1. синхронен генератор
1.1. Спецификациите и дизайна на съвременни генератори
За да се генерира електричество в електроенергия прилагат синхронен трифазен променлив ток. Разграничаване турбогенератори (първичен двигател - парна или газова турбина) и хидро (първичен двигател - турбина).
За синхронни електрически машини в стабилно състояние операция съществува строго съответствие между машина скорост н, м-1, както и честота f1, Hz:
п = 60 * f1 / р, m-1
където р - броят на статорния полюс двойки на генератора намотка.
Парни и газови турбини за производство на висока скорост (3000 и 1500 мин-1), т. К. Където турбинни единици имат най-добрите технически и икономически характеристики. В топлоелектрически централи (ТЕЦ) изгаряне на горивата, агрегати ускоряване обикновено е 3000 мин-1 и синхронните турбогенератори имат два полюса. В завода използва агрегати с скорост 1500 и 3000 мин -1.
Специфична генератор на оборотите на турбината определя характеристиките на неговото изграждане. Тези генератори се извършват с хоризонтална ос. ротор турбогенератор работи при високи механични и термични натоварвания, изработен от твърд коване на специална стомана (хром-никел или hromonikelmolibdenovoy) с високи магнитни и механични свойства.
Роторът работи neyavnopolyusnym. Тъй като голям диаметър на оборотите на ротора е ограничено от съображения за механична якост с честотата на въртене. роторът има дължина на цевта и пределно допустимата стойност на 6-6.5 м., се определя от условията на статично допустимо отклонение на вала и да се постигне приемлива изпълнение вибрации. В активната въртящата част, която образува главното магнитния поток смила каналите пълни с рулони (фиг. 1) областта намотка в намотката слот част фиксирана немагнитен, светлина, но стабилни клинове на дуралуминиум. Предната част на намотката, която не лежи в слотовете се предотвратява преместване под въздействието на центробежната сила чрез лентата. Превръзки са най-напрегнатите механично и роторни части обикновено са направени от немагнитен висока якост стомана. От двете страни на очертанията на ротора, монтирани върху неговия вал (обикновено тип перка), осигуряващи циркулацията на охлаждащия газ в устройството.
Турбогенератор статора се състои от тяло и сърцевината. Корпусът е изработен, заварени на краищата се затварят с щитове с уплътнения на ставите с другите части (фиг. 1). Ядрото на статора се набира от изолирани електрически ламарина с дебелина 0,5 мм. Листове печелят пакети между които са оставени отвори. Прорезите са налични във вътрешния отвор на сърцевината, трифазна намотка е подредени, обикновено двуслойна.
Водни турбини обикновено са относително ниска скорост (60-600 мин-1). Скорост на въртене на по-малко от по-малко от турбина налягане на водата толкова повече. Hydro, следователно, са с ниска скорост на машини и са големи по размер и тегло, както и голям брой на полюсите. Хидро-работят с характерните полюсни ротори и за предпочитане с вертикален вал намира. Диаметрите на роторите мощни хидрогенератори достигнат 14-16 м и диаметрите на статорите - (20-22) m.
При машини с голям диаметър на сърцевината на ротора служи ръб събира върху спици, които са монтирани на главината на ротора. Полюсите, като джанта от стоманени листове съставляващи и монтирани върху джантата на ротора с помощта на Т-образни издатини (фиг. 2). В полюсите, в допълнение към възбуждане намотка се намира по т.нар амортисьор намотка, която се образува от медни пръти са посочени в жлебове в полюсните части и затварящи крайните повърхности на пръстените на ротора. Това ликвидация машина, предназначена за успокояване на колебанията роторни, които се случват на всеки смущение, свързано с рязка промяна генератор за зареждане.
Фиг. 1. Общ вид на модерен турбогенератор:
1 - статор намотка; 2 - ротор; 3,4 съединители; 5 - статор корпус;
6 - ядро на статора; 7 - причинител; 8 - ротор контактни пръстени и четки;
9 - генератор лагери; 10 - носеща патоген.
Ролята турбогенератори енергогасителя работи масивна роторната намотка барабан и метални клинове, обхващащи възбуждане намотка в слотовете. Hydro генератор статора има фундаментално същата конструкция като на статора на турбогенератор, но за разлика от последния се извършва подвижни. Той е разделен от кръг на две - шест равни части, което улеснява неговото транспортиране и монтаж.
През последните години, започват да се намери приложение на така наречените хидро-капсула с хоризонтален вал. Такива генератори са в водоустойчива обвивка (капсула), която тече около външната страна на потока на водата, преминаваща през турбината. Капсула генератори произвеждат енергия за няколко десетки megavolt-ампери. Това е сравнително ниска скорост генератори (п = 60 ÷ 150 мин-1) с изпъкнала ротор.
Наред с другите видове синхронни генератори, използвани в електроцентрали, трябва да се отбележи т.нар дизелгенератори, е свързан с двигател с вътрешно горене, дизел. Това е основната област на машината с хоризонтален вал. Дизелов двигател като буталото е с нееднакво въртящ момент, така генератора за дизелово гориво е снабдена с маховик или ротор се извършва с висока маховик действие.
1.2. Номиналните параметри на генератора.
Производителят възнамерява генератор за определена допустима непрекъснат режим на работа, който се нарича номинала. Този режим на работа се характеризира с параметри, които се наричат номинални данни генератор и точки за чинията си, както и в паспорта машината.
Напрежение генератор - тази линейна (фаза-фаза) напрежение на намотката на статора на номиналната режим.
номинален ток на статора се нарича текущата стойност при което позволи непрекъснат нормална работа на генератора при нормални параметри охлаждане (температура, налягане и скорост на потока на охлаждащия газ и течност) и номиналните стойности на силата и напрежението на споменатия генератор на паспорта.
Номиналната пълния капацитет на генератора се определя по следната формула:
S = m * INOM Unom. VA
Номинална активна мощност на генератора - е най-високата активната мощност за непрекъснат режим на работа, с която се подава към турбината:
Polar = S ном * защото # 966; г-н W
Номиналната мощност на турбогенераторите трябва да отговарят на редица съоръжения в съответствие с ГОСТ 533-85. Мащабът на номиналния капацитет на големи хидрогенератори не е стандартизирана.
Номиналният ток на ротора - е най-големият генератор възбуждане ток, който се осигурява от връщането на номиналната мощност, когато генератор статор напрежение отклонение в ± 5% от номиналната стойност и номинална фактора на мощността.
Номинална мощност фактор в съответствие с ГОСТ взети равен на: COS # 966; ном = 0,8 - генератор 125 MBA; COS # 966; SG = 0.85 за турбогенератори с капацитет до 588 MVA и хидрогенератори до 360 МВА; COS # 966; SG = 0.9 до по-мощни машини.
За капсулни хидрогенератори обикновено COS # 966; ном = 1. Всеки генератор също характеризиращ ефективност при номинален товар и номинална мощност фактор. За съвременните генератори класиран диапазони ефективност от 96.3 - 98.8%.
1.3. генератори система за охлаждане
По време на работа на синхронния генератор намотките и неговия активен стоманата отопляват. Допустима температура на нагряване на статорни и роторни намотки зависи главно от използваните изолационни материали и охлаждаща среда температура. ГОСТ 533-76 за изолиране на клас B (за asfaltobitumnyh лакове) допустим статор намотка температура трябва да бъде между 105 ° С и 130 ° С в ротор. Когато топлоустойчива изолация на статорни и роторни намотки, например, клас F и Н, допустимите граници на увеличението на отопление температура до 1350S и 1550-те години, съответно.
В работата на генератор изолация на намотката е постепенно стареене. Това е причинено от прах, влага, окисление от атмосферен кислород, ефектът на електрическото поле и електрически натоварвания и т. D. Въпреки това, основната причина за стареенето е неговата топлоизолация. Колкото по-висока изолация, температурата на нагряване, толкова по-бързо се износва, по-малко живот на батерията. Живот клас изолация при загряване до 120 ° С е около 15 години, и когато се нагрява до 140 ° С - се намалява до почти 2 години. Същият изолацията при температура на нагряване 105 ° С (т.е.. Е. В ГОСТ) стареене е много по-бавно и срока на експлоатация се повишава до 30 години. Ето защо, по време на работа при всякакви условия на генератора не може да толерира Калорифери над допустима температура.
За че температурата на нагряване не превишава допустимите стойности, всички генератори работи с изкуствен охлаждане. Чрез отстраняване на топлината от нагретите намотките на статора и ротора разграничи непряко и пряко охлаждане.
В непряко охлаждане на охлаждащия газ (въздух или водород) с вентилатори вградени в краищата на ротора, се подава в генератора и се изтласква през немагнитен разликата и вентилационните канали. Където охлаждащия газ не е в контакт с проводниците на намотките на статора и ротора и получената топлина се предава чрез газ значително термична бариера - изолация на намотките.
Когато директно охлаждане на охлаждащата течност (газ или течност) в контакт с проводниците на намотките на генератора, като се избягва изолиране и стоманени зъби, т. Е. директно.
Вътрешните фабрики произвеждат турбогенератори с въздух, водород и течно охлаждане, както и хидро с въздух и течност охлаждане.
Има два въздушно охлаждане система - поток и затворен. Тече охладителната система се използва рядко в турбогенератори и капацитет до 2 MVA, както и хидрогенератори до 4 MVA. В този случай издухва въздух през генератора на машинното помещение, което бързо се замърсяват изолация на намотките на статора и ротора, което в крайна сметка намалява живота на генератора.
В затворена охлаждаща система, същото количество въздух циркулира в затворен кръг. Схематично циркулация на въздуха по време на охлаждане за турбина генератор, показан на фиг. 2. въздух охладител въздушно охлаждане е 2, при което тръбата се непрекъснато циркулира вода. Нагретият въздух в устройството преминава през тръбата 2 в камерата 3 горещ въздух преминава през въздушен охладител и студен въздух през камерата 4 се връща към колата. Студеният въздух се вкарва в машината вградени вентилатори 5. В генератори с голяма дължина на активната част от студения въздух се подава от двата края на устройството, както е показано на фиг. 2.
Фиг. 2. затворената система на въздушно охлаждане турбогенератор
С цел да се подобри ефективността на охлаждане турбинни генератори, активна част от дължината на който е особено голяма и въздушната междина е малка, като се използва Multi радиална вентилационна система. За тази вертикални равнини разделя системата на охлаждане 6 на няколко секции на турбинни генератори. Във всяка точка на въздуха, доставен от въздушната междина (I и раздели III) или от специален аксиален канал 7 (II раздел). За да се увеличи повърхността на контакт с горещите части на охлаждащия въздух в активните стоманени машини работи система вентилационна тръба. След преминаване през радиалните отвори в стомана, нагрят въздух преминава в отклоняващото камера 8. Multi вентилация осигурява равномерно охлаждане по цялата дължина на турбогенератор. За да се компенсират загубите, причинени от изтичане, допълнително се засмуква въздух през маслени филтри с 9 двойни, инсталирани в студен въздух камера.
Вътрешните рафинерии произвеждат турбинни генератори със затворен капацитет въздух охлаждаща система до 12 MW включително. Затворената система на непряко охлаждане на въздуха се прилага в хидрогенератори много по-широк. Най-големият генератор с непряк въздушно охлаждане серия CB капацитет 264.7 MVA издава по "Електросила" за Братск ВЕЦ. Хидрогенератор схема вентилация е показано на фиг. 3.
Фиг. 3. хидравличен генератор затворена система вентилация:
1 - ротор, 2 - статор въздушен охладител 3-, 4 - фен остриета.
В хидрогенератори охлаждане ротор изпъкнала-поле се улеснява от присъствието на полюсните пропуски и голямо охлаждане на повърхността на ротора.
Фиг. 4. мулти-реактивни схема радиална вентилационни турбогенератори на:
1 - студено газови камери, 2 - на гореща газова камера 3 - газ охладители.
Охлаждане гладка ротор турбогенератор по-малко ефективни, тъй като в този случай тя се охлажда само от въздушната междина. Последното обстоятелство до голяма степен определя ограничения капацитет на въздушно охлаждане за турбинни генератори. В въздушно охлаждане генератори осигурява устройство за гасене на пожар вода.
Турбогенератори с индиректен водород охлаждане по принцип имат същото вентилация верига, в въздушно охлаждане. Разликата е, че количеството на водород генератор корпуса на охлаждане е ограничено, поради охладителите са включени директно в корпуса. Настаняване охладители gazoskhema газове и циркулация водород във вътрешността на генератора, показан на фиг. 4.
Водородът охлаждащ въздух по-ефективно, тъй като охлаждане водород газ в сравнение с въздуха има няколко значителни предимства. Той има 1.51 пъти коефициентът на топлинен пренос е 7 пъти по-висока топлопроводимост. Последното обстоятелство обуславя ниската термична устойчивост водородни междинен слой изолация пропуски и жлебове. Значително по-ниска плътност водород от въздух, за да се намали загубата на вентилационни до 8 - 10 пъти, при което ефективността на увеличенията на генератора от 0.8 - 1%.
Не изолация окисляване на водород в сравнение с въздуха среда увеличава надеждността на генератора и увеличава живота на изолацията намотка. Чрез водород предимства включват факта, че тя не поддържа горенето, обаче генератори с водород охлаждане може да се дозира с пожарогасителни устройства.
Внимание! Водороден генератор пълнене в смес с въздух (от 4.1 до 74%, и в присъствието на пара масло - от 3.3 до 81.5%), образува взривоопасна смес, така че в машини с висока водород охлаждащ газ стягане на корпуса трябва да се гарантира статора уплътнения масло вал, уплътнителни проводници до намотките на статора и ротора, уплътнението капачки охладители газ, люкове и подвижни крайни щитове. Най-трудно да се извърши надеждно запечатване масло на вала на генератора, предотвратява изтичане на газ.
Колкото по-високо свръхналягане от водород, по-ефективно охлаждане на генератора, следователно, за един и същ размер на генератора може да се увеличи неговата номинална мощност. Въпреки това, при налягане по-голямо от 0,4 - 0,6 MPa генератор печалба не оправдава разходите, произтичащи по този начин преодоляване на технически проблеми (тюлени и сложността на работата на изолация на намотката). Следователно, налягането на водорода в модерни генератори от 0,6 МРа не е приложима.
Генератори с непряко охлаждане водород може по избор да работят с въздушно охлаждане, но качеството им се намалява съответно.
Свързани статии