содержание   ..  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  ..

8.2.7.

Системы возбуждения, регулирования и защиты

В качестве основной системы возбуждения для турбогенераторов серии Т используется бесщеточная система возбуждения с автоматическим регулятором возбуждения; бесщеточный возбудитель — консольного типа закрытого исполнения с замкнутым циклом вентиляции.

Для возбуждения турбогенераторов серии ТВФ используется полупроводниковая система независимого возбуждения. Возбудителем является индуктивный генератор повышенной частоты с воздушным охлаждением. В корпус генератора встроены выпрямительное устройство и возбудитель. Исполнение возбудителя — закрытое, с самовентиляцией по замкнутому циклу. Подшипники — щитовые с принудительной смазкой.

Для турбогенераторов мощностью 160—800 МВт применяется тиристорная система независимого возбуждения. В качестве возбудителя используются синхронные трехфазные генераторы переменного тока. Генераторы имеют замкнутую воздушную вентиляцию, воздух охлаждается охладителями, встроенными в корпус статора. Возбудители имеют два стояковых подшипника скольжения с принудительной смазкой. Возбуждение регулируется автоматическим регулятором.

Возбуждение турбогенераторов мощностью 1000—1200 МВт осуществляется по независимой схеме с помощью бесщеточного

возбудителя, соединенного с валом турбогенератора. Возбудители представляют собой обращенные синхронные генераторы повышенной частоты, которые питают обмотку возбуждения турбогенераторов через вращающиеся диодные выпрямители.

Турбогенераторы серии ТГВ имеют ти-ристорные системы возбуждения. Для турбогенераторов мощностью 200—300 МВт применяется статическая система самовозбуждения с питанием обмотки ротора от шин турбогенератора через выпрямительный трансформатор с преобразованием переменного тока в постоянный посредством статических тиристорных преобразователей.

Для турбогенераторов мощностью 500 МВт применяется независимая тиристорная система возбуждения с питанием обмотки ротора от вспомогательного синхронного трехфазного генератора, с преобразователем переменного тока в постоянный с помощью статических тиристорных преобразователей.

Возбуждение турбогенератора типа ТВМ мощностью 300 МВт осуществляется от машины постоянного тока, соединенной с валом генератора через редуктор. Система возбуждения турбогенератора типа ТВМ мощностью 500 МВт — статическая с управляемыми преобразователями. Питание преобразователей может быть выполнено от трансформаторов, подключенных к генератору, или от возбудителя переменного тока, расположенного на валу турбогенератора.

Контроль теплового состояния всех основных узлов и системы охлаждения турбогенераторов производится с помощью термопреобразователей, которые подключаются к установке централизованного контроля. Для контроля параметров системы охлаждения (давления, расходов дистиллята, охлаждающей воды, давления масла в уплотнениях вала), а также параметров системы возбуждения предусмотрена контрольно-измерительная аппаратура, которая позволяет производить непрерывный автоматический или визуальный контроль необходимых величин, регистрировать отклонения от заданных пределов и сигнализировать о них.

Турбогенераторы обеспечиваются следующими релейными защитами: дифференциальными продольной и поперечной с мгновенным отключением; 100%-ной от замыкания на землю обмотки статора и в цепи возбуждения; от тока обратной последовательности; асинхронного режима; повышения напряжения статора генератора; перенапряжений в обмотке ротора; от токовых перегрузок обмоток статора и ротора.

На турбогенераторах установлены также технологические защиты: от уменьшения расхода воды в контуре газоохладителей, снижения расхода дистиллята через обмотку статора и уровня масла.

8.2.8. Режим работы турбогенераторов

Зависимость мощности генератора от напряжения и частоты. При изменении напряжения на выводах обмотки статора в пределах ± 5 % номинального генератор развивает номинальную мощность при номинальном коэффициенте мощности. При этом ток в обмотке статора соответственно изменяется в пределах ± 5 %. Работа генератора разрешается при напряжении на выводах обмотки статора не более 110% номинального. Полная мощность и ток статора, в % их номинальных значений, должны соответствовать данным табл. 8.6.

При отклонениях частоты в пределах + 2,5% номинальной номинальная мощность генератора сохраняется.

Генератор сохраняет номинальную мощность при одновременных отклонениях напряжения до ± 5 % и частоты до + 2,5 % номинальных значений при условии, что в режимах работы с повышенным напряжением и пониженной частотой сумма абсолютных значений отклонений напряжения и частоты не должна превышать 6%.

Зависимость мощности от cos ср. При работе генератора с коэффициентом мощности, отличающимся от номинального, мощность генератора должна изменяться в пределах диаграммы мощности, указываемой в инструкции по эксплуатации. На рис. 8.5 в качестве примера показана диаграмма мощности турбогенератора мощностью 500 МВт.

Перегрузки по токам статора и ротора. В аварийных условиях генераторы допускают кратковременные перегрузки по токам статора и ротора.

По ГОСТ 183-74 турбогенераторы серии ТВФ должны выдерживать перегрузки по току статора 1,5/_ном в течение 2 мин; турбогенераторы серии ТВВ — 1,5/_ном в течение

Рис. 8.5. Диаграмма мощности турбогенератора типа ТВВ-500-2

1 мин. По ГОСТ 533-85 ротор турбогенераторов должен выдерживать двукратный номинальный ток возбуждения для серий ТВФ и ТВВ мощностью до 800 МВт не менее 20 с, мощностью 800—1200 МВт - не менее 15 с. Перегрузки генераторов меньшей мощности указываются в инструкции по эксплуатации для каждого генератора.

Несимметричная нагрузка. Допускается продолжительная работа генератора при несимметричной нагрузке, если ток обратной последовательности не превышает 8% номинального значения тока статора, а токи в фазах не превышают номинального значения.

Несимметричные короткие замыкания. При несимметричных коротких замыканиях по термической стойкости ротора турбогенераторы должны выдерживать значения произведения квадрата тока обратной последовательности в относительных единицах на допустимое время работы в секундах {I\t\ равное: 15 с — для турбогенераторов серии ТВФ; 8 с — для турбогенераторов серии ТВВ мощностью до 800 МВт включительно; 6 с — для турбогенераторов серии ТВВ мощностью 1000-1200 МВт.

Асинхронные режимы. Генератор допускает в аварийных условиях кратковременную работу без возбуждения в асинхронном режиме. Длительность работы без возбужде-

Таблица 8.6

ния не должна быть более 15 мин, допустимая нагрузка при этом — не более 40 % номинальной. Нагрузка должна быть снижена до 60% номинальной в течение первых 30 с после потери возбуждения, в последующие 1,5 мин — до 40% номинальной.

Включение генератора в сеть. В нормальных условиях генератор должен включаться в сеть методом точной синхронизации. В аварийных условиях допускается включение в сеть методом самосинхронизации, при этом ток статора, рассчитанный по сверхпереходному индуктивному сопротивлению, не должен превышать трехкратного номинального значения (с учетом индуктивного сопротивления энергосистемы).

Зависимость мощности от температуры охлаждающих сред. Номинальная температура охлаждающего водорода 40 °С. При снижении температуры холодного водорода ниже номинальной мощность генератора повышать не разрешается. Снижение температуры водорода ниже 20 °С не рекомендуется. При повышении температуры холодного водорода выше номинальной мощность должна быть уменьшена. Значения снижения мощности приводятся в инструкциях по эксплуатации турбогенераторов. Ориентировочно снижение нагрузки выполняется исходя из следующих соотношений: при повышении температуры холодного газа сверх номинальной в пределах 40 —45° С допустимый ток статора снижается на 1,5% на каждый градус; в пределах 45-50°С —на 2% на каждый градус и в пределах 50—55 °С — на 3 % на каждый градус. Работа генератора при температуре холодного водорода выше 55 °С не разрешается. Температура горячего газа не должна превышать 75 "С.

Температура холодного дистиллята должна находиться в пределах 35 — 45 °С или 30—40° С в зависимости от значений, указанных в ТУ и инструкции по эксплуатации.

Номинальная температура охлаждающей воды в газоохладителях 33 °С. Наименьшая температура охлаждающей воды 15 °С.

8.2.9. Ударные турбогенераторы

Рабочим режимом для ударных турбогенераторов является внезапное короткое замыкание в режиме холостого хода возбужденного генератора при синхронной скорости. При этом генератор перед коротким замыканием обычно возбуждают до номинального напряжения, а при включении на короткое замыкание производят дополнительную форсировку возбуждения.

Ударные турбогенераторы характеризуются низким значением сверхпереходного индуктивного сопротивления x"_d. Ударная мощность генератора

Р_УД = ]/зи_д1_уд,

где и_л — линейное напряжение, соответствующее напряжению холостого хода; /_уд — периодическая составляющая ударного тока короткого замыкания.

Для обеспечения низкого значения x"_d ударные турбогенераторы имеют уменьшенное число витков обмотки статора, в них используются пазы статора большей ширины и меньшей глубины, чем в турбогенераторах обычного исполнения. Они имеют меньший воздушный зазор и повышенные индукции в стали. Лобовые части обмотки статора ударных генераторов экранируются.

Так как ударные турбогенераторы должны допускать многократные короткие замыкания, их конструкция имеет повышенную механическую и термическую стойкость. Ротор ударного турбогенератора снабжен мощной демпферной системой, выполненной из медных полос, расположенных поверх обмотки возбуждения и соединенных между собой в торцевой зоне ротора медными ко-роткозамыкающими сегментами Для уменьшения ударных нагрузок на фундамент при коротких замыканиях статор устанавливается на амортизаторах, дающих усадку в момент замыкания.

Кратковременный характер нагрузки ударных генераторов обусловливает применение в них воздушного охлаждения.

Основные технические данные трехфазного ударного турбогенератора типа ТИ-100-2

Номинальная мощность, MB-А . . . 100 Номинальное напряжение, кВ . . . 12

Номинальный ток, кА......4,82

Ударная мощность, MB • А . . . . 2500 Частота вращения, об/мин .... 3000 Номинальное значение симметричного ударного тока, кА.....118

Синхронное индуктивное сопротивление, о. е..........0,91

Сверхпереходное индуктивное сопротивление, о. е........0,03

Переходное индуктивное сопротивление, о. е...........0,082

Постоянная времени сверхпереходная, с...........0,176

Постоянная времени переходная, с 1,41 Масса, 10³ кг:

статора..........180

ротора..........42

общая..........252

Диаметр ротора, мм......1010

Длина активной части ротора, мм 5600

Тип обмотки статора.......Двухслойная

Основные габаритные размеры, мм:

общая длина........14480

расстояние от подшипника до

центра генератора ...... 4120

высота..........4200

ширина..........6100

высота оси вала.......1500

При работе ударного генератора типа ТИ-100-2 в качестве накопителя энергии он характеризуется следующими данными:

Запас энергии в роторе, 10⁸ Дж . . . 2,95 Максимальная энергия импульса длительностью 0,01 с при двухфазном коротком замыкании на активную нагрузку, 10⁷ Дж......0,6

Отдача энергии при работе на индуктивную нагрузку, 10⁶ Дж . . . .3,6

8.3. Гидрогенераторы 8.3.1. Классификация гидрогенераторов

Гидрогенераторы — синхронные генераторы, приводимые во вращение гидравлическими турбинами, выпускаются в широкой номенклатуре мощностей до 800 МВт на частоты вращения от 46,9 до 1500 об/мин, напряжением до 18 кВ. По типу гидравлической турбины гидрогенераторы делятся на вертикальные и горизонтальные, а также обратимые для работы в качестве генератора или двигателя.

Гидрогенераторы выпускаются для климатического исполнения УХЛ4, Т4 и ТВ4.

Система вентиляции гидрогенераторов, за исключением машин малой мощности, замкнутая. Гидрогенераторы большой мощности выпускаются с непосредственным водяным охлаждением обмотки статора.

содержание   ..  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  ..