Villamos gépek állandósult működési módjainak kiszámítása és elemzése - tanfolyam, 2. oldal
1.1.2 Az olaj transzformátor felszerelése
Az olajhűtéses transzformátorokban a tekercseléssel ellátott mágneses áramkört egy transzformátorolajjal töltött tartályba helyezzük (1.5. Ábra). Transzformátor olaj, mosás a tekercsek a 2. és 3, és a mágneses mag 1, kiválasztja őket a hő, és nagyobb a hővezető képessége, mint a levegő, a falakon keresztül a tartály a 4. és a radiátor csövek 5 elküldi azt a környezetet. A transzformátorolaj jelenléte megbízhatóbbá teszi a nagyfeszültségű transzformátorokat, mivel az olaj elektromos szilárdsága sokkal magasabb, mint a levegőé. Az olajhűtés intenzívebb, mint a levegőhűtés, ezért az olaj transzformátorok mérete és tömege kisebb, mint az azonos teljesítményű száraz transzformátorok esetében.
A 20-30 kVA-ig terjedő transzformátorokban sima falú tartályokat használnak. Erősebb transzformátoroknál a hűtőfelület növelése érdekében a tartály falát bordázott vagy csőszerű tartályok használják. Az olaj felmelegszik, felemelkedik, és lehűl, leesik. Ez az olaj kering a csövekben, ami hozzájárul a gyorsabb hűtéséhez.
Ahhoz, hogy kompenzálják az olaj mennyisége hőmérséklet-változás, valamint, hogy megvédje az olaj az oxidációtól és a nedvesség hatására a levegő transzformátorokban használjuk expander 9, amely egy hengeres tartály, szerelt a tartály fedelét, és kommunikál velük. Az olajszint ingadozása a hőmérséklet változásával nem történik a tartályban, amely mindig olajjal van töltve, de a légkörrel kommunikáló bővítőben.
A működés során a transzformátor van előfordulásának lehetősége jelenségek, amelyek kíséretében gyors felszabadulása gáz, ami jelentős növekedést nyomás a tartály belsejében, így, hogy ne sérüljenek a transzformátor tartály kapacitása 1000 kVA vagy több ellátva kipufogócső, amely fel van szerelve a tartály fedelét. A cső alsó vége a tartállyal kommunikál, felső vége pedig egy karima, amelyen az üveglemez rögzítve van. A tartály biztonságánál nagyobb nyomásnál az üveglemez felrobban és a gázok kilépnek.
Az olaj transzformátor tartályát a bővítővel összekötő csővezetékbe egy gázkapcsolót helyeznek. Abban az esetben, jelentős károkat a transzformátor, majd egy nagy kiadás gázok (például rövidzárlat menetei között a tekercsek), Buchholz relé aktiválódik, és bezárja a kapcsoló érintkezői a vezérlő áramkör, amely lekapcsolja a transzformátor a hálózatról.
Ábra. 1.6. Olajhűtéses transzformátor egység
A transzformátor tekercseket egy külső áramkörrel a 7 és 8 bemenetek csatlakoztatják. A bemenetek olajtranszformátoraihoz passzív porcelán szigetelőket használnak. Az ilyen beömlőnyílás fém karimával van ellátva, amelynek segítségével a tartály fedelére vagy falára rögzíthető. A tartály aljára van egy kocsi, amely lehetővé teszi a transzformátor mozgatását az alállomáson belül. A tartály fedelén található a 6 feszültségkapcsoló fogantyúja.
1.2 Szinkron turbina generátor
1.2.1 A szinkron generátor működésének elve
A szinkron generátor elvének tanulmányozásához használjunk egy szinkron gép egyszerűsített modelljét (1.6. Ábra). A gép stacionárius része, az úgynevezett állórész, üreges rétegelt henger / (állórész mag) két hosszanti horonnyal a belső felületen. Ezeknél a hornyoknál a 2 tekercs oldalai vannak, amely az állórész tekercselése. A belső üregben az állórész mag egy forgó része a gép - egy rotor, amely egy állandó mágnes 4 pólusok N és S, egy tengelyen 3. A rotortengely révén szíjhajtás mechanikusan össze van kötve egy hajtómotorral (az ábrán nem látható). Valódi szinkron generátorban belső égésű motor vagy turbina vezetőként használható. A hajtott motor nyomatékának hatására a generátor forgórésze az óramutató járásával ellentétes irányban n1 frekvencián forog. Az állórész tekercselés összhangban a jelenség az elektromágneses indukció elektromotoros erő indukálódik, amelynek iránya látható nyilak. Mivel az állórész tekercselése a Z terheléshez van zárva, egy i áram jelenik meg a tekercs áramkörében.
Forgás közben a rotor mágneses mező az állandó mágnes is forog n1, ezért az egyes vezetékek az állórész tekercs menetei felváltva a terület északi (N) mágneses pólus, a terület déli (S) mágneses pólusai. Ebben az esetben a pólusok minden változását az EMF irányának az állórész tekercsében történő változása kísérte. Így egy változó EMF indukálódik a szinkron generátor stacioner tekercselésében, ezért a tekercsben és a Z terhelésben lévő i áram szintén változó.
A vizsgált szinkron generátorban az állórész tekercsének EMF pillanatnyi értéke (B)
ahol Bδ - a mágneses indukció az állórészmag és a forgórész, T; l - az állórész tekercselésének egy hornyos oldalának aktív hossza, m; v = πD1n1 / 60 - a rotor oszlopainak az állórészhez viszonyított sebessége, m / s; D1 - az állórész mag belső átmérője, m.
Ábra. 1.7. Egyszinkron generátor egyszerűsített modellje
Ez a képlet azt mutatja, hogy egy konstans frekvenciánál forgási a forgórész alkotnak változó EMF görbéje az armatúra tekercselés határozza meg kizárólag a törvény eloszlása a mágneses indukció a résben. Ha egy grafikont a mágneses indukció a rés szinuszos (Bδ = Bmax sin α), a generátor EMF lenne szinuszos. Azonban gyakorlatilag lehetetlen szinuszos indukciós eloszlást elérni a résen. Így, ha a légrés δ állandó (1.7 ábra.), Akkor a mágneses indukció a légrés Bδ által forgalmazott trapezoid törvény (1 görbe), és így a generátor EMF grafikon egy trapéz alakú görbét. Ha pólusok levágott végével úgy, hogy a rés a széleken a mágnessaruk egyenlő volt δtah (amint azt a 1.7 ábra.), Akkor a eloszlásának grafikonja a mágneses indukció a rés közelebbi szinuszhullám (2-es görbe), és így a grafikon EMF indukált tekercselő generátor közeledik a szinusz hullámhoz.
Ábra. 1.8. A mágneses indukció elosztásának grafikonjai egy szinkron generátor légrésében
Az f1 (Hz) szinkron generátor EMF frekvenciája közvetlenül arányos a p1 rotor fordulatszámával (rpm), amelyet általában szinkron fordulatszámnak neveznek:
Itt p a póluspárok száma; a vizsgált generátorban két pólus van, azaz p = 1.
Az EMF (50 Hz) ipari frekvenciájának megszerzéséhez az ilyen generátor forgórészét n1 = 3000 rpm, majd f1 = 1 · 3000/60 = 50 Hz frekvencián kell elforgatni.
Az állandó mágnesek a forgórész csak szinkron generátor nagyon kis kapacitású, a legtöbb szinkron generátor izgalmas mágneses erőteret gerjesztő tekercs elrendezve a rotor. Ez a tekercs van csatlakoztatva az egyenáramú forrás keresztül csúszóérintkező, útján hajtják végre két csúszógyűrű elrendezve a tengely és izoláltuk a tengely és egymástól, és a két rögzített kefék (ábra. 1.8.).
Mint már említettük, a hajtómotor (PD) hajtja meg a rotor szinkron generátor frekvenciája n1. A mágneses mező a forgórész is forog gyakorisággal n1 és indukál háromfázisú tekercsek az állórész változók EMF EA, EB, EC, amely, mint egyenlő értékkel és fázisban eltolt egymáshoz képest ⅓ időszak (120 El. Fok) egy három-fázisú szimmetrikus EMF rendszer.
Az állórész-tekercs fázisaihoz csatlakoztatott terheléssel az 1A, 1B, 1c áramok jelennek meg. Ebben az esetben az állórész háromfázisú tekercselése forgó mágneses mezőt hoz létre. Ennek a mezőnek a forgási frekvenciája megegyezik a generátor forgórészének sebességével (rpm): n1 = f1 60 / p.
Ábra. 1.9. A szinkron generátor elektromágneses áramköre
Így egy szinkron generátorban az állórész mező és a rotor szinkronban forgatható, így a névszinkron gépek.
1.2.2 Szinkron turbogenerátor építése
Az erőteljes szinkron gépek tervezését elsősorban a forgás sebessége határozza meg. Neyavnopolyusnye szinkron gép gyártott turbogenerators sebességgel 3000 fordulat / perc bipoláris változata (p = 1), és 1500 fordulat / perc sebességgel egy négypólusú változat (p = 2). Nagyszámú pólusú hidrogenerátoros szinkron gépeknél a rotor kifejezetten poláris kialakítását alkalmazzák.
A turbinaegység több gépből áll, összekötve összekötve. A turbogenerátor rotorát a gőzturbina forgórészéhez csatlakoztatják. Így egy gőzturbina egyetlen blokkját kapjuk - turbó generátort
A szinkrongép egy rögzített részből áll - egy állórészből és egy forgó részből - egy rotorból. A szinkron gépek státuszai elvben nem különböznek az aszinkron motorok állóitól, azaz testből, magból és tekercsből állnak. A szinkrongép állórésze különböző lehet a gép céljától és méreteitől függően. Így a 900 mm-nél nagyobb stacioner mag külső átmérőjű, nagy teljesítményű többpólusú gépekben a maglemezek egyedi szegmensekből készülnek, amelyek az összeszerelés során az állórész magjának hengerét alkotják. A nagyméretű gépek állványházai leválaszthatóak, ami a gépek szállításának és telepítésének megkönnyítéséhez szükséges. A szinkron gépek rotorai alapvetően eltérő kialakításúak lehetnek: egy explicit pólus és egy implicit pole pole. A erőművek villamosenergia-termelés AC elsődleges (vezetési) szinkron generátorok használt motorok elsősorban három típusú motorok: gőzturbinák, hidraulikus turbinák vagy belső égésű motorok (dízelmotorok). A felsorolt motorok alkalmazása alapvetően befolyásolja a szinkron generátor tervezését.
A gőzturbina nagy sebességgel működik, így a generátor, amelyet turbogenerátornak neveznek, egy nagysebességű szinkrongép.
Ábra. 1.10. A szinkron gépi rotorok tervezése
a a rotor nagyteljesítményű pólusokkal; b-rotor implicit módon kifejtett oszlopokkal.
Ezeknek a generátoroknak a rotorjai bipoláris (n1 = 3000 rpm) vagy négypólusú (n1 = 1500 rpm) teljesítményt nyújtanak.
A turbogenerátor működése során jelentős centrifugális erők hatnak a forgórészére. Ezért, a feltételeket a mechanikai szilárdság használt turbogenerators neyavnopo pólusú forgórészt, amelynek a formája egy hosszúkás acélhenger őröljük a hosszirányú felületének a hornyok a mező tekercselés (lásd. Ábra. 1.9, b). Az implantátum-pólusú rotor magja szilárd acél formában készül, amely a varratokkal (tengelyvégekkel) vagy előre gyártott. Az implicit pólusú rotor gerjesztésének tekercselése csak a felszínét foglalja el (a kerület mentén). A fennmaradó felület a pólusokat alkotja. Hogy megvédje a tekercs végeit a forgórész tekercselés tönkretegye centrifugális erők mindkét oldalán a rotor fedél acél burkolat gyűrűk (kappa) ek általában nem mágnesezhető acélból.
Ábra. 1.11. Turbina generátor
1 - gerjesztő, 2 - test, 3 - állórész, 4 - hidrogénhűtés, 5 - rotor
1.3 Indukciós motor