Szinkron generátorok - főberendezése erőművek és alállomások
1. szinkron generátor
1.1. A specifikáció és a modern generátorok
Az áramtermelés áramfejlesztők alkalmazni szinkron háromfázisú váltakozó áram. Különböztesse turbogenerators (elsődleges motorja - gőz- vagy gázturbina) és hidro (elsődleges motorja - turbina).
A szinkron elektromos gépek állandósult állapotban van egy szigorú közötti megfelelés gép sebességét n, m-1, és a frekvencia f1, Hz:
n = 60 * f1 / p, m-1
ahol p - száma állórész póluspárok a generátor tekercselés.
Gőz és gázturbinák termelni nagy sebességű (3000 és 1500 min-1) t. K. Ahol a turbina egységek a legjobb műszaki és gazdasági jellemzői. A hőerőművek (TPS) elégetésére szolgáló hagyományos üzemanyagokkal, aggregátumok gyorsítsa általában 3000 min-1, és a szinkron turbina generátorok két pólus. A növény felhasznált aggregátumok fordulatszám 1500 és 3000 min -1.
Konkrét sebességű turbina-generátor határozza meg a jellemzőket az építése. Ezek a generátorok végzik vízszintes tengelyű. Turbogenerátor rotor működtetjük nagy mechanikai és hőterhelések készült szilárd kovácsolása speciális acélból (króm-nikkel vagy hromonikelmolibdenovoy), amelynek nagy mágneses és mechanikai tulajdonságok.
A rotor fut neyavnopolyusnym. Mivel a nagy átmérőjű a forgórész sebessége korlátozza megfontolások mechanikai szilárdság, a forgási frekvenciája. A rotor egy hordó hossza szintén korlátozzák értéke 6-6,5 m., ez határozza feltételei alól statikus megengedett elhajlás a tengely és elfogadható rezgési viselkedés eléréséhez. Az aktív rotor része, amely körülhatárolja a fő mágneses fluxus őrölt hornyok töltött tekercsek a mező tekercselés (ábra. 1) a tekercselési résben része rögzített nem mágneses, könnyű, de erőteljes ékek dúralumíniumból. Az első része a tekercselés, amely nem fekszik a rések megakadályozzuk a nagyobb elmozdulást alatt a centrifugális erő hatására keresztül az öv. Pólyák a leginkább feszült mechanikusan és a forgórész részek általában a nem-mágneses nagyszilárdságú acél. Mindkét oldalán a rotor ventilátorok szerelt a tengelyén (általában propeller típusú) nyújtó a forgalomban a hűtőgáz a gépben.
Turbogenerátor állórész áll egy test és a mag. A ház úgy van gyártott, hegesztett végein van lezárva pajzsok tömítésekkel az ízületek más részeivel (ábra. 1). Az állórész mag tárcsázott izolált elektromos acéllemezek 0,5 mm vastag. Lemezek egyre csomagokat, amelyek között maradt szellőzők. A nyílások állnak rendelkezésre a belső furat a mag, egy háromfázisú tekercs van rakva, jellemzően kétrétegű.
Víz turbinák általában viszonylag alacsony sebesség (60-600 min-1). Fordulatszáma kisebb és kisebb, mint a víz nyomása erőturbinából tovább. Hydro, ezért alacsony sebességű gépek és nagyok a méret és súly, valamint a nagyszámú pólusok. Hydro-működnek, kiálló pólusú rotorok, és előnyösen egy függőleges tengely található. A átmérője a rotorok erőteljes hydrogenerators eléri a 14 - 16 m, és a átmérői az állórészek - (20 - 22) m.
A gép egy nagy átmérőjű, a forgórész vasmagjának szolgál RIM gyűjtött küllők, melyek szerelt a forgórész agy. A pólusok, mint egy perem készült acéllemezek alkotó és az egységet a pereme a forgórész révén a T-alakú nyúlványok (ábra. 2). A pólusok, amellett, hogy a gerjesztő tekercs található több úgynevezett csappantyú tekercselés, amely képződik a réz rudak fektetik hornyok a pólussaruk és zárható homlokfelületei a rotor gyűrűk. Ez kanyargós gép szánt nyugtatja a rotor rezgések, amelyek előfordulnak minden perturbáció kapcsolatos hirtelen változást generátor terhelését.
Ábra. 1. Általános nézet a modern turbó-generátor:
1 - állórésztekercshez; 2 - egy forgórészt; 3,4 tengelykapcsolók; 5 - állórész-ház;
6 - az állórész; 7 - a kórokozót; 8 - rotor csúszógyűrűkkel és ecsetek;
9 - generátor csapágyak; 10 - hordozó kórokozó.
A szerepe turbogenerators stilling működnek masszív rotortekercs dob és a fém ékek lefedő gerjesztőtekercsének a nyílásokba. Hydro generátor állórész alapvetően ugyanolyan felépítésű, mint az állórész egy turbógenerátor, de ellentétben az utóbbi végezzük levehető. Meg van osztva egy kört 2-6 egyenlő részre, amely elősegíti a szállítás és a telepítés.
Az utóbbi években kezdik megtalálni alkalmazása az úgynevezett hydro-kapszula vízszintes tengelyű. Az ilyen generátorok a vízálló borítékban (kapszula), amely folyik a külső a víz áthaladó légáram a turbina. Capsule generátorok energia előállítására, a néhány tucat megavolt-amper. Ez egy viszonylag kis sebességű generátorok (n = 60 ÷ 150 min-1), kiálló forgórész.
Között más típusú szinkron generátor az erőművek, meg kell jegyezni, az úgynevezett dízel generátorok, csatlakozik egy belső égésű dízelmotor. Ez a fő területe a gép vízszintes tengelyű. Diesel motor, mivel a dugattyú nem egyenletes nyomaték, így a dízel generátor van ellátva lendkerék vagy a rotor végzi nagy lendkerék akció.
1.2. A névleges paraméterei a generátort.
A gyártó szándéka generátor egy bizonyos megengedett folyamatos működési mód, az úgynevezett névleges. Ez a működési mód jellemzi a paramétereket, amelyeket az úgynevezett névleges generátor adatok és pont a tányérjára, valamint az útlevél géppel.
Névleges feszültség generátor - ez a lineáris (fázis-fázis) feszültség az állórész tekercselés névleges üzemmódban.
névleges áram az állórész nevezzük az aktuális értéket, amelynél megengedett folyamatos normális működését a generátor normál hűtés paraméterek (hőmérséklet, nyomás és áramlási sebessége a hűtés gáz és folyadék), és a névleges értékek a teljesítmény és a feszültség az említett generátor az útlevélben.
A névleges teljes kapacitását a generátor határozza meg a következő képlet szerint:
S = m * * Inom Unom. VA
Névleges hatásos teljesítmény a generátor - a legmagasabb aktív teljesítmény a folyamatos működés, amellyel szállított a turbina:
Polar = S nom * cos # 966; Mr W
Névleges teljesítmény turbó generátor meg kell felelnie a létesítmények számát összhangban GOST 533-85. A skála a névleges kapacitása nagy hidraulikus generátorok nem szabványosított.
A névleges áram a rotor - a legnagyobb generátor gerjesztő áram, amely biztosítja a visszatérését a névleges teljesítményt, ha a generátor állórész feszültség eltérés ± 5% a névleges érték és a névleges teljesítmény tényezőt.
Névleges teljesítmény tényező GOST hozott egyenlő: cos # 966; nom = 0,8 - áramfejlesztő 125 MBA; cos # 966; SG = 0,85 turbó-generátorok kapacitása akár 588 MVA és hidraulikus generátorok akár 360 MBA; cos # 966; SG = 0,9 erősebb gép.
Mert tok hydrogenerators általában cos # 966; nom = 1. Minden generátor is jellemző hatékonyságot és névleges terhelés névleges teljesítmény tényező. A korszerű generátorok eddig hatékonyság tartományok 96,3-98,8%.
1.3. generátorok hűtőrendszer
Működése során a szinkron generátor tekercsek és aktív acél melegítjük. Megengedett hőmérsékletű fűtés az állórész és a forgórész tekercselés függ elsősorban a használt szigetelő anyagok és a hűtőközeg hőmérsékletét. GOST 533-76 izolálására B osztályú (az asfaltobitumnyh lakkok) megengedett állórész tekercselés hőmérsékletének között kell lennie 105 ° C és 130 ° C rotor. Amikor egy hőálló szigeteléssel az állórész és a forgórész tekercselés, például osztály F és H, a megengedett határérték a fűtési hőmérséklet-emelkedés a 1350S és 1550-es években, ill.
Az üzemeltetés során generátor tekercselés szigetelési fokozatosan öregszik. Ezt az okozza, szennyeződés, nedvesség, oxidáció atmoszférikus oxigénnel, a hatása az elektromos mező és az elektromos terhelések és t. D. Azonban a fő oka az öregedés van a hőszigetelés. Minél magasabb a szigetelés, a fűtési hőmérséklet, annál gyorsabban elhasználódik, a kevésbé akkumulátor élettartamát. Élettartam B osztályú szigetelés melegítéssel 120 ° C-mintegy 15 év, és hevítve 140 ° C - csökken majdnem 2 évig. Ugyanez szigetelés hevítési hőmérséklet 105 ° C (azaz. E. belül GOSZT) öregedési sokkal lassabb, és az élettartam megnövekszik a 30 év. Ezért, működés közben bármilyen üzemi körülmények között a generátor nem tolerálja fűtőszálak felett megengedhető hőmérséklet.
Annak érdekében, hogy a fűtési hőmérséklet nem haladja meg a megengedett értéket, mind a generátor működik mesterséges hűtés. Útján elvonja a hőt a fűtött tekercsek az állórész és a forgórész megkülönböztetni a közvetett és a közvetlen hűtés.
A közvetett hűtés, a hűtő gáz (levegő vagy hidrogén) ventilátorok épített a végén a rotor, betápláljuk a generátor, és átnyomjuk a nem mágneses rés és a légcsatorna. Ahol a hűtési gáz nem érintkezik a vezetők az állórész tekercselés és a forgórész és a keletkező hőt keresztül a gáz jelentős termikus gát - a szigetelés a tekercsek.
Amikor közvetlenül hűtés a hűtőközeg (gáz vagy folyadék) érintkezik a vezetékek a tekercselések a generátor, elkerülve az izolációs és acél fogak, t. E. közvetlenül.
Hazai gyárak termelnek turbogenerators levegővel, hidrogént és folyékony hűtés, valamint a Hydro levegővel és folyékony hűtés.
Két léghűtő rendszer - áramlás és zárt. Áramló a hűtőrendszer ritkán használják a turbinák és kapacitása legfeljebb 2 MVA, valamint hydrogenerators 4 MVA. Ebben az esetben a levegőt fúj át a generátor a gépház, mely gyorsan szennyezi a szigetelést a tekercsek az állórész és a forgórész, amely végül lerövidíti az élet a generátor.
A zárt hűtőrendszer, az azonos mennyiségű levegő kering egy zárt áramkört. Vázlatosan légáramlás A hűtés alatt a turbina-generátor ábrán látható. 2. a léghűtő levegőhűtő van 2, amelynél a csövet folyamatosan vizet cirkuláltatunk. A felmelegített levegő a gép megy keresztül a 2 cső a kamrába 3 forró levegő halad keresztül, a léghűtő és a hideg levegő a kamrán keresztül 4 visszatér az autó. Hideg levegőt pumpálnak a gép beépített ventillátorok 5. generátorok egy nagy hosszúságú aktív részének a hideg levegőt táplálunk a mindkét végén a gép, ábrán látható módon. 2.
Ábra. 2. A zárt rendszer léghűtés turbógenerátor
Annak érdekében, hogy a hűtés hatékonyságát a turbina generátorok, aktív része hosszának ami különösen nagy, és a légrés kicsi, a Multi radiális szellőztető rendszer. Erre a függőleges síkok ossza el a 6 hűtőrendszer egy több szakaszok turbina generátorok. Az egyes szakaszain a szállított levegő a légrést (I. és III szakasz), vagy egy speciális axiális 7 csatorna (II szakasz). Ahhoz, hogy felületének növelésére érintkezik a fűtött alkatrészt a hűtőlevegő az aktív acél gépek működése szellőztetőrendszerben. Miután áthaladt radiális szellőzők az acél, fűtött levegő bemegy a elvezetőelem 8 kamrába Multi szellőzés biztosítja az egyenletes hűtést teljes hossza mentén a turbógenerátor. Ahhoz, hogy fel a veszteségek miatt a szivárgás, egy további levegő szívódik keresztül a kettős olaj szűrők 9 telepítve a hideg levegő kamrába.
Hazai finomítók termelnek turbina generátorok zárt léghűtő rendszer kapacitása legfeljebb 12 MW befogadó. A zárt rendszer közvetett hűtőlevegő alkalmazzuk hydrogenerators sokkal szélesebb. A legnagyobb generátor közvetett léghűtés sorozat CB kapacitás 264,7 MVA kiadott „Electrosila” az Bratszki HPP. Hidrogenerátorból szellőztető rendszer ábrán látható. 3.
Ábra. 3. A zárt rendszer szellőztetés hidraulikus generátorral:
1 - egy forgórészt, 2 - állórész léghűtő 3-, 4 - ventilátor lapátok.
A hydrogenerators hűtés szembeötlő pólusú forgórész jelenléte megkönnyíti a pólus rések és nagyobb hűtését a rotor felületén.
Ábra. 4. A multi-jet rendszer radiális szellőztető turbogenerators:
1 - hideg-gázkamra, 2 - a forró gáz kamra 3 - Gázhűtők.
Hűtés sima turbógenerátor rotor kevésbé hatékony, mivel ebben az esetben lehűtjük csak a légrés. Az utóbbi körülmény nagymértékben meghatározza a korlátozott kapacitása a léghűtéssel turbina generátorok. A léghűtéses generátorok szerinti berendezés olyan tűzoltó vizet.
Turbinás generátorok közvetett hidrogén hűtés elvileg azonos szellőztető áramkör, mint a lefúvatás. A különbség az, hogy az összeg a hűtés hidrogén generátor ház korlátozott, ezért a hűtők vannak integrálva, közvetlenül a házba. Szállás gazoskhema Gázhűtők és hidrogén keringését a generátor ábrán látható. 4.
Hidrogén hűtőlevegő hatékonyabban, mivel a hűtés hidrogéngáz képest a levegő számos jelentős előnye van. Ez egy 1,51-szerese hőátadási tényező 7-szer nagyobb a hővezető képessége. Az utóbbi körülmény előre meghatározza az alacsony termikus ellenállás hidrogénatom rétegközi szigetelésre hiányosságok és hornyok. Lényegesen kisebb hidrogén sűrűségű, mint a levegő, hogy csökkentsék a szellőzési veszteségek, 8 - 10-szer, ahol a hatásfoka a generátor növekszik 0,8-1%.
Nincs szigetelés oxidációt hidrogén képest levegővel közepes növeli a megbízhatóságot a generátor, és növeli annak élettartamát a tekercsszigetelés. Hidrogén előnyei közé tartozik az a tény, hogy nem támogatja a belső égésű, azonban generátorok hidrogénnel hűtés nélkülözhető tűzoltó készüléket.
Figyelem! Hidrogén töltési generátor levegővel összekeverve (4,1-74%, és jelenlétében olajpára - 3,3-81,5%) képezi, robbanékony keveréket, így gépek nagy hidrogén hűtőgáz légtömörségét biztosítani kell állórész olaj tengelytömítések, tömítés vezetőket a tekercsek az állórész és a forgórész, a tömítés sapkák Gázhűtők, nyílások és a levehető vége pajzsok. A legnehezebb, hogy végre egy megbízható tömítés olaj a generátor tengelyére, megakadályozva gázszivárgás.
A nagyobb túlnyomás hidrogén, a hatékonyabb hűtés a generátor, ezért az azonos méretű a generátor növelheti a névleges teljesítmény. Azonban nagyobb nyomáson 0,4-0,6 MPa generátor teljesítmény erősítés nem indokolja a felmerülő költségeket és így megoldást technikai problémák (tömítés és összetettségét működésének tekercsszigetelés). Ezért, a hidrogén nyomása a modern generátorok, mint 0,6 MPa nem alkalmazható.
Generátor közvetett hidrogénatom hűtés adott esetben működik egy léghűtéses, de a kapacitás ennek megfelelően csökken.