Тема IV. Основное электрооборудование электрических станций и подстанций

Тема IV. Основное электрическое оборудование электростанций и подстанций


Лекции №10, №11

ІV.1. Синхронные генераторы

ІV.1.1. Особенности конструкции турбогенератора

Для выработки электроэнергии на электрических станциях используют синхронные генераторы (СГ) трехфазного переменного типа – турбогенераторы (ТГ), гидрогенераторы, дизельгенераторы. Наибольшее применение в Рф отыскали ТГ. Главные элементы конструкции ТГ показаны на рис. ІV.1.

Рис. ІV.1. Конструкция ТГ

В рисунке употребляются последующие обозначения: 1 – сердечник статора; 2 – обмотка статора, лобовая часть; 3, 4 – сердечник ротора и обмотка ротора (обмотка возбуждения – ОВ); 5 – бандажные кольца (бандаж); 6 – вентилятор; 7 – подшипники скольжения; 8 – корпус синхронного генератора; 9 – торцевой щит; 10 – газоохладитель; 11 – источник неизменного тока (возбудитель); 12 – щетки; 13 – контактные кольца; 14 – токопроводящее соединение ОВ с контактными кольцами.

Частота вращения ТГ на КЭС и ТЭЦ составляет 3000 об/мин, а на АЭС 1500 и 3000 об/мин.

ІV.1.2. Номинальные характеристики синхронного генератора



К ним относятся:

а) номинальная частота вращения nH (об/мин);

б) номинальное напряжение UH (кв) – линейное напряжение обмотки статора в номинальном режиме. Эти напряжения согласованы с напряжением электронных сетей и образуют последующий ряд (см. табл. IV.1):

Табл. IV.1.

Тип схемы Схемы РРУ и блочные Блочные схемы
UH, кв (3,15) 6,3 10,5 (13,8) (15,75)

Примечание: напряжения в скобках относятся к выпущенным ранее ТГ и не рекомендуются последними ГОСТами;

в) номинальный ток статора IH (кА) – значение тока обмотки статора при котором допускается долгая обычная работа генератора при номинальных параметрах системы остывания (t ºC, Р, расход охлаждающей среды) и номинального значения мощности и UH .

г) номинальный коэффициент мощности cosφн (о.е.) для ТГ = 0,85 – 0,9;

д) номинальная полная мощность генератора , (МВА);

е) номинальная активная мощность PH = SH cosφн , (МВт);

Номинальная мощность ТГ установлена ГОСТом (см. табл. IV.2.):

Табл. IV.2.

Тип схемы Схемы ГРУ и блочные Блочные схемы
РH, МВт 2,5

ж) номинальный ток ротора If н, (А);

з) номинальное напряжение ротора Uf н, (В);

и) КПД η = 0,986 – 0,988;

ІV.1.3. Системы остывания генератора

а). Нназначение системы остывания

Во время работы СГ, его обмотки и активная сталь статора греются. Предельный нагрев лимитируется изоляцией обмотки статора и ротора, т.к. под воздействием тепла происходит ухудшение её изоляционных параметров и снижение механической прочности и эластичности, т.е. изоляция равномерно стареет.

Чем выше температура нагрева изоляции, тем резвее она изнашивается и тем меньше срок её службы. Изоляция должна работать с температурой, при продолжительном воздействии которой она сохранит свои изоляционные и механические характеристики в течении времени, сопоставимого со сроком службы СГ. Эта температура охарактеризовывает нагревостойкость изоляции. По нагревостойкости изоляционные материалы делятся на 7 классов (см. табл. IV.3):

Табл. IV.3.

Класс нагревостойкости Y A E B F H G
Допустимая t ºC >180

Материалы, используемые для изоляции обмоток СГ, относятся к классам B,F,H.

СО создана для отвода выделяемого в машине тепла с целью поддержания тепературы меди обмоток, также стали статора и ротора в допустимых границах.

б). Ттипы охлаждающих сред

В качестве охлаждающей среды в современных СГ используют:

1) Газы

1а) воздух

1б) водород


Загрузка...

2) Воды

2а) дистиллированная вода

2б) трансформаторное масло

Большей теплоотводящей способностью владеют воды, хотя энергозатраты на создание их циркуляции больше, чем для воздуха и водорода, которые наименее плотные.

ІV.1.4. Маркировка синхронных ТГ

Для ТГ установлены условные обозначения, в каких поочередно (слева на право) приводится последующая информация:

^ ^

- -

1 – признак ТГ (Т либо ТГ);

2 – тип системы остывания (1 либо 2 буковкы);

3 – номинальная активная мощность, МВт;

4 – количество полюсов (2,4);

5 – принадлежность к единой унифицированной серии (Е) либо модификации (М);

6 – климатическое выполнение;

7 – категория размещения.

^ - элементы, которые могут отсутствовать.

К примеру:

ТВФ – 63 – 2Е У3

1 2 3 4 5 6 7

1 – ТГ;

2 – водородное форсированное остывание;

3 – номинальная активная мощность равна 63 МВт;

4 – число полюсов равно 2;

5 – принадлежит к единой унифицированной серии;

6 – для районов с умеренным климатом (У);

7– для работы в закрытых помещениях с естественной циркуляцией (3).

ІV.1.5. Система возбуждения

а) Предназначение и состав системы возбуждения

Совокупа возбудителя (генератора неизменного либо переменного тока), также вспомогательных и регулирующих устройств именуется системой возбуждения (СВ).

СВ создана для питания обмотки возбуждения СГ неизменным током и соответственного регулирования тока возбуждения.

б) Типы системы возбуждения

Зависимо от источника энергии, применяемого для возбуждения СГ, СВ можно поделить на 3 группы:

1. СВ, в каких источником энергии является генератор неизменного тока (см. рис. ІV.2).

Рис. ІV.2. СВ, в какой источником энергии является генератор неизменного тока (Г(-I) – генератор неизменного тока; ОВГ – обмотка возбуждения генератора)

2. СВ, в каких источником энергии является генератор переменного тока (возбудитель). Его нужно выпрямлять через выпрямитель (см. рис. ІV.3).

Рис. ІV.3. СВ, в какой источником энергии является генератор переменного тока (Г(~I) – генератор переменного тока; ОВГ – обмотка возбуждения генератора; ВУ – выпрямительное устройство)

3. СВ, в каких употребляется энергия самой возбуждаемой машины (самовозбуждение) (см. рис. ІV.4).

Эта энергия преобразовывается при помощи специального трансформатора и выпрямителей.

Рис. ІV.4. СВ с самовозбуждением (ВТ – вспомогательный трансформатор; ОВГ – обмотка возбуждения генератора; ВУ – выпрямительное устройство)

Если работа СВ находится в зависимости от напряжения на выводах обмотка статора возбуждаемой машины, то СВ – зависимая (см. рис. ІV.4. и ІV.5.(б)). В неприятном случае СВ – независящая (см. рис. ІV.5.(а)).

а) независящая СВ
б) зависимая СВ
Рис. ІV.5. Зависимая и независящая СВ (1 – вал ротора СГ; 2 – вспомогательный генератор; 3 – асинхронный движок)

ІV.2. Силовые трансформаторы

ІV.2.1. Типы трансформаторов

Систематизация типов трансформаторов представлена на рис. ІV.6.

Рис. ІV.6. Систематизация типов трансформаторов(АТ - автотрансформаторы)

В энергетической системе в большей степени используются двух- и трехобмоточные трансформаторы. Установка трехфазных трансформаторов по сопоставлению с однофазовыми лучше по экономическим причинам, т.к. их цена, расход активных материалов (медь и сталь) на 20 – 25 %, а энергопотери при эксплуатации на 12 – 15 % меньше, чем в группе однофазовых трансформаторов равной мощности.

В неких случаях обмотка НН 1-го и такого же трансформатора состоит из 2-ух либо нескольких параллельных, изолированных друг от друга веток. Эти трансформаторы с так именуемыми расщепленными обмотками владеют огромным сопротивлением, чем схожие 2-ух обмоточные трансформаторы обыденного выполнения, но имеют более сложную конструкцию и огромную цена. Их используют для укрупнения блоков массивных ТЭС и ГЭС, когда с целью упрощения главной схемы и уменьшения токов КЗ к одному трансформаторы присоединяют несколько генераторов (см. рис. ІV.7.а), также на понижающих подстанциях (см. рис. ІV.7.б) и в схемах СН электрических станций (рис. ІV.7.а) для уменьшения токов КЗ и облегчения шин и аппаратуры.

а) Внедрение трансформаторов с расщепленной обмоткой для образования укрупненного блока (Т1) и в цепях собственных нужд (Т3)
б) Внедрение трансформаторов с расщепленной на подстанциях
Рис. ІV.7. Примеры внедрения трансформаторов с расщепленной обмоткой

Примечание: трансформаторы собственных нужд с номинальной полной мощностью SНОМ.Т. ³ 25 МВ-А, также все силовые трансформаторы подстанций с SНОМ.Т. ³ 40 МВ-А производятся с расщепленными обмотками.

На современных больших электрических станциях и массивных узловых подстанциях нередко используют для связи 2-ух высших напряжений автотрансформаторы (АТ), владеющие существенными технико-экономическими преимуществами по сопоставлению с обыкновенными трансформаторами той же проходной мощности.

Достоинства АТ:

1) цена АТ меньше, т.к. для его производства требуется меньше меди, стали и изоляционных материалов;

2) габариты автотрансформаторов меньше, что позволяет строить его с большей проходной мощностью и упрощает транспортировку;

3) утраты мощности АТ меньше, а его КПД выше.

Перечисленные достоинства АТ тем заметнее, чем меньше разность номинальных напряжений на обмотках высшего и среднего напряжений. Количественно эти достоинства определяются коэффициентом выгодности.

,

- коэффициент трансформации.

– типовая мощность.

Недочеты АТ.

1) Изменение напряжений проводов относительно земли в сети среднего напряжения при замыкании на землю в сети высшего напряжений (вектор АСm на рис. III.18), которое тем больше, чем больше коэффициент трансформации. В незаземленной системе эти напряжения добиваются недопустимых значений, потому АТ всегда работает с глухозаземленной нейтралью (см. рис. IV.8).

Рис. IV.8. Векторная диаграмма напряжений участка сети, питающегося от автотрансформатора с разземленной нейтралью, при замыкании фазы на землю

2) низкие напряжения недлинного замыкания (вызванные глухим заземлением нейтрали АТ) и связанные с этим огромные токи однофазового недлинного замыкания, вызывающие огромные электродинамические усилия в обмотках;

3) перенапряжения, возникающие в сети высочайшего напряжения, вызывают из-за наличия гальванической связи обмоток высочайшего и среднего напряжения на выводах среднего напряжения АТ более значимые перенапряжения, чем у трансформатора обыденного выполнения.

АТ могут иметь третью обмотку на стороне низкого напряжения, которая связана с обмоткой высочайшего и среднего напряжения только электрическим методом. Она создана для компенсации токов третьей гармоники, также употребляется для питания потребителей, присоединения синхронного компенсатора и генераторов.




Возможно Вам будут интересны работы похожие на: Тема IV. Основное электрооборудование электрических станций и подстанций:


Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Cпециально для Вас подготовлен образовательный документ: Тема IV. Основное электрооборудование электрических станций и подстанций