электрический двигатель отключается при возникновении несчастного случая, при появлении дыма из обмотки статора и ротора, при появлении кругового огня, при всех видимых трещинах.

Для двигателя с мощностью более100 кВт необходимо иметь амперметр для двигателей переменного тока; для постоянного тока необходимо контролировать ток якоря. Испытания двигателя производятся на основании правил по электрическим оборудованиям.

Синхронные генераторы

На тепловых электростанциях применяются синхронные генераторы трехфазного переменного тока. Основными типами современных синхронных генераторов являются турбогенераторы, первичным двигателем которых является паровая турбина.

Характерной особенностью турбогенераторов, в отличие от гидрогенераторов, является большая скорость вращения, они относятся к категории быстроходных машин. Быстроходные генераторы являются более экономичными в работе и имеют меньший расход активных материалов на единицу мощности, так как с увеличением скорости вращения размеры и вес как генератора, так и паровой турбины уменьшаются. Все современные турбогенераторы имеют одинаковую скорость вращения – 3000 об/мин при частоте 50 Гц и числе пар полюсов р = 1.

Роторы таких генераторов выполняются с неявно выраженными

полюсами в виде цельных поковок из высококачественной легирован-

ной стали. В роторе выфрезировывают пазы, в которые укладывают обмотку возбуждения.

Сердечник статора выполняют из тонких стальных листов, которые набирают пакетами с каналами для вентиляции. Во внутренней расточке статора имеются пазы, в которые укладывают обмотку статора.

Турбогенераторы выполняют исключительно с горизонтальным валом, в то время как гидрогенераторы имеют обычно вертикальное расположение вала.

12. Системы возбуждения генераторов: виды, отличия, достоинства и недостатки.

У турбогенераторов возбуждение является неотъемлемой частью, и от надежности его работы в большой степени зависит надежная и устойчивая работа всего турбогенератора [3, 7, 8].

Обмотка возбуждения укладывается в пазы ротора генератора, и к ней с помощью контактных колец и щеток, исключением является бесщеточная система возбуждения (см. далее), подводится постоянный ток от источника. В качестве источника энергии может применяться генератор постоянного или переменного тока, который принято называть возбудителем, а систему возбуждения электромашинной. В безмашинной системе возбуждения источником энергии является сам генератор, поэтому её называют системой самовозбуждения. Основные величины, характеризующие системы возбуждения, и требования, предъявляемые к ним, указаны в [7].

Мощность источника возбуждения составляет обычно 0, 5 – 2 % мощности турбогенератора, а напряжение возбуждения 115 – 575 В.

Чем больше мощность турбогенератора, тем выше напряжение и тем меньше относительная мощность возбудителя.

Системы возбуждения можно разделить на два типа: независимое (прямое) возбуждение и зависимое (косвенное) возбуждение (самовозбуждение).

К первому типу относятся все электромашинные возбудители постоянного и переменного тока, сопряженные с валом турбогенератора (рис. 1.3).

Ко второму типу относятся системы возбуждения, получающие питание непосредственно от выводов генератора через специальные понижающие трансформаторы (рис. 1.4, а) и отдельно установленные электромашинные возбудители, вращаемые двигателями переменного тока, питающимися от шин собственных нужд станции (рис. 1.4, б).

Электромашинные возбудители постоянного тока (рис. 1.3, а) ранее применялись на турбогенераторах малой мощности. В настоящее время такая система возбуждения практически не применяется, так как является маломощной и при скорости вращения 3000 об/мин данную систему возбуждения трудно выполнить из-за тяжелых условий работы коллектора и щеточного аппарата (ухудшение условий коммутации).

На действующих турбогенераторах применяют:

• высокочастотную систему возбуждения;

• бесщёточную систему возбуждения;

• статическую тиристорную независимую систему возбуждения;

• статическую тиристорную систему самовозбуждения.

В перечисленных системах возбуждения возбудителем является генератор переменного тока различного исполнения, не имеющий ограничения по мощности. Для преобразования переменного тока в постоянный применяются неуправляемые и управляемые полупроводниковые выпрямители-вентили.

Принцип работы высокочастотного возбуждения (рис. 1.3, б) заключается в том, что на одном валу с генератором вращается высокочастотный генератор трехфазного тока 500 Гц, который через полупроводниковые выпрямители В подает выпрямленный ток на кольца ротора турбогенератора. При такой системе возбуждения исключается влияние изменения режимов работы внешней сети на возбуждение генератора,

Рис. 1.3. Принципиальные схемы независимой системы возбуждения генераторов: а – электромашинная с генератором постоянного тока;

б – высокочастотная;

СГ – синхронный генератор; ВГ – возбудитель постоянного тока;

ВЧГ – высокочастотный генератор; ПВ – подвозбудитель; В – выпрямитель

Рис. 1.4. Принципиальные схемы зависимой системы возбуждения генераторов;

ВТ – вспомогательный трансформатор; АД – асинхронный двигатель

 

что повышает его устойчивость при коротких замыканиях в энергосистеме. На современных турбогенераторах высокочастотную систему возбуждения не применяют, как устаревшую.

Для мощных турбогенераторов токи возбуждения составляют 5 – 8 кА. Это создает большие трудности подвода постоянного тока к обмотке возбуждения генератора с помощью скользящих контактов – колец и щёток. Поэтому в настоящее время для ряда генераторов применяется бесщёточная система возбуждения, в которой выпрямительное устройство вращается с той же частотой вращения, что и обмотка возбуждения генератора. Поэтому электрическая связь между ними выполняется жестким токопроводом без применения контактных колец и щеток.

В независимой статической системе и системе самовозбуждения применяются управляемые полупроводниковые кремниевые выпрямители – тиристоры. Это позволило увеличить быстродействие данных систем возбуждения по сравнению с системой, например, высокочастотной, где применяются неуправляемые выпрямители. Так как в данных системах возбуждения применяется группа статических управляемых выпрямителей, то для подвода постоянного тока к обмотке возбуждения генератора также применяются скользящие контакты, что является недостатком. Тиристорные системы возбуждения нашли применение для турбогенераторов мощностью 160 – 500 МВт. На рис. 1.4, а приведена принципиальная схема статического тиристорного самовозбуждения.

Схемы и подробное описание систем возбуждения приведены в [3, 7, 8].

На случай повреждения системы возбуждения предусматривается установка резервных возбудителей: по одному на каждые четыре генератора [11, 12].

В качестве резервного возбудителя устанавливают генераторы постоянного тока, приводимые во вращение асинхронными двигателями, подключенными к шинам собственных нужд станции (рис. 1.4, б). Чтобы при посадке напряжения, например при КЗ, резервный возбудитель не затормозился, на его валу устанавливают маховик.

 

⇐ Предыдущая891011121314151617Следующая ⇒

Поделиться: