 |
Несимметричная нагрузка генераторов.
|
|
|
|
Семестровая работа студента №3
по дисциплине:
«Режимы работы синхроных генераторов»
на тему:
«Краткая характеристика наиболее вероятных анормальных режимов работ турбогенераторов»
Специальность 5В071800 - Электроэнергетика
Выполнил студент группы ЭСк-12-1
Калпакбаев Е.А.
Руководитель: Дуйсенова Ш.Т.
«____» ___________________ 20___г.
Алматы 2015
Содержание
Введение.........................................................................................................3
Ненормальные режимы работы генераторов.............................................4
1. Перегрузка генераторов......................................................................4
2. Несимметричная нагрузка генераторов............................................6
3. Асинхронный режим работы генератора.........................................7
4. Холостой ход синхронных генераторов...........................................8
Заключение..................................................................................................12
Список литературы……………………………………………………….13
Введение
Ненормальные режим работы электрических оборудовании это большие техно-экономические потери на производстве. В некоторых анормальных случаях можно даже потерять электрические оборудование. Связи с этим обслуживающий персонал принимает меры по истреблению данной проблемы.
Ненормальных режим работ электроустановок особы случи занимает электрогенераторы так как все учитываемые ненормальные режимы работы электродвигателя сопровождаются прохождением сверхтока в его обмотке. Опасным является прежде всего тепловое действие сверхтока, которое определяет допустимые значения и продолжительность прохождения сверхтока.
Основным видом ненормального режима работы для электродвигателей является перегрузка их токами больше номинального.
|
|
|
Основными видами ненормальных режимов работы являются перегрузки и затянувшийся пуск, а также асинхронный режим. Асинхронный режим возникает в результате выпадения двигателя из синхронизма. Давайте рассмотрим все по порядку.
Ненормальные режимы работы генераторов
Ненормальные режимы работы генераторов как правила приводит к разрушению конструкции оснавных компонентов статора и ротора. Причина анормальных режимов работы генераторов можно подразделять на следующие категории: перегрузка, несимметричная нагрузка генераторов, асинхронный режим работы генератора, холостой ход синхронных генераторов и т.п.
Перегрузка генераторов.
Перегрузки генератора по току стоатора или ротора сверх номинальных значений оказывают вредное влияние на изоляцию обмоток, на прочность крепления обмоток и могут вызвать остаточные деформации и витковые замыкания.
Перегрузка по току статора увеличивает потери и повышает температуру статора, вызывая ускоренное старение изоляции,чрезмерные температурные удлинения меди и деформацию лобовых частей.
В аварийных ситуациях допускаются перегрузки генераторов по току статора.
При перегрузке генератора в несколько раз ток ток требуемый потребителю вырастет в многократное количество раз. Т.е. если вы нагрузите 10-киловатный генератор 30-киловатным обогревателем, то ток, протекающий через обогреватель, будет в 3 раза превышать номинальный ток генератора. Исходя из закона Ома, U=I×R, где R - сопротивление вашей нагрузки, т.е. величина практически постоянная, изменение тока в несколько раз приведет к падению напряжения. Генераторная установка снабжена автоматическим регулятором напряжения, который среагирует на резкое падение, увеличит количество оборотов, для компенсации. Резкое увеличение оборотов может быть причиной поломки генератора.
Тепловая защита характеризуется достаточно медленной работой, поэтому, для безаварийной и качесвенной работы генераторной установки, очень важно следить, чтобы номинальная мощность генератора соответсвовала мощности подключаемой к нему нагрузки.
|
|
|
Кратковременные перегрузки статора и ротора по отношению к длительно допустимому току статора /от. длительно ротора необходимость в которых возникает довольно часто при работе автоматики, форсировке возбуждения, различных видах АПВ, в асинхронных режимах и т. п., допускаются в довольно широких пределах (табл. 1.1 и 1.2).
При определении допустимых перегрузок учитывают систему охлаждения машин, ее конструктивные особенности и необходимость сохранения электрических и механических свойств изоляции. Для генераторов с непосредственным охлаждением обмоток статора и ротора учитывается еще недопустимость вскипания
Таблица 1.1
| Продолжи тельность, мин | Допустимая кратность перегрузок /ст//ст. дл для турбогенераторов | Продолжи тельность, мин | Допустимая кратность перегрузок /ст//ст. дл для турбогенераторов | ||||
| ТВФ | ТВВ | ТГВ | ТВФ | ТВВ | ТГВ | ||
| 2,0 | 1,5 | 1,5 | 1,2 | 1,2 | 1,15 | ||
| 1,5 | 1,4 | 1,31 | — | 1,1 * | |||
| 1,4 | 1,35 | 1,25 | 1,15 | 1,15 | — | ||
| 1,3 | 1,3 | 1,2 | 1,1 | 1,1 | — | ||
| 1,25 | 1,25 | — |
* При работе с перегрузкой по току более 10 мин требуется повышение давления водорода не менее чем на 0,05 МПа.
| Продолжительность, с | Допустимая кратность перегрузок /в//в. дл для турбогенераторов | |
| ТВФ | ТВВ и ТГВ | |
| — | ||
| 1,7 | 1,5 | |
| 1,2 | 1,2 | |
| 1,03 | 1,06 |
Примечание. Снятие перегрузки ротора генераторов указанных типов должно, как правило, производиться автоматически. При отсутствии автоматики меры по снятию перегрузки должны быть указаны в инструкции.
охлаждающей воды или теплового разложения масла при повышенных нагревах, сопровождающих перегрузки. Для роторной обмотки очень важно также не превысить наибольшую разность температур между медью обмотки и сталью бочки ротора, при которой могут возникнуть остаточные деформации стержней и повреждение изоляции обмотки ротора.
При анализе режима перегрузки исходят из классического уравнения нагрева, учитывающего как отвод теплоты от обмотки, так и повышение ее температуры:
(1-1)
где АР — добавочные потери при перегрузке, кВт,
(1-2)
(1 — превышение тока сверх начального (ток перегрузки); R — сопротивление обмотки постоянному току; кф — коэффициент, учитывающий влияние поверхностного эффекта на повышение активного сопротивления меди); а — коэффициент теплоотдачи, Вт/(см2- К); F — площадь поверхности охлаждения обмотки, см2; с — удельная теплоемкость обмотки, Вт-с/(кг-К); G — масса обмотки, кг; At — превышение температуры обмотки над температурой охлаждающей среды, К.
|
|
|
Для генераторов с непосредственным охлаждением учитывают неравномерный подогрев охлаждающей среды в каналах стержней, а также увеличение постоянной времени нагрева. ГОСТ для турбогенераторов ТГВ, ТВВ и ТВМ устанавливает длительность полуторной перегрузки не две, а одну минуту. Поэтому для статоров турбогенераторов этих типов
(1-3)
Для роторов с непосредственным охлаждением установлена допустимая длительность двукратной перегрузки 20 с, отсюда
(1-4)
Для ротора турбогенератора 800 МВт предварительно установлена длительность двукратной перегрузки15с,т.е.
(1-5)
Меньшая перегрузочная способность генераторов с непосредственным охлаждением по сравнению с генераторами с косвенным охлаждением объясняется более высокими номинальными плотностями тока в их обмотках и неравномерностью нагрева обмотки при перегрузках из-за подогрева охлаждающей среды в каналах.
Несимметричная нагрузка генераторов.
Синхронные генераторы проектируются и предназначаются для симметричной нагрузки, когда токи во всех фазах статора равны между собой. Создаваемый этими токами общий, магнитный поток вращается синхронно с ротором, не создавая в бочке ротора никаких токов.
Однако в условиях эксплуатации могут возникать длительные режимы с нессиметричной нагрузкой, вызванные различными потребителями электроэнергии, например, металлургическими предприятиями с однофазными плавильными печами, а также обрывами проводов одной фазы ВЛ.
Допускается длительная работа при полной нагрузке с неравенством токов в фазах, не превышающим 12% для турбогенераторов и 20% для СК.
При меньших нагрузках допустимая несимметрия токов в фазах может быть увеличена и определена исходя из:
— нагрев обмотки ротора, обусловленный токами возбуждения и добавочными потерями в роторе от поля обратной последовательности, не должен превышать нагрева, допустимого для класса изоляции обмотки ротора;
— ток ни в одной из фаз статора не должен превышать номинального значения;
— вибрация генератора не должна превышать допустимых пределов.
Конкретные величины допустимой несимметрии определяются на основании испытаний.
|
|
|
Несимметричные режимы трехфазных синхронных генераторов возникают, когда в сеть включаются мощные однофазные потребители (тяговые подстанции железных дорог, однофазные электрические печи, осветительная нагрузка и др.). Эти режимы носят длительный характер. Возможны также кратковременные несимметричные режимы, возникающие при несимметричных коротких замыканиях.
Анализ установившихся несимметричных режимов синхронных машин выполняется методом симметричных составляющих.
|
|
|
