АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС ИНСТИТУТЫ

Электр станциялары, тораптары мен жүйелері кафедрасы

Синхронды генераторлардың жұмыс режимдері

050718 – Электр энергетикасы мамандығы бойынша оқитын барлық

оқу түрінің студенттеріне арналған дәрістер жинағы

Алматы 2009

ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР: Г.Х. Хожин, С.Е.Соколов, Р.М. Кузембаева. Синхронды генераторлардың жұмыс режимдері. 050718 – Электр энергетикасы мамандығы бойынша оқитын барлық оқу түрінің студенттеріне арналған дәрістер жинағы. Алматы: АЭжБИ, 2009. - 54 б.

Берілген дәрістер жинағы электр станциялар генераторларының қалыпты және апатты жұмыс режимдері туралы, синхронды генераторларды қоздыру жүйелерінің жұмысы және эксплуатация процесінде олардың параметрлерін реттеу тәсілдері туралы анықтамалардан тұрады.

№1 дәріс. Турбогенератор өндірісінің қазіргі жағдайы мен даму тенденциясы

Дәрістің мазмұны:

- курстық тапсырма;

- негізгі анықтамалар;

- турбогенератор өндірісінің қазіргі жағдайы мен даму тенденциясы.

Дәрістің мақсаты:

- турбогенератор өндірісінің қазіргі жағдайына шолу жасау.

1.1 Курстың мазмұны мен тапсырмасы

Турбогенератордың жұмыс режимін дұрыс жүргізу: орнатылған максималды жүктемені жабу, энергожүйе және оның элементтерінің сенімді жұмысын қамтамасыз ету, электр энергиясы сапасын берілген деңгейде ұстап тұру және жоғары пайдалы әсер коэффициентіне қол жеткізу сияқты негізгі эксплуатациялық тапсырмаларды орындауға кепілдік береді.

Бұл генератор жұмысының теория негізін, қалыпты және апатты режимдер ерекшеліктерін, олардың параметрлерін және оларға ұйытқы (возмущение) және реттеу әрекетінің әсер етуін меңгеру аталмыш курстың тапсырмасы болып табылады және де сәйкесті келесі мәселелер қарастырылады:

а) генератордың номиналдыдан ерекшеленетін шартындағы қалыпты жұмыс режимі. Бұл жүктемесі толық емес режим және статор тоғы асқын қозу режимінде рұқсат етілген мәннен аспайтын шартындағы жүктемесі өзгеретін режим;

б) қалыпты емес режимдер – бұл параметрлердің номиналдыдан біршама ауытқуы бар кезіндегі режимдер. Генератордың қалыпты емес режиміне асинхронды режимді, симметриялы емес жүктемені және әртүрлі асқын жүктелуді жатқызуға болады.

Жоғарыда аталған режимдерден басқа генераторды торапқа қосу әдісі және оның ерекшеліктері, қоздыру жүйесінің жіктелуі мен тағайындалуы және олардың жұмыстарын меңгеру бұл пәннің оқыту құралы болып табылады.

Синхронды генератордың маңызды қорғаныс элементі өрісті автоматты өшіру болып табылады. Магнитті өрісті өшіру процесін меңгеру, оңтайлы шарттарды анықтау және өшірудің қазіргі әдістеріне осы курста меңгерілетін сұрақтар тізімі кіреді.

1.2 Энергетикалық жүйе. Энергожүйенің тәуліктік жүктеме графигі және оны жабу

Электр және жылу тораптарының өндіріс, түрлендіру процестерімен бірігетін, электр және жылу энергиясын тарату және тұтыну электр станциялары мен қосалқы станциялары жиынтығы энергетикалық жүйені құрайды.

Электростанцияның жұмыс режимі 1.1. суретінде көрсетілгендей энергожүйедегі тәуліктік жүктеме графигінің теңсіздігімен анықталады. Теңсіздік дәрежесі минималды жүктеменің максималдыға қатынасымен анықталады. Көптеген энергожүйеге қысқы периодта ол 65÷70%-ды құрайды.

Жазда теңсіздік аз болады, алайда тура қысқы режимдерде жұмыс режимі неғұрлым қызу жүреді.

$C:\Documents and Settings\USER\Мои документы\Мои результаты сканировани\2008-11 (ноя)\сканирование.jpg$

1.1 Сурет – Қысқы жұмыс күнінің сипаттамалық тәуліктік графигі

Ары қарай өсу тенденциясы бар тәуліктік графиктің лездік теңсіздігі шекті жүктеу арқылы, немесе керісінше өшкенге дейін периодты жүктеуді азайту немесе жаңа генераторларды өндіруші қуаттың өзгеруін талап етеді. Бұл турбогенераторлардың неғұрлым қиын мәселесі болып табылатын айнымалы режимінде эксплуатациялық сенімділікті арттыруды талап етеді.

Көптеген аудандарда қазіргі энергетикалық қондырғылардың маневрлігі, көп жағдайда терең тәуліктік реттеуге жеткіліксіз, ал апатты жағдайда жүктемені терең әрі жылдам өзгертуді қамтамасыз ету мүмкіндігі тіптен болмайды. Осының бәрі турбогенератор қолданысына жаңа сапалы талаптар қояды, құрылыс-монтаждау және баптау деңгейінен бастап, оның қуатты және қымбат тұратын турбогенератордың қалыпты жұмыс режимінің мүмкін болатын бұзылу себептерін түсіне алатын және режимді жауапты және дұрыс жүргізетін эксплуатациялық персоналдың сауаттылығымен аяқталады.

1.3 Турбогенератор өндірісінің даму тенденциясы

Турбогенгератор қуаты оның негізгі мөлшерімен электромагнитті жүктемелерімен байланысты келесі қатынаста болады

(1.1)

мұнда - статор расточкасының диаметрі;

- активті бөлік ұзындығы;

- машинаның айналу жиілігі;

- статордың сызықтық тоқтық жүктемесі;

- ауалық саңылаудағы (зазор) индукция;

- пропорционалдық коэффициенті.

өрнегі неғұрлым үлкен болған сайын, машинаның пішіні үлкен болады, турбогенератордың номиналды активті қуаты соғұрлым үлкен болады. Алайда, турбогенератордың статор расточкасының диаметрін арттыру шектеулі. Бұл шектеулер бірінші кезекте, турбогенератордың роторының механикалық беріктілік шарттарына және олардың құрсаулық (бандаж) сақиналарына әсерін тигізеді.

Ротор ұзындығы оның мүмкін болатын тоқтап тұрған (қозғалыссыз) машинада және турбогенератордың роторлық жүйесіндегі жиіліктік сипаттамаларына байланысты статикалық иілуінен шектеледі. Сондықтан, негізгі мөлшерлер арасындағы қатынастар салыстырмалы түрде шектерде қалады

(1.2)

мұнда - ротор бөшкесінің активті бөлігінің диаметрі,

- ротор мен статор арасындағы саңылау.

Статордың сыртқы диаметрі- активті болатпен түйісетін магниттік ағыннан және рұқсатты магнитті индукциядан тәуелді болады.

Салқын иленген болатты қолдану кейбір шектерде турбогенератордың статор тістеріндегі магниттік индукцияны арттыруға мүмкіндік туғызатын еді.

Нәтижесінде шамамен турбогенератор өндірісінің 50-60 жылдығында машина қуатын 50-ден 1200 МВт-қа дейін арттырғанда, яғни 24 рет, индукция тек 20%-ға артқан : 0,8 ден 0,965 Тл дейін.

Екі полюсті турбогенераторларға олардың бірлік қуатына тәуелсіз келесі қатынас сақталады

(1.3)

Статор корпусының диаметрі келесі шекте болады

(1.4)

Ротордың толық ұзындығы, яғни турбогенератордың білік ұзындығы әдетте келесідей болады

(1.5)

Жоғарыда келтірілген қатынастар, айналу жылдамдылығы 3000 об/мин екі полюсті турбогенераторларға әділетті. Генератор өндірісінің 30 жылдығында машина қуаты 100 МВт-тан (1948г.) 1200 МВт-қа (1976 г) дейін артты. Осы генераторлардың кейбір салыстырмалы сипаттамалары 1.1 кестесінде көрсетілген.

1.1 К Е С Т Е

қуат МВт	100	1200
мыс шығыны, кг/КВА	0,11	0,019
болат шығыны, кг/КВА )	0,765	0,202
ротор диаметрі- D₂ , мм	1000	1250
ауалық саңылау- δ, мм	47.5	150
ротордың активті ұзындығы - l, мм	5400	8000

(1.1) қатынастан турбогенератордың бірлік қуатының артуы машинаның сызықтық жүктемесінің артуы мен машинаның сызықтық жүктемесінің артуына байланысты болады және орамдағы тоқ тығыздығының артуымен жүзеге асырылуы мүмкін. Өз кезегінде, бұл тек қана салқындату жүйесінің тиімділігін арттырғанда мүмкін болады және сутегімен, маймен, сумен тікелей салқындатуға алып келді. Статор орамын тікелей сумен салқындатуды енгізу осы орамдағы тоқты неғұрлым арттыруға және машиналарды 800, 1200 МВт және одан жоғары қуатқа арттыруға сілтемелер берді.

Энергетикалық қуаттарды арттырудың жоғары қарқыны шешуші дәрежесінде қондырғының бірлік қуатын арттырумен жүзеге асырылады. Турбогенератордың қуатын арттыру тапсырмасы көптеген ғылыми және техникалық мәселелерді шешуді талап етеді , соның ішінде:

- роторға үлкен болат поковтарды жасау қиындығы;

- темір жол бойымен тасымалдау;

- жаңа салқындату жүйесін енгізу;

- симметриялы емес режимде генератор жұмысы;

- термореактивті байланыстырғыштарға жаңа жоғары кернеулікті оқшауламаны өңдеу және енгізу;

- діріл артуына қарсы шаралар;

- ротордың түйіспелік сақинасының және щеткалық аппараттың жұмысын жақсарту;

- электростанцияның энергожүйе құрамындағы жұмысы.

№ 2 дәріс. Генератор жұмысының теория негіздері

Дәрістің мазмұны:

- генератор жұмысының теория негіздері .

Дәрістің мақсаты:

- жұмыс теориясының негізін меңгеру.

2.1 Генератор жұмысының теория негіздері

Синхронды генераторлар қозғалмайтын статордан үш фазалы орамадан және біріншілік қозғалтқышпен (турбинамен) айналысқа келетін қоздыру жүйесінен тұрақты тоқ берілетін қоздыру орамды ротордан тұрады.

Ротордың айналу жиілігі n синхронды машиналарда айнымалы тоқ жиілігімен f келесі қатыныста болады

(2.1)

мұнда - жұп полюстер саны;

f – жиілік.

Жиілігі 50 Гц және об/мин тең болады.

Турбогенераторлардың роторлары айқын полюсті емес, қоздыру орамасы ойыққа сәйкесті салынады. Орам айналманың үштен екі бөлігін алады. Сол себепті ротор тек қана салыстырмалы екі өзара перпендикулярлы осьтер d және q симметриялы болады, олар сәйкесті машинаның бойлық және көлденең осьтері деп аталады. Бойлық ось шартты түрде ротор центрінен өтеді және ротордың үлкен тісін 2.1. суретінде көрсетілгендей ортасынан бөледі.

1 –ротордың үлкен тісі; 2 –ауалық саңылау; 3 –статор орамының өткізгіштері; 4 – ротор орамының өткізгіштері

2.1 - сурет Ф ағынының генератордың бос жүрісінде орналасуы

Статор орамы ротор сияқты полюстер санымен орналасады. Машинаның жұмысы кезінде қоздырғыштағы тұрақты тоқ генератордың қоздыру орамынан өтіп, ротормен бірге айналатын магниттік ағынды- Ф құрайды. Орналасқан режимде, яғни өзгеріссіз жүктемемен айналу жылдамдығында генератор білігіне әсер ететін моменттер қосындысы нөлге тең болады. Егер қандай да бір себеппен бұл шарт бұзылса, артық момент (айналатын немесе тежеуіштік) пайда болады және айналу жылдамдығы артады немесе төмендейді. Турбинаның айналу моменті өзінің шамасына теңестіріледі, бірақ ол турбогенератордың тежеуіштік момент белгісіне қарсы деп айтуға болады.

Бу турбинасының айналу моменті қысымымен, температурамен, қалақшаға түсетін бу көлемімен және конденсатордағы вакуум тереңдігімен анықталады. Турбогенератор білігіндегі тежеуіштік момент статор және ротор арасындағы саңылауға түйісетін магниттік ағынның, өткізгіштегі тоқпен әрекеттесуінен пайда болады және турбина білігіндегі моментке қарсы келеді.

Турбогенератордың бос жүрісінде магнит ағыны Ф осьі ротор полюсінің осьімен сәйкес келеді. Олардың арасындағы бұрыш δ нөлге тең болады. Біліктегі нәтижелік момент соған сәйкесті шамасы артатын активті қуат . Ф осьімен ротор полюсі осьінің d арасында бұрыштық сырғу жоқ болса 2.2. суретінде көрсетілгендей дөңгелектің орамдық бөлігі теңдей төрт бөлікке бөлінеді.

2.2 Сурет - Торапқа қосылған генератордың бос жүріс кезіндегі ротор орамасының өткізгішіне әсер ететін моменттер

Тоқ мәні әрбір өткізгіштерде бірдей, сол сияқты әрбір бөліктегі өткізгіштер саны да бірдей болады. Жеке өткізгіштер әртүрлі магниттік индукция аймағында болады В, бірақ әрбір бөліктегі индукция таралуы бірдей.

Осындай шарттарда әрбір бөлікте жеке сол қол ережесі бойынша түзілген күштеу және білікке келетін моменттер, шамалары бойынша тең және жұпталып компенсацияланады. Біліктегі нәтижелік момент және активті қуат нөлге тең.

Жүктеме кезінде Ф ағыны мен d ось арасында бұрыштық жылжу - пайда болады.

Жылжу кезінде полюс осьтері d машинаның магнитті ағынының осьіне қатысты Ф нөлден тоқсанға дейін 90⁰ деңгелек ротордың орам бөлігі жұпталған теңдей алты симметриялы бөлікке бөлінеді. А және К бөлігінде күштеу қарама-қарсы, ал С және D бөліктерінде сағат тілі бағытымен айналуға сәйкес келеді.

L және M бөліктерінде өткізгіштегі тоқтың бағыты ғана емес, өткізгішке қатысты магнит өрісінің бағыты да әртүрлі болады. Сол себепті бұл бөліктерде күштеу және соған сәйкесті біліктегі моменттер бір бағытта әрекет етеді және қосылады.

Магнитті ағынның және ротор орамының бұл аймақтары белсенді әрекет ететін болып табылады. Олар білікке нәтижелік момент түзеді және турбогенератордың осы режимдегі активті қуатын анықтайды.

d және Ф арасындағы бұрыш үлкен болған сайын, белсенді әсер ететін аймақтар пішіні үлкен болады (2.3 суретте олар штрихталған).

Осыған қоса, бұл бөліктер жоғары магнитті индукция аймағында болады. Нәтижесінде білікке күштеу мен активті қуат артады .

2.3 Сурет - Жүктелу режимінде генератордың ротор орамдарының өткізгіштеріне әсер ететін моменттер.

90⁰бұрыштық сырғымада 2.4. суретте көрсетілгендей барлық орам белсенді әрекет етуші болып табылады.

2.4 Сурет - Максималды момент алу шарты

Осыған сәйкес, біліктегі момент пен активті қуат жоғары болады. Одан да жоғары сырғу кезінде белсенді бөліктер пішіні аз болады, біліктегі момент азаяды. 180⁰ сырғу кезінде момент пен қуат нөлге тең. 270⁰ сырғығанда қайтадан максимумға келеді, бірақ кері бағытта әрекет етеді. Полюс осьтерімен ағынның арасындағы сырғу 180…360⁰ болғанда турбогенератордың қозғалтқыш режиміндегі жұмысына сәйкес келеді.

№ 3 дәріс. Синхронды генератордың негізгі параметрлері

Дәрістің мазмұны:

-турбогенератордың параметрлері.

Дәрістің мақсаты:

-Қолданыс шартының турбогенератор параметрлерінің өзгеруіне әсерін меңгеру.

3.1 Турбогенератордың негізгі параметрлері

3.1.1 Орамдағы тоқ тығыздығы және асқын жүктелу қабілеті

Электротехника және электр машиналары курсынан тоқ тығыздығының қатынасы: , статор тоғының сызықтық тығыздығы , статор мен ротор тоқтарының сызықтық тығыздығы және келесі қатынастар белгілі.

Қуаттың артуы және сутегі және сумен тікелей салқындатуды енгізу, жаңа орындаудағы турбогенераторды талап етті, ол олардың энергожүйедегі жұмысын қолданыс шартын анықтайтын параметрлерін біршама өзгертті.

Орамдағы тоқ тығыздығын арттыру арқылы машинаның сызықты жүктемесін үлкейту тоқ бойынша рұқсатты қысқа уақытты асқын жүктелуді рұқсатты шамамен салыстырғанда олардың шамасы мен уақыты бойынша азаюын талап етіп,осы мәселені біршама қиындатты.

Номиналды тоқ тығыздығы артуымен жүктеме артқан кезде тоқ өткізгіш бөліктердің температура артуы жылдамдайды. -рет асқын жүктелуде жылдамдық келесідей болады:

(3.1)

мұнда -өткізгіштерден бөлінетін және ойыққа тоқтардың ығысуынан қуаттың жылулық эквивалентін ескеретін пропорционалдық коэффициенті.

Осы формулаға сәйкес, тоқ тығыздығы 2 рет артқан кезде өткізгіштің температура өсу жылдамдығы осы еселікте асқын жүктелуде 4 рет артады, бұл турбогенератордың біршама бұзылуына алып келуі мүмкін. Мұндай шартта статор орамының температурасының артуы тоқ бойынша бір жарым есе асқын жүктелу нәтижесінде 1 минут уақыт ішінде 25- 30^ºС болады, ротор орамы үшін екселі жеделдету уақытындағы 20 с ішінде температура артуы 35 – 40^ºС болады, ол температураның рұқсатты деңгейінен 1,5- 2 рет асып кетеді.

Қысқа уақытты асқын жүктелусіз генератор қолданысы мүмкін емес. Сол себепті қалыпсыз режимде тоқ бойынша асқын жүктелуді ұстап тұру қажеттілігі , тоқтаусыз зиянды жағдайды орамдағы тоқ тығыздығын артуын ұстап тұру турбогенератордың қуатын және сызықты жүктемесін ары қарай дамыту.

3.1.2 Ойықтағы тоқ көлемі

Сызықты жүктеменің артуымен байланысты генератордың бірлік қуатының артуы, генератор статорының ойығына тоқ көлемін арттырады. Әр атаулы немесе бір атаулы фазалардың ойықтағы екі таяқшасының турбогенераторлардың қабылданған ойықтағы тоқ көлемі таяқшаның екі еселенген тоғына тең.

Статор орамын жанама салқындататын турбогенераторларда ойықтағы тоқ көлемі 5-7 кА жетеді, ал тікелей салқындатылатын турбогенераторларда тоқ мәні- 17-21,4 кА құрайды. Тоқтың мұндай артуы таяқшаға әсер ететін электромагниттік күштеудің арту салдарынан келеді және түзілетін материалдарды қолданып, орамның беткі жағын қатты бекіту тәжірбесіне әкелді.

3.1.3 Номиналды кернеу

Машинаның сызықты жүктемесінде өткізгіштегі тоқ тығыздығын және генератордың бірлік қуатының артуымен ойықтағы тоқ көлемін азайтудың бір жолы номиналды кернеуді арттыру болып табылады. Бұл жерде термореактивті байланыстырғыштар арқылы статор орамына жаңа жоғары кернеулі оқшаулама жасап енгізу маңызды рөл болды.

Алайда турбогенераторлардың қуатын 50-ден 1200 МВт-қа дейін арттырғанда , яғни 25 рет, олардың кернеуі небары 2,-2,5 рет 10 кВ нан 24 кВ-қа дейін артты. Турбогенераторлардың кернеуін арттыру олардың активті көлемін қолдануды азайтады, өйткені генератор статорының ойық санын көп мөлшерде орындау керек, сәйкесті орам оқшауламасының қалыңдығы артады, ол машинаның активті бөлігінің толуын нашарлатуға алып келеді.

3.1.4 Статикалық асқын жүктелу

Орнатылған синхронды режимде турбогенератор дамытатын қуат, қоздыру ЭҚК, статор кернеуіне және ротордың шығу бұрышымен байланысты белгілі қатынаспен өрнектелді

(3.2)

мұнда - бойлық ось бойынша синхронды индуктивтік кедергі.

Генератор торапқа қосылғаннан кейін, ереже бойынша, жоғарылатқыш трансформатор және электр жеткізу желісі бойынша (3.2) қатынастың орнына келесі формула қолданылады

(3.3)

мұнда - -кернеумен тораптың нүктесіне дейінгі сыртқы кедергі;

- қосынды бұрыш: .

Қазіргі жағдайда генератордың параметрлері жайлы сөз болып отыр, және ары қарай (3.2) формуласы бойынша талдау жүргіземіз, оның графикалық көрінісі 3.2 суретінде көрсетілген.

$C:\Documents and Settings\USER\Мои документы\Мои результаты сканировани\2008-11 (ноя)\сканирование0001.jpg$

а, в. с- статор орамы фазасының геометриялық осьтері

3.1 Сурет -Осьтері кеңістікте орналасқан ротордың d,q полюстері және статор магнит ағыны Ф біріктірілген турбогенератордың қысқартылғанвекторлық диаграммасы.

(3.2) өрнегінен шығатыны, генератор дамыта алатын максималды қуат келесідей болады

(3.4)

Бұған 3.2 суретіндегі синусойдалы амплитудасы сәйкес келеді, ол генератор қоздыру деңгейінен және турбогенератор шекті статикалық қуаты болып табылатын шықпаларындағы кернеу деңгейіне байланысты болады.

Генератордың тұрақты жұмысы тек қана турбина моментінің сипаттамалары қиылысу нүктесінде немесе соған сәйкесті қуатында қуат қатынасының шығатын тұсында, генератормен өндірілетін, ротор бұрышының шықпасында электрлік бұрыштың өзгеру шамасында іске асырылады.

Генератор қосылған торап кернеуінің деңгейі және оның қозу деңгейі жиі және жеткілікті кең ауқымда апатты режим кезінде қолданыс режиміне байланысты өзгереді, олардың төмендеуімен генератормен артатын қуат қатынасы, бұрышынан төмендейді, ал шығу бұрышы, (3.2) қатынасы көрсеткендей және 3.2 суретте көрсеткен үзік сызықтардағыдай, турбинамен дамитын өзгеріссіз қуатта артады. Сол себепті генератор оның роторының шығу бұрышы номиналды активті және реактивті жүктемемен қалыпты жұмыс режимінде жұмыс істегенде, соған сәйкесті қоздырудың номиналды кернеуінде және щықпаларында номиналды кернеу болғанда, жеткілікті қормен алу керек .

$C:\Documents and Settings\USER\Мои документы\Мои результаты сканировани\2008-11 (ноя)\сканирование0002.jpg$

3.2 Сурет-Турбогенератордың бұрыштық сипаттамасы

ЭҚК номиналды мәнінде пайда болатын генератор шықпаларындағы қозу мен кернеу мәндеріндегі қуаттың статикалық шегінің номиналды режимдегі активті қуатқа қатынасы генератордың статикалық асқын жүктелуі деп аталады

(3.5)

Статикалық асқын жүктелудің мәні стандартпен нормаланады және қуаты 160 МВт-қа дейінгі турбогенераторларда оның мәні 1,7-ден кем емес, ал қуаты 500 МВт-қа дейінгі турбогенераторларда 1,6-дан кем емес және қуаты 800 МВт және одан жоғары турбогенераторлар үшін 1,5-тен кем емес болуы керек.

шамасы (3.4) тен (3.2) өрнектеріне қарағанда жекелеп алынуы мүмкін

(3.6)

нормаланған шамасында ротордың арасында номиналды режимдегі шығу бұрышы мен статикалық қуатты шектеуге сәйкес келетін режимдегі қорды анықтайды, яғни 90^º, синус бірге тең шамасында болады.

болғандықтан, сәйкес келеді, кезде сәйкес келеді, кезде сәйкес келеді. Осындай жағдайда, қазіргі таңдағы турбогенераторлардың бірлік қуатын арттыра отырып, машина құраушылар жоғарыда айтылған қорды азайтуға мәжбүр болды.

№ 4 дәріс. Синхронды генераторлардың негізгі параметрлері

(жалғасы)

Дәрістің мазмұны:

- турбогенераторлардың параметрлері.

Дәрістің мақсаты:

- қолданыс шартында турбогенератордың параметрлерін өзгеруіне әсер етуді меңгеру.

4.1 Негізгі параметрлер (жалғасы)

4.1.1 Қоздыру тоғы мен кернеуі

Турбогенератордың қуатын арттыру қоздыру орамының магниттелу күшін арттыруды талап етеді, ол тоқты арттыру, әлде қоздыру орамасының тармақтар санын және қоздыру кернеуін арттыру арқылы жүзеге асады.

Қоздыру кернеуінің артуы ротор орамының оқшауламасының сенімділігін сақтау қиындығымен байланысты, ол айналған кезінде үлкен механикалық күштеуді өткереді. Бұған қоса, тармақтар саны өскенде ротор ойығын қолдану коэффициенті нашарлайды. Қазіргі таңда әлемдік тәжірибеде қол жеткізген турбогенераторлардың қоздыру кернеуінің жоғары деңгейі, көбіне 600 В-ты құрайды.

Қоздыру тоғын арттыру, осы орамды тікелей салқындатуға қол жеткізгеннен кейін мүмкін бола бастады. Мысалы, ТВВ-1200-2 типті россиялық турбогенератор 500 В кернеуге 7490 А қоздыру тоғымен даярланған.

Тағы басқа, қоздыру тоғын ары қарай артуын ұстап тұратын тар орын щеткалық аппараттың жұмыс сенімділігі болып табылады.

4.1.2 Қысқа тұйықталудың қатынасы

Синхронды машинаның қысқа тұйықталу қатынасы деп (ҚТҚ) статор шықпаларындағы үш фазалы қалыптасқан ҚТ тоғының қоздыру тоғына қатынасына бос жүріс сипаттамасындағы , номиналды кернеудің статордың номиналды тоғына сәйкес есептелінеді. ҚТҚ шамасы қазіргі заманғы машиналарда 0,4 – 0,734 аймағында жатады. Электрлік машиналар теориясынан ҚТҚ статор және ротор арасындағы саңылау шамасымен байланысты. Саңылаудың кішіреюі артуына әкеледі және қуаттың статикалық шегінің азаюына соқтырады, соған сәйкес, генератордың статикалық асқын жүктелуіне алып келеді. Саңылаудың артуы пішіндердің артуына алып келеді және қоздыру жүйесінің қуаты мен құнының артуын талап етеді.

4.1.3 Қуат коэффициенті

Қуат коэффициенті ( cosj ) генератордың номиналды активті қуатының оның толық қуатына қатынасын көрсетеді және сандық түрде генератордың номиналды жұмыс режиміндегі тоқ пен кернеу бұрышының косинусына тең. Ол генератордың орамының және машинаның активті бөліктерінің қызуынсыз берілген активті қуатпен бірге реактивті қуат өндіру қабілетін білдіреді.

Қазіргі таңдағы турбогенераторлардың номиналды қуат коэффициенті 0,8-0,9 аймағында болады. Өйткені қуаты 100 МВт-қа дейінгі турбогенераторларда оның мәні 0,8-ге тең, ал қуаты 160-500 MBт турбогенераторларда - 0,85-ке тең, ал қуаты 800,1000 және1200 МВт турбогенераторларда - 0,9-ға тең. Айта кететіні, турбогенераторлар осы уақытқа дейін электр торабындағы реактивті қуаттың негізгі көзі болып табылады және оның қуат коэффициентін арттыру тиімді, алайда барлық жағдайда мүмкін емес.

4.1.4 Индуктивті кедергі

Қазіргі таңдағы турбогенераторлардың сипаттамалық ерекшелігі бойлық осьі бойынша синхронды индуктивті кедергінің және өтпелі индуктивті кедергілердің және артуы болып табылады.

Олар электр торабының элементтерінің кедергілерімен бірге, алыс электр беріліс желілеріне берілетін қуат шегіне және коммутациялық аппараттарға, генераторларды және турбиналарды және релелік қорғаныс пен автоматика реттеу құрылғыларына қойылатын талаптарға әсер етеді.

Генератор қуаты үлкен болған сайын, бұл кедергілердің шамасы да үлкен болады. Салыстырмалы түрде қуаты үлкен емес 150 МВА –қа дейін генераторлар синхронды индуктивті кедергі шамасы 0,18 -0,122 с.б. аймағында жатады.

Турбогенератордың қуаты 1000 -1200 МВт –қа дейін артқанда бұл кедергілер 1,7 – 2 аралығында артты. Осы себепке байланысты қазіргі заманғы турбогенераторлар, параметрлері нашар генераторлар сияқты жіктеледі, өйткені .

4.1.5 Электромагнитті уақыт тұрақтысы

Уақыт тұрақтысы үлкен және аз ұйтқу кезінде және режимнің өзгеру кезінде генератор параметрлерінің өзгеру жылдамдығын сипаттайды.

Турбогенераторлар келесі уақыт тұрақтысымен сипатталады:

Аса өтпелі уақыт тұрақтысы - ол ротордың бойлық осьі бойынша демпферлік контурында және қоздыру орамы контурында өзара әрекеттес сейілу ағыны жылдамдығымен анықталады.

және - өтпелі уақыт тұрақтысы ротор мен статор арасындағы жалпы әрекеттесу ағынының өзгеру жылдамдығымен анықталады.

Статордың эквивалентті индуктивтігінің оның активті кедергісіне қатынасымен анықталатын статор тоғының апериодикалық құраушысының уақыт тұрақтысы - _,.

Турбогенератордың қуатының артуымен барлық уақыт тұрақтылары артады, режим өзгеру көзқарасымен оларды азайту керек, өйткені қоздырғышты реттеудің жылдам әрекетті құрылғыларын қолдану , нақты солар қоздыру орамындағы тоқ пен машинаның магниттік ағынын нақты өзгеру жылдамдығын анықтайды.

4.1.6 Жеделдету уақыты

Жеделдету уақыты турбогенераторлардың механикалық инерциясын сипаттайды, сол себепті бұл параметрді жиі инерциялық тұрақтылық - t_j. деп атайды._.Турбогенератордың жеделдету уақыты t_j өтпелі электромеханикалық процестің сипаттамасына әсер ететін маңызды параметрлердің бірі болып табылады. Синхронды генератордың ротор қозғалысының теңдеуі

(4.1)

мұнда М_т- турбинадағы механикалық момент,

М – генератордың электромагнитті (тежегіш) моменті .

dw/dt туындысы генератордың кез келген өтпелі процесс кезінде электромагнитті моментімен турбина моменті арасындағы теңдіктің бұзылуынан пайда болатын агрегаттың айналатын массасының жеделдетуін (оң немесе теріс) көрсетеді. -неғұрлым аз болған сайын жеделдету соғұрлым үлкен болатыны айқын. Сәйкесті, t_j- аз болғанда генератордың шығу бұрышы М_т және М шамаларының айырмашылығы арқасында тұрақтылықты сақтау шарты бойынша шекті мәніне жылдам жетуге қабілетті.

Соңғы үлгідегі турбогенераторларда жеделдетудің номиналды уақыты 7-15 секунд аймағында жатады. Көрсетілген жеделдетудің азаю уақыты генератордың реактивті кедергісінің артуымен турбина жылдамдылығын реттеу және генератордың қоздыру құрылғыларына жылдам әрекеттілік, реттеу және тұрақтандыру дәлдігі көзқарасымен бірқатар жоғарғы талаптарды қою қажеттілігі туындайды, өйткені осы сапалар арқасында М_т-М=0 теңдігіне жылдам қол жеткізуге болады және генератор қозу деңгейі немесе жүктеме өзгерген кезде пайда болатын өтпелі процестің тербелісін азайтады, өйткені торапта ҚТ және кез кезген басқа жағдайында бұл теңдіктің бұзылуы орын алады.

№ 5 дәріс. Генератордың тәуелсіз жүктемеге жұмыс істеуі. Реттеуіштік сыртқы сипаттамалар

Дәрістің мазмұны:

- генератордың тәуелсіз жүктемедегі жұмысының ерекшеліктері.

Дәрістің мақсаты:

- генератордың тәуелсіз жүктемедегі жұмысының ерекшеліктерін меңгеру.

5.1 кезіндегі генератор режимі

Автономды жүктемені қоректендіретін синхронды генераторды қолданыс кезінде оның жұмыс режимі генераторға қосылған электр энергия тұтынушыларына байланысты өзгереді. Бұл жағдайда генератордың әрқашанда жүктеменің -на тең болады.

Жүктеменің активті-индуктивті сипаттамасын бар деп ескерсек

(5.1)

мұнда - жүктеменің индуктивті және активті кедергісі.

Жүктеме тұтынатын қуат шамасы номиналдыдан аспайтын, қалыпты режимдерде амплитуда мен генератордың кернеу жиілігі номиналдыға жақын болуы керек. Бұл генератордың автоматты реттеу мен қоздыру жүйесімен қамтамасыз етіледі. Генератор шықпаларындағы кернеу берілген деңгейде сақталып тұруы қоздыру тоғы өзгеруі арқылы іске асады, ал активті қуат және жиілік біріншілік қозғалтқыштың реттелуімен анықталады.

Жүктеме кедергісінің өзгеруі

(5.2)

көрсетілген шектеулер қоздыру тоғын өзгертеді. Соңғысының өзгеру сипаттамасын 5.1- суретте көрсетілген синхронды машинаның векторлық диаграммасынан алуға болады .

Әдетте генератордың номиналды теңдеуіне, ал - номиналды бұрыштық жиілікке теңестіріп алады. Генератордың якор тоғының бірнеше салыстырмалы мәндерімен беріліп, мысалы = 0; 0,2;0,4; 0,6; 1,0, осы әрбір тоққа, генератордың қоздыру тоғының шамасы электроқозғаушы күшіне қатаң пропорционал екенін біле отырып, векторлық диаграммадан талап етілетін қоздыру тоғын табады.

5.1 Сурет – Синхронды генератордың қысқартылған векторлық диограммасы

Қоздыру тоғының якор тоғына тәуелділігі , яғни көрсетілген шектеулерде реттеушілік сипаттамалары деп аталады. Генератордың әртүрлі жүктеме бұрышындағы реттеушілік сипаттамалар тобы 5.2 суретінде көрсетілген.

Активті-индуктивті жүктемеде >0) магнит қозғауыштық күш (МҚК) якорь реакциялары магниттелгіш емес сипатта болады және жүктеме артқан кезде берілген кернеу деңгейін ұстап тұру үшін қоздыру тоғын арттыру керек.

Таза индуктивті жүктеме кезінде , қоздыру тоғының артуы ал активті жүктеме кезінде төмендеуі орын алады, ол 5.2 суретінде көрсетілген.

5.2 Сурет – Генератордың реттеушілік сипаттамалары

5.1- суретіндегі векторлық диаграммадан көрсетілген бұрыштың өзгеру диапазонында статор тоғының және артуы орын алады., Ораманың индуктивті кедергісі неғұрлым көп болса, жүктеменің қоздыру тоғына әсері соғұрлым тезірек болады. Номиналды қоздыру тоғы ( 5.2 суретті қараймыз) салыстырмалы бірлікке қарағанда бос жүрістегі қоздыру тоғынан қатты айырмашылықта болады.

Активті-сыйиымдылықты жүктемеде (<0) қоздыру тоғы үлкен емес якор тоқтарынан бос жүрістен қарағанда мәні аз болады және минималды мәнге жетеді ( 5.2 суретіндегі 5 нүкте), содан соң қайтадан арта бастайды.

Таза сыйымдылықты жүктеме кезінде қоздыру тоғы якор тоғы артуымен неғұрлым тез төмендейді. Кернеу резонансына сәйкес келетін якор тоғы кезінде қоздыру тоғы нөлге айналады.

Осылайша, машинаны сыиымдылықты кедергіге қосқанда олардың шықпаларында қоздырусыз кернеу пайда болуы мүмкін. Бұл құбылыс синхронды машинаның өздік қозуы деп аталады.

5.2 Тәуелсіз жүктемеге жұмыс істейтін , , кезіндегі генератор режимі

Көрсетілген шарттарда статор тоғы тәуелділігінен кернеудің өзгеруі синхронды генератордың сыртқы сипаттамаларымен бағаланады. Жүктеменің әртүрлі бұрышында тұрғызылған сыртқы сипаттамалар тобы, 5.3 суретінде көрсетілген.

____ қанығуды ескергенде,

------- қанығуды ескермегенде

5.3 Сурет – Сихронды генератордың сыртқы сипаттамалары

Жүктеменің номиналды бұрышы кезінде негізгі сыртқы сипаттама, тоқ пен кернеу шамасы номиналды 1-ші нүкте арқылы өтеді.

Бос жүріс кезінде болғанда, якор тоғы нолге тең, якордың МҚК жоғалады машина шықпаларындағы кернеу бос жүріс ЭҚК тең болады, ол бос жүріс сипаттамасымен бағаланады. бойынша генератордың номиналды жүктеме түсіру кезіндегі кернеудің өзгеруін анықтауға болады

_*=

(5.3)

Активті-индуктивтік жүктеме тоғының артуы кернеу төмендеуімен жалғасады. Нөлге тең жүктеме кедергісінде, яғни қысқа тұйықталу кезінде генератор шықпаларында, тоғы номиналдыға тең, қоздыру тоғы бар, симметриялы қысқа тұйықталудың қалыптасқан режимі байқалады.

кезіндегі активті-индуктивті жүктемеде, тоқ мәні ден -ге дейін артқанда, кернеу - тен нолге дейін монотонды төмендейді, бұл әсіресе таза индуктивті жүктемеде неғұрлым тез байқалады, ал активті жүктемеде бұл баяу іске асады.

Жүктеме бұрышы аймағында өзгеруі кернеудің неғұрлым күрделі өзгерісіне алып келеді.

Сыртқы сипаттама таза сыйымдылықты жүктемеде екі жанаспайтын тармақтан тұрады, оның біреуі қысқа тұйықталу нүктесінен, екіншісі – бос жүріс нүктесі арқылы өтеді.

№6 дәріс. Жүйеге қосылған синхронды машинаның жұмыс режимдері

Дәрістің мазмұны:

- синхронды компенсатордың режимі;

- генератор және қозғалтқыш режимі.

Дәрістің мақсаты:

- синхронды машинаның жұмыс режимін меңгеру.

6.1 Жалпы мағлұмат

Синхронды генератордың электр торабындағы жұмыс шарты оның толық қуатынан жалпы жүктемені қоректендіретін барлық параллельді қосылған генераторлардың толық қуатымен салыстырғанда тәуелді болады .

Синхронды генератордың салыстырмалы қуаты үлкен болған сайын, оның жұмыс режимі жүйедегі кернеу мен жиілік өзгеруіне қатты әсер етеді.

Синхронды машинаның жүйемен параллелді жұмысы кезінде келесі жұмыс режимдері болуы мүмкін: синхронды компенсатор, генератор және қозғалтқыш режимдері.

6.2 Синхронды компенсатор режимі

Синхронды компенсатор режимінде генератор айналғандағы үйкеліске жұмсалатын аз шамасын ескеріп, активті қуат мәнін, нолге теңестіруге болады.

Бұл кезде кернеу фаза бойынша ЭҚК сәйкес келеді , бұрышы нолге тең және генератор тоғы ЭҚК-пен кернеуге қатысты 90°-қа ығысқан. Қоздыру тоғы өзгерген кездегі статор тоғының өзгеру сипатын 6.1 суретінде көрсетілген векторлық диаграммадан аңғаруға болады.

а ->; б -<<;в - ; г-<;д- =0

6.1 Сурет - Компенсатор режиміндегі синхронды генератордың векторлық диаграммасы

ЭҚК және кернеу шамасының қатынасына байланысты генератор торапқа реактивті қуатты береді, әлде тораптан оны тұтынады. Толық қозбай қалған жағдайда, яғни генератор ЭҚК оның шықпаларындағы кернеуден төмен жағдайы, генератор тораптан реактивті қуатты тұтынады. Торапқа реактивті қуатты беру аса қоздырылу кезінде орын алады. Реактивті қуаттың қоздыру тоғына тәуелділігі 6.2 суретінде көрсетілген.

6.2 Сурет - Реактивті қуаттың қоздыру тоғына тәуелділігі

Бұл кезде генератордың статор тоғы қоздыру тоғына байланысты 6.3 суретте көрсетілгендей U- пішіндес қисық бойынша өзгереді. Генератор шықпаларындағы кернеу өзгеруі оның статор тоғының өзгеруіне әкеледі, соған сәйкес реактивті қуат та өзгереді.

6.3 Сурет- Компенсатордың - тәріздес қисығы

Белгілі бір нүктелерде электр жүйесінің қалыпты жұмысы үшін реактивті қуат синхронды генераторлар және синхронды қозғалтқыштар қолданылады.

Бұлармен қатар реактивті қуатты реттеу үшін арнайы синхронды компенсаторлар қолданылады. Мұндай машиналардың механикалық моменті нөлге тең және активті қуаты тораппен жабылады. Синхронды компенсатор біліктегі механикалық моменті нөлге тең бос жүрісте жұмыс істейтін синхронды қозғалтқышты елестетеді. Генератордың кернеуі мен ЭҚК арасындағы бұрыш аз болып нөлге теңестіріп алуға болады.

6.3 Генератор және қозғалтқыш режимі

Айналу жағына қарай машина білігіне түсетін күш артқанда (турбинаға бу берілгенде немесе гидротурбинаға су берілу артқанда ) генератордың ЭҚК мен кернеу арасындағы бұрыш өзгереді, ол 6.4 суретінде көрсетілген. Бұл кезде кернеумен сәйкес келетін статор тоғының құраушысы оң түзіледі . Ротормен қатты байланысқан ЭҚК векторы E_q,, кернеуден оза бастайды. Жаңа қалыптасқан режим мұндай кезінде машина білігіндегі генератор мен турбинаның моменттер теңдігі жағдайында пайда болады. Ротор синхронды жылдамдықпен айналады және генератор торапқа активті қуатты береді.

6.4 Сурет- Генератор статор тоғының активті және реактивті түзушілерінің бағыттары

Егер берілген режимде машина білігіне айналу бағытына қарсы әсер ететін механикалық момент қосылады, онда бұл генератор режимде кернеуден қалып қояды ( 6.5 суретті қараймыз).

Векторлық диаграммадан көріп тұрғандай, кернеумен сәйкес келетін, статор тоғының теріс құраушылары пайда болады және генератор қозғалтқыш режимінде жұмыс жасайды.

6.5 Сурет - Қозғалтқыш режиміндегі турбогенератордың векторлық диаграммасы

Осылайша, генератор режимі оң бұрыш мәндерімен сипатталса, қозғалтқыш режимі теріс бұрыш мәндеріне сәйкес келеді.

№ 7 дәріс. Шексіз қуат шинасына қосылған генератордың жұмыс режимі

Дәрістің мазмұны:

- генератордың активті және реактивті қуаттарын реттеу.

Дәрістің мақсаты:

- генератордың активті және реактивті қуаттарын реттеу әдістерін меңгеру.

7.1 Активті қуатты реттеу

Егер активті және реактивті қуатты торап кернеуінің функциясында елестетсек, қоздыру ЭҚК және бұрышы екеуінің арасы параллелді жұмыстағы процесстерді зерттеу біршама жеңілдейді. Негізгі сипаттамаларды 7.1 суретте көрсетілген векторлық диаграммадан алуға болады.

7.1 Сурет – Генератордың қысқартылған векторлық диаграммасы

, және арқылы көрсетілген активті қуатты, келесі өрнекпен көрсетуге болады

(7.1)

мұнда = фаза саны.

Векторлық диаграммаданжәне алынған мәндерді қойып, активті қуатқа келесі өрнекті аламыз

(7.2)

Синхронды машинаның бұрыштық сипаттамасы 7.2 суретінде көрсетілген.

Генератордың электромагнитті моментінің сипаттамасы сәйкесті масштабтағы қуат сипаттамасын қайталайды, өйткені

(7.3)

бұрышының артуымен сипаттамаға сәйкес берілетін активті қуат және генератор білігіндегі момент артады.

Механикалық күш моменті турбинаға келетін жұмысшы дене арту жағына, турбина реттеуішіне әсер етеді. арқылы жұмысшы дене санын белгілейміз, режим өзгерісін келесі түрде көрсетуге болады

бұрышының артуы генератордың активті жүктемесі турбина қуатының қалыптасқан пішінге арқанға дейін бола береді.

Қоздыру тоғының өте елеусіз мәнде өзгеруінде активті қуаттың артуы реактивті қуаттың төмендеуіне алып келеді. Реактивті қуат таңбасын өзгертуі мүмкін, онда машина, активті қуатты өндіре отырып, тораптан реактивті қуатты тұтынуы мүмкін.

Машинаның ұзақ уақыттық жұмысы возможна тек мынандай кезінде, бұрыштың артуы машина білігіндегі жедегіш моменттің (активті қуаттың) артуына алып келеді. Егер ол қандайда бір себептермен бүлінген жағдайда бұл турбогенератор қуатымен турбина қуатының арасындағы тепе-теңдікті қалыптастыру үшін қажет болуы мүмкін. және өзгеріссіз жағдайда бұрыш бойынша бірінші туындысы нөлден үлкен болу талаптарына сәйкес келеді.

(7.4)

Бұл қуатты синхрондаушы деп атайды. Егер генератор сипаттамасының шығатын бөлігінде жұмыс істесе, шарт орындалады. максималды қуатына сәйкес келетін, максималды бұрышы генератордың статикалық тұрақтылықтың шегі деп атайды . Қоздыру тоғы үлкен болған сайын үлкен болады және сәйкесті тұрақтылық жұмыс шарты бойынша мүмкін болатын ұзақтылық жүктеме үлкен болады ( 3.2 суретін қараймыз).

Теріс бұрыш жағдайында бұрыштық сипаттама қозғалтқыш режимінде -тан генератор білігіндегі қуатқа тәуелділігін көрсетеді.

Активті қуат өзгеруіне ұқсас, реактивті қуаттың бұрышына тәуелді өзгеруін векторлық диаграммадан алуға болады.

(7.5)

Бұл тәуелділік негізінде реактивті қуаттың бұрыштық сипаттамасын алуға болады. Электромагниттік моменттің немесе активті қуаттың және реактивті қуаттың бұрыштық сипаттамаларын бірге қарастыра, активті қуатты реттеу кезінде реактивті қуаттың қалай өзгеретіні ( 7.3 суретке қараймыз) жайлы айтуға болады.

7.3 Сурет – Активті және реактивті қуаттың бұрыштық сипаттамалары

кезінде

(7.6)

(7.5) өрнектен, кезінде

(7.7)

кезінде

(7.8)

7.2 Реактивті қуатты реттеу

Тұрақты активті кезінде реактивтіні реттеу қоздыру тоғын өзгерту арқылы іске асырылады. Мысалы қоздыру тоғы төмендегеннен кейінгі құбылыстың физикалық суретін қарастырамыз. Бастапқы режимде бұрыштық сипаттамалар моментімен, қоздыру тоғымен және бұрышпен машина генератормен 1-ші нүктеде жұмыс істейді деп есептейміз (7.4 суретін қараймыз). Қоздыру тоғының мәніне дейін төмендеуі кезінде, моментпен реактивті қуаттың бұрыштық сипаттамалары жаңаша болады, ал бұрышы ротор инерциясының арқасында сақталынып қалады.

Роторға әсер ететін электромагнитті момент, действующий -ге оның мәні 2-ші нүктеде кезінде бұрыштық сипаттамалар төмендейді. Роторға оның қозғалысын жылдамдататын қалыптаспаған момент әсер етеді .

Ротордың айналу жылдамдығы синхрондыдан асып түседі, және бұрышы мәніне жеткенге дейін өсе береді, бұл кезде моменттер тепетеңдігі орындалады.

7.4 Сурет – Реактивті қуатты реттеу

Тұрақты кернеу кезінде және турбина моментінде қоздыру тоғын өзгерту арқылы реактивті қуатты реттегенде берілген моментке сәйкес келетін токтың активті құраушылары тұрақты болып сақталады. Генератор тоғы тек реактивті құраушылар есебінен өзгереді.

№ 8 дәріс. Турбогенератордың қуат диаграммасы

Дәрістің мазмұны:

- турбогенератордың қуат диаграммасын тұрғызу.

Дәрістің мақсаты:

- турбогенератордың номиналдыдан жақсы параметрлерімен жұмыс шарттарын анықтау.

8.1 Қуат диаграммасын тұрғызу

Генератордың қарастырған режимдерінен номиналдыдан жақсы статор және ротор тоқтарымен, қуат коэффициентімен, кернеу және жиілікпен жұмыс шарттарын анықтауға болады. Сонымен қатар салқындату ортасының қысымы мен температура өзгеруін ескеру қажет.

Генератордың жүктемесінің рұқсатты өзгеру аймағы қуат диаграммасынан анықтауға болады, ол активті және реактивті қуаттардың әртүрлі қуат коэффициентіндегі қатынасын көрсетеді.

Қуат диаграммасы генератордың векторлық диаграммасы негізінде келесідей тұрғызылады (6.4 суретті қараймыз). Кернеу векторын , кернеу түсуіне генератор кернеуіне және ЭҚК-не, синхронды реактивті кедергінің кедергіге қатынасына тең тұрақты көбейткішке көбейтеміз, ақырында 8.1 суретінде көрсетілген векторлық диаграмманы аламыз.

8.1 Сурет- Турбогенератордың қуат диаграммасының тұрғызылуы

Генератор шықпасындағы өзгеріссіз кернеу кезінде, векторы қоздыру тоғына пропорционалды, ал тоқтың кернеуге туындысы статор тоғына тәуелді толық елестетілген қуатты S көрсетеді. Толық қуаттың және координат осьтеріне көлеңкесі, әртүрлі және қоздыру тоғында генератордың активті және реактивті қуатын анықтайды.

Егер координатқа радиусы айналмасын жүргізсек, онда статор тоғын аса номиналды мәндерден артуын шектейтін (А-Е желісі 8.2 суретінде) ауданды аламыз.

Ротор тоғы бойынша асқын жүктелуді жою мақсатында, радиусы тең айналма жүргізіледі (А-D бөлігі). Екі айналманың болуы активті қуаттың реактивтіден таратылған қуаттың тәуелділігін анықтауға мүмкіндік береді.

А нүктесі генератордың номиналды жұмыс режиміне сәйкес келеді . A–D бөлігі айналымымен шектелген жүктемелер, қолданыстағы қоздыру орамының рұқсатты қызуы анықталады (1 аймақ).

8.2 Сурет- Турбогенератордың таратылған қуаттар диаграммасы

Қоздыру орамының қызуы тек қана ротор тоғымен анықталады және статор жүктемесіне тәуелді емес. Осы бөлікте жұмыс істегенде машинаның қуат коэффициенті номиналдымен салыстырғанда шамасы аз болады, статор тоғының және елестетілетін қуаттың мәні аз болады. Қуат коэффициентінің төмендетілген мәні мен жұмыстағы статикалық тұрақтылық, номиналды режимнен қарағанда жоғары болады, өйткені бұрышы номиналдыдан төмен болады.

ACE айналма бөлігі генератор жұмысымен сипатталады номиналды елестетілетін қуатпен бірге және статор тоғымен қуат коэффициентімен номиналдыдан жоғары (2 аймақ ) болады. Машинаның статикалық тұрақтылығы бұл бөлікте номиналды режимнен қарағанда аз болады. Қуат коэффициенті бірге тең генератор жұмысына сәйкес келетін OC түзуі, диаграмма екі бөлікке бөлінеді. ОС оң жағындағы аймақ статор тоғынан мәні аз режиммен сипатталады, оның реакциясы магниттелмейтін болып табылады. Соңғысын компенсациялау үшін машинаның қоздыру тоғын арттыру керек. Бұл кезде машина асқын қоздырумен жұмыс істейді деп айтылады.

ОС сол жағындағы аймақ статордың магниттелу озғын тоғымен сипатталады және бұл режимдер жайлы машина толық жұмыс істейді деп айтылады.

Егер турбина қуаты генератордың толық қуатынан аса алмаса, онда диаграммада осіне параллель түзу жүргізіледі, ол генератордың турбина мүмкіндіктері бойынша активті жүктеме шамасын анықтайды (3 аймақ).

Толық қоздырылмау аймағында жұмыс істегенде жүктемелерді шектейтін факторлардың бірі машинаның тораппен параллель жұмыс істеу тұрақтылығын қамтамасыз ету болып табылады, өйткені бұл режимдерде статикалық тұрақтылық шегі генератордың активті жүктемесіне жақын болып келеді. Тәжірибелік түрде толық қоздыру жұмысы кезінде статикалық тұрақтылық бойынша қоздыруды автоматты реттеу есебінен қор алуға және генератор қуатын шектеуге тырысады. ВЕ бөлігінде машинаның активті жүктемесі және статикалық тұрақтылық шегі бірдей. Мұндай режимде жұмыс істеу мүмкін емес, өйткені бұрышы 90°-қа тең. Мұндай режимді шектеу әдістері әртүрлі болуы мүмкін, қарапайым жағдайда, қуат шегі активті жүктемеден сол қоздыру тоғында яғни BN=BK және KN '=0,1 кесіндісінде он пайызға артады деп есептелінеді. Осы шартқа сәйкес генератордың рұқсатты жүктемелері толық қозбау режимінде диаграммада FG қисығымен ( 5 аймақ) шектеледі.

Орамдары тікелей салқындатылатын турбогенераторларға қолданылатын параллельді жұмыстың тұрақтылығын қамтамасыз етуден басқа, активті болаттың соңғы дестілері және статордың шеткі аймағы элементтерінің толық қозбау режимінде қызуымен байланысты басқа да шектеулер туындауы мүмкін.

Қызудың артуы нәтижелік магниттік индукцияның артуымен шартталады машинаның аяққы аудандарында статор және ротор орамының бірге жақын қуат коэффициенті режимінде беттік бөлігінің өрісі түзілгенде және әсіресе генераторды асу статор тоғы жұмысына ауыстырғанда байқалады.

Қалыпты режимде және қозбау режиміндегі кернеу деңгейі торцалық аймақтың құрылыстық орындалуына тәуелді болады. Шектеу ауданы статор болатынын торцалық аймағының қызу шарты бойынша 8.2 суретіндегі диаграммадан (4 бөлік) көруге болады.

Нақты машинаның қуат диаграммасы генератор байланысының электрлік нақты шарты және қанығуды ескере жүйемен бірге жоғарыда келтірілгеннен бірнеше айырмашылықта болады.

8.2 Рұқсатты жүктеме картасы

Қолданыс тәжірибесінде асқын қозу режиміндегі рұқсатты жүктемелерді анықтау үшін қуат диаграммасын емес, рұқсатты жүктеме картасы деп аталатын картаны қолданады.

Карта салқындатқыш орта температурасына қысымның, кернеу және бір мезетте әсер етуін анықтайды. Мұндай карталар әрбір машинаға қызуға арнайы қолданыстық сынақтар негізінде құралады. Оларды құруға бастапқы шарттар, кернеу 5%-ға ауытқығанда және салқындатқыш орта температурасы төмендегенде қуаттың артуында және оның қысымы артқанда генератордың толық қуатын сақтап тұру болып табылады.

№ 9 дәріс. Синхронды генераторлардың асинхронды режимі

Дәрістің мазмұны:

- асинхронды режим сипаттамалары.

Дәрістің мақсаты:

- асинхронды режимдегі генератор жұмысының шегі мен шартын меңгеру.

9.1 Режимнің жалпы сипаттамасы

Асинхронды режим екі жағдайда орын алуы мүмкін: жұмыс режиміндегі қоздыру шығын кезінде, берілген станцияның параллелді жұмысында динамикалық тұрақтылықтың басқаларымен салыстырғандағы бұзылуы кезінде болуы мүмкін. Бірінші жағдайда бір турбогенератордың жүйеге қатысты қозуынсыз асинхронды жүріс пайда болады. Екінші жағдайда – берілген станцияның барлық генераторларының қоздыруымен жүйеге қатысты асинхронды жүріс пайда болады.

Қазіргі таңдағы турбогенераторлардың асинхронды режимін апатқа қарсы кешенді шараларды өндірі және енгізгенде ескеру қажет.

Қоздыру шығынының себептері келесідей болуы мүмкін:

- қоздыру орамын сөндіргіш кедергіге тұйықтап, өрісті өшіру автоматын ажырату (ӨАӨ);

- қоздыру тізбегін ажырату;

- автоматты реттеу тізбегінің бүлінуі, бұл кезде қоздыру орамы қоздырғышқа тұйықталып қалады.

Барлық көрсетілген жағдайларда синхроны момент толығымен жоғалады немесе шамасы өте аз болып қалады және турбогенератордың жүктеме түсуі болады.

Бастапқы моментте турбина жұмыс шарты өзгермейді, яғни айналу моменті тұрақты болып қалады. Турбогенератордың тежегіш синхронды моменті азаюы мен айналу жылдамдығының арттыруын туғызатын қалдық момент туады. Турбогенератор роторының айналу жиілігі синхрондыдан көп болады, сырғу мен асинхронды момент пайда болады. Турбина реттегішінің реттегіш әсерінің кешігуінен асинхронды момент турбина моментінен үлкен болуы мүмкін. Бұл кезде генератор роторының тежелуі пайда болады . Бірнеше толқудан кейін турбина моменті және генератордың асинхронды моменті арасында тепе-теңдік пайда болады (9.1суретіндегі а нүктесі). Бұл режимде турбогенератор активті қуатты береді, ал реактивті қуат тораптан тұтынылады.

9.1 Сурет - Генератордың асинхронды моменті және турбина реттеудің сипаттамасы

Қалыптасқан режим кезіндегі жүктеме шамасы турбина реттеу және асинхронды момент сипаттамасына тәуелді болады. Егер турбогенератордың асинхронды моменті «қатаң» болса, яғни тежеуші момент біршама артқан кезде сырғанау аз болса, ал максималды момент көп (М_ас1)болса, онда тепе-теңдік аз сырғанау кезінде пайда болады және генератор жүктемесін шамалы түсіреді ( 9.2 суретін қараймыз). Егер асинхронды моменттің қисығы мынадай болса, салыстырмалы түрде момент аз өзгергенде сырғанау біршама өзгереді немесе егер бастапқы режимде асинхронды момент турбина моментінен аз болса, онда тепе-теңдік сырғанаудың жоғары мәндерінде ғана іске асады (М_ас2) (9.2 суретін қараймыз). Бұл жағдайда турбинаны реттеу арқасында активті жүктеме асинхронды режимде алдыңғысынан айтарлықтай төмен болады. (М_ас3) кезде асинхронды режим болмайды.

9.2 Сурет – Асинхронды момент пен турбинаныреттеу сипаттамалары арасындағы қатынастар

Қоздырусыз асинхронды режимге өткен кезде статор тоғы реактивті құраушының өсуі арқасында арта түседі. Статор тоғы және тораптан реактивті қуатты тұтыну сырғу өсуімен артады. Бұл режим машина шықпасында кернеу түсумен жалғасады .

Сырғу арқасында үйірме (наведенные) тоқтар пайда болады, оның ротор бөшкесінен тістері арасынан және клиньдердерден өтуі шығындар туғызады, оның мәндері электромагнитті асинхронды моментке және сырғанауға пропорционалды болады.

Сырғанаудың артуымен шығын деңгейі артады, ротор қызуының тепе-теңсіздігі артады, нәтижесінде әсіресе ротор бөшкесінің торцалық аймағында, үйірме тоқтары тұйықталған жерде лезде температура артуы мүмкін. Айтылған себептер күшіне орай турбогенератордың асинхронды режимдегі ротор жұмысы активті қуат бөлігін сақтай отырып, жүйеде кернеу деңгейін сақтап тұру үшін жеткілікті реактивті қуат қоры бар кезде ғана жұмыс істей алады. Жанама салқындатылатын генераторларда асинхронды режимде жұмысы шамамен 30 минутқа ғана рұқсат, ал тікелей салқындатылатын генераторға - он бес минутқа ғана рұқсат етіледі.

9.2 Асинхронды режимдегі генераторлардың жұмыс шарттары

Турбогенераторлардың асинхронды режимге өтуі жүйедегі реактивті қуат тұтынуының артуымен жалғасады. Генератор қоздыруын жоғалта отырып, жүйеге реактивті қуат беруін тоқтатады және тораптан реактивті тоқты тұтына бастайды. Соңғысының шамасы асинхронды режимге өту басында торап кернеуімен және сыртқы синхронды кедергі қосындысымен анықталады

(9.1)

Әртүрлі типтегі турбогенераторлар үшін бұл тоқ номиналдыдан (0.4- 0.6) шегінде өзгереді.

Сырғанау арту кезінде тораптан тоқты тұтыну турбогенератордың асинхронды жүктемесінің артуынан өсе түседі және аз сырғу кезінде үлкен мәндерге жетуі мүмкін.

Көптеген сынақтық зерттеулер жанама салқындатылатын машиналарға рұқсатты асинхронды режим шарттарын өндіруге мүмкіндік туғызды:

1. Асинхронды режимдегі ротор шығыны номиналды синхронды режим шығынынан артық болуы керек.

2. Статор орамындағы тоқ номиналдыдан 1,1-ден көп болмауы керек.

3. Асинхронды режим ұзақтылығы 30 минуттан аспауы керек.

4. Статор тоғымен шектелген рұқсатты активті қуат, әртүрлі машиналарға номиналдыдан 0,5….0,7 болмауы керек.

5. Асинхронды режимде тораптан реактивті қуатты тұтыну активті жүктемеге тең болуы керек.

Тікелей салқындатылатын жүйесі бар машиналардың асинхронды режим жұмысы кезінде бұл машиналардың келесі ерекшеліктері ескеріледі.

1. ^' және ^" неғұрлым жоғары мәндері ол асинхронды моменттің аз болуын шарттайды және қалыптасқан режимде қосымша салқындатылатын машинамен салыстырғанда үлкен сырғуы болады .

2. Статор орамында неғұрлым жоғары тоқ тығыздығы, сәйкесті асинхронды режимнің рұқсатты ұзақтылығы аз болады.

3. Ротор массивіндегі жылу ағынының жаңаша таралуы.

4. Статордың неғұрлым жоғары сызықтық жүктемесі.

Бұл ерекшеліктерді ескергенде асинхронды режим ұзақтылығы тікелей салқындатылатын машиналарда 15 минутқа дейін шектелген.

9.3 Қоздырулы асинхронды жүріс

Қоздыруы бар асинхронды жүріс тораптағы қысқа тұйықталуда тартпалы ажыратудан пайда болады. Бұл кезде турбогенераторлар жүйеге қатысты синхронизмнен шығып қалады. Мұндай режим тоқтардың, электр станциясы мен жүйе арасындағы активті және реактивті қуаттың толқуына алып келеді. Синхронизмнен шығып қалған, станция қуатының салыстырмалы шамасында, тек қана турбогенераторларға ғана емес барлық жүйеге тұтас қолайсыз шарттар туындайды.

№ 10 дәріс. Генераторларды параллельді жұмысқа қосу

Дәрістің мазмұны:

- генераторды параллельді жұмысқа қосу әдістері.

Дәрістің мақсаты:

- генераторды параллельді жұмысқа қосу процессін меңгеру.

10.1 Генераторды торапқа қосу әдістері

Генераторды торапқа қосу әдістері дәл синхронизация және өздік синхронизация әдісімен іске асырылады.

Генераторды тура синхронизация әдісімен торапқа қосу үшін бірнеше талаптар орындалуы шарт:

- торап кернеуінен генератор кернеуінің ауытқуы модулі бойынша 20% -дан көп емес болуы керек (әдетте 5%);

- бұрыш бойынша ауытқуы - 15 электрлік градустан артпауы керек;

- жиілік бойынша ауытқу – торап жиілігінен 0,1% -дан аспауы керек.

Бұл шарттардың қайсыбірін сақтамау генератордың айтарлықтай бүлуіне соқтырады.

Генератордың алдыңғы қосылу моментіне, үш режим болуы мүмкін.

1. Генератордың U_Г және жүйенің U_c фазалық векторының кернеуі шамалары бойынша тең емес, бірақ фаза бойынша сәйкес келеді және уақыт бойынша бірдей жиілікпен өзгереді (10.1б суретті қарайды).

Бұл кезде артына қауіп туғызбайтын, индуктивті теңестіргіш тоқты тудыратын кернеу айырмашылығы пайда болады.

а –бастапқы сұлба; б - кезіндегі кереудің векторлық диаграммасы ;

в – тағы да кезіндегі; г- кезіндегі соғылу кернеу осциллограммасы

10.1 Сурет – Генераторды торапқа тура синхронизация әдісі арқылы қосу

2. Фазалық кернеу векторлары фаза бойынша ψ бұрышы бойынша сәйкес келеді (10.1в суретін көреміз).

(10.1)

Бұл жағдайда теңестіру тоғының активті құраушысы болады. Генератор кернеуінің векторы жүйенің вектор кернеуіне қалады немесе озып отырады және теңестіру тоғының активті құраушылары жеделдеткіш, әлде тежегіш момент туғызады. Екі жағдайда да генераторды қосу білікке соққы түсірумен жалғасады, артынша агрегат айтарлықтай бүлінуі мүмкін.

3. Үшінші жағдайда (10.1г суретті қараймыз) жүйемен генератор кернеу арасындағы бұрыш үзіліссіз өзгереді және соққы деп аталатын кернеу байқалады, 0 ден 2U_ф.м_–ге дейін_гіаралықта тербеледі.

180°-қа сырғығанда, яғни фазаға қарсы қосылғанда, қосылу тоғы генератор шықпасындағы қысқа тұйықталу тоғынан артып түседі

(10.2)

Бұл кезде пайда болатын момент генератор шықпасындағы қысқа тұйықталу кезіндегі білікке түсетін моменттен бірнеше рет асып түседі.

Өздік синхронизация әдісімен қосу келесі ретпен іске асырылады:

а) біріншілік қозғалтқыш көмегі арқылы ротордың бұрыштық жылдамдығы синхрондыға жақын орнатылады; бұл кезде ротор сырғанауы үлкен машиналарда 0,01….0,04 –ден аспауы керек; ротор үдету процессінде қоздыру орамы қоздырғыштан ажыртулы және өздік синхронизациялау кедергісіне тұйықталған;

б) синхрондыға жақын бұрыштық жылдамдықта, қоздырғышта мәні -ке тең бос жүріс кездегі қоздыру тоғына сәйкес келетін, қоздыру кернеуі пайда болады;

в) генератор торапқа, қозу орамасына кернеу берілісімен қатар қосылады.

Генераторды торапқа қосқаннан кейін генератор статоры орамында және қоздыру орамындағы тоқтардың созылуымен (нарастанием) байланысты өтпелі процесс пайда болады. Нәтижесінде осы тоқтармен пайда болған магнит өрістерінің әрекеттесуімен периодикалық өзгеретін электромагнитті момент пайда болады, оның әсерінен ротор анықталған шарттарда синхронизмге тартылады. Айтылған тәсілмен генераторды торапқа қосқандағы өтпелі процестердің уақыты 1…2 секундтан аспайды.

Генератордың синхронизмге тартылуы келесі моменттердің нәтижелік әрекетімен анықталады:

а) генератор кедергі моментімен турбина моментінің арасындағы айырмашылығына тең, қалдық моментпен;

б) статор өрісінің, ротор өрісімен әрекеттесуінің нәтижесінде генератордағы синхронды моментпен;

в) айқын полюсті ротордың, айналмалы статор өрісінің әрекеттесуі кезінде ротормен дамытылытын реактивті моментпен;

г) генератордың синхронизмге кіруін қамтамасыз ету бойынша анықтаушылардың біреуі болып табылатын, орташа асинхронды моментпен.

Айтылған тәсілмен генераторды торапқа қосқан кезде салыстырмалы түрде үлкен теңестіргіш тоқ пайда болады. Генераторды шексіз қуат шинасына қосқан кезде максималды теңестіргіш туындайды және ол келесі түрде болады

(10.3)

яғни генератор шықпасындағы қысқа тұйықталудың соққы тоғына тең болады. Алайда ереже бойынша, жүйе кедергісі нөлге тең емес, сол себепті теңестіргіш тоқ қысқа тұйықталудағы соққы тоғынан аз болады.

Теңестіргіш тоқтардың болуы өздік синхронизациялау әдісінің кемшілігі болып табылады, ал олардың шамасы бұл әдісті қолдану шегінің критерийі болып саналады. Рұқсатты критерий: I_*ур≤3,5 теңсіздігі болып табылады.

Өздік синхронизациялау әдісінің келесі ерекшелігі генераторды торапқа қосқандағы, станция шинасындағы кернеу түсуі болып табылады, өйткені

мәні арқылы, тең етіп ауыстырсақ, келесіні аламыз

, бұл жерден

(10.4)

,кезінде _%. Алайда, ол қысқа уақыттық болғаннан соң, мұндай кернеу түсу қауіпсіз болып саналады.

№ 11 дәріс. Генераторлардың қоздыру жүйесі

Дәрістің мазмұны:

- қоздыру жүйесінің жіктелуі және олардың ерекшеліктері.

Дәрістің мақсаты:

- қолданыстағы қоздыру жүйесінің ерекшеліктерін меңгеру.

11.1 Қоздыру жүйесінің тағайындалуы және сипаттамалары

Қоздыру жүйесі синхронды машинаның қоздыру орамын тұрақты тоқпен қоректендіріп және де сәйкесті реттеуге арналған. Ол келесідей сипатталады:

- номинальды кернеумен және қоздыру орамасындағы тоқпен ;

- қоздырудың номиналды қуатымен , оның шамасы машинаның номиналды қуатынан 0,2…0,6%-ды құрайды;

- жеделдету еселігі ( үдету еселігі) неғұрлым үлкен мәнді қалыптасқан (төбелік) қоздыру кернеуінің номиналды кернеуге қатынасымен әлде шекті (ротор орамының неғұрлым үлкен рұқсатты қызуы шарты бойынша) қоздыру тоғының номиналды тоққа қатынасымен түсіндіріледі;

- энергожүйедегі апат кезінде кернеуді жеделдету процесі кезіндегі қоздыру жүйесінің жылдам әрекеттілігі, қоздыру кернеуінің арту (нарастания) жылдамдылығымен [с^-1] сипатталады, ол келесі формула бойынша анықталады

(11.1)

мұнда - қоздырудың шекті (төбелік) кернеуі;

– қоздыру кернеуі . (11.2) мәнге дейін артатын уақыты.

11.2 Синхронды машинаның қоздыру орамының қорек көздерінің жіктелуі

Қоздыру орамы олардың жұмыс режимінің тәуелсіздігі бойынша екі түрге бөлінеді: генератор немесе торап кернеуінен тәуелсіз жұмыс режимінде істейтін, тәуелсіз қоздыру жүйесі; генератор немесе торап кернеуіне тәуелді жұмыс режимінде істейтін,тәуелді қоздыру жүйесі.

Көмекші генератор

Генератор статор орама шықпасынын жеке трансформатор-

лар

және басқарылатын түзеткіштер арқылы (тиристорлар) өздік синхронизация-

лау

тұрақты тоқта

Айнымалы тоқта

генера-тор білігімен қосылған

жеке білікте орналасқан (мотор-генератор)

қоздыру орамы түзеткіштер арқылы қоректенеді

басқарыл-майтын

басқарылатын

тізбек-

сіз транс-форма

торлар-сыз

тізбек-ті транс

фор

маторлармен

қозғал-майтын

айна-латын

қозғал-майтын

айна-латын

Ттіке-лей

рредук-тор арқылы

11.1 К Е С Т Е – Генераторлардың қоздыру орамын қоректендіру үшін тұрақты тоқты алу әдістері

Бірінші түрге синхронды машинаның қозу білігіне қосылған барлық айнымалы және тұрақты тоқ электромашиналық қоздырғыштары жатады. Екінші түріне станцияның өзіндік мұқтаждық шиналарына қосылған айнымалы тоқ қозғалтқышы арқылы айналатын, жеке орнатылған электромашиналық қоздырғыштары жатады. Осы түрге арнайы трансформаторлар арқылы генератор шықпаларынан қоректенетін қоздыру жүйесі жатады. Генератор қоздыру орамын қоректендіру үшін тұрақты тоқты алудың қолданыстағы әдістері 11.1-кестесінде көрсетілген.

Генератордың қоздыру орамын қоректендіру сұлбасы кестеге сәйкес 11.1 және 11.2 суреттерінде көрсетілген, онда: ПТ – келтірілген турбина; ТГ- турбогенератор; ККР – ротордың түйіспелік сақинасы; ГПТ – тұрақты тоқ генераторы; РС – жылдамдық редукторы; АД – асинхронды қозғалтқыш; М – маховик; ВН – жылжымайтын түзеткіш; ВВ – айналатын түзеткіш; Т – трансформатор; ПТр – тізбектік трансформатор.

11.2 Қоздыру жүйесінің ерекшеліктері

Синхронды машиналардың бірлік қуатының артуы, олардың қоздыру орамдарындағы тоқ тығыздығының артуымен байланысты, қоздырғыш қуатының артуына алып келеді. Тұрақты тоқтағы коллекторлы машиналарды үлкен қуатқа орындау, коллектор және щеткалық аппараттың үлкен айналма жылдамдық мәндерінде жұмысы үшін салмақты қиындықтар туғызады. Қуаты 100 МВт n= 3000 айн\мин турбогенераторлар үшін қоздыру қуаты 450 кВт құрайды және жоғарыда айтылған себептер бойынша шекті мәні болып саналады.

11.1 Сурет–11.1 (1,2,3) кестесіне сәйкес турбогенераторлардың қоздыру орамын қоректендіру сұлбасы

11.2 Сурет–11.1 (4,5,6,7,8,9) кестесіне сәйкес турбогенераторлардың қоздыру орамын қоректендіру сұлбасы

Коллекторлық қоздырғыштар жоғары қуатты машиналарға қолданылады, бірақ олар аз айналу жылдамдығына орындалады және жылдамдық редукторы арқылы қосылады.

4,5,6,7, қоздыру жүйесі үшін 11.1-кестеге сәйкес, өндірістік жиіліктегі үш фазалық көмекші генераторлар және жиілігі 500 Гц тиристорлы түзеткіштер арқылы тоқты түзететін жоғары жиілікті генераторлар қолданылады.

Барлық қарастырылған жүйелердің кемшілігі үлкен тоқтарға түйіспелік сақиналарды қолдану қажеттілігі болып табылады.

Мың амперлік тоқты ротордың айналмалы сақинасы арқылы өткізу қиындығы, 11.1 (5.7) –суретінде көрсетілгендей щеткасыз қоздыру жүйесін өңдеуге алып келді.

Мұндай жүйеде қоздырғыш, турбогенератор білігімен қосылған келтірілген үш фазалы синхронды генераторды көрсетеді. Мұндай генераторда қоздырғыштың қоздыру орамы статорда, ал айнымалы тоқ орамы – роторда орналасқан болады.

Түзеткіштер қоздырғыш білігінде орналасқан дестілерге бекітіліп, солармен бірге айналады.

№ 12 дәріс. Синхронды машиналардың өрісінің автоматтық өшірілуі

Дәрістің мазмұны:

- синхронды машиналардың өрісінің автоматтық өшуі (ӨАӨ).

Дәрістің мақсаты:

- өрістің өшу процесін меңгеру.

12.1 Жалпы мағлұматтар

Генератор аяқасты өшкеннен кейін оны асқын қоздыру қажет, яғни ротордың магниттік өрісін өшіру қажет. Өрістің өшуі – арнайы құрылғылар арқылы магниттік ағынның нөлдік мәліметі. Өшу процесін аяқталды деп есептеуге болады, егер статордың ЭҚК амплитудасы 500 В шамасына дейін төмендесе, бұл кезде доғаның табиғи сөнуі орын алады. Қоздыру тоғымен пайда болатын ЭҚК 200 В шамасына дейін төмендеу уақыты өрістің сөну уақыты деп аталады.

Өрістің сөнуі электрлік машинаның ішкі қысқа тұйықталуында, бүліну мөлшерін шектейтін жалғыз әдіс болып табылады.

Өрісті өшірудің қарапайым тәсілі – қоздыру орамын ажырату болып табылады. Алайда оның қыспаларындағы үлкен индуктивтіліктен, ротор орамына қауіпті, асқын кернеу туындайды. Сол себепті қоздыру орамын разрядтық кедергіге немесе қарсы қосылған ЭҚК тұйықтауға тырысады.

Статор шықпасындағы қысқа тұйықталу апатының пішіні тек қана қысқа тұйықталу шамасына ғана емес, оның ұзықтылығына байланысты. Қысқа тұйықталу тоғының ағу уақыты аз болған сайын, ӨАӨ әсер ету уақыты жылдам болады.

ӨАӨ қойылатын талаптарды келесідей топтауға болады:

- ӨАӨ генераторды тораптан өшіруді іске асыратын қорғаныстармен барлығымен жүзеге асырылуы керек;

- өрістің ажырау уақыты минималды болуы керек;

- ротор қыспаларындағы кернеу ротор оқшауламасындағы сынақ кернеу қатынасынан анықталатын кейбір кернеуден артық болмауы керек

(12.1)

мұнда – ротор орам оқшауламасының сынақтық кернеуі;

- генератор ЭҚК ӨАӨ әсерінен кейін 150 – 200 В минималды емес және тең болуы керек.

Қосымша талаптарға қалыпты және апатты режимдерде қолданыс сенімділігін және де «энергосыиымдылық» - магнитті өрісте жинақталған энергия жұтылуын жатқызуға болады.

12.2 Синхронды машинаның өрісті өшіру процесі

Өрісті өшіру процесін қоздыру орамының активті кедергіге разрядталу мысалында қарастырамыз (12.1 суретті қараймыз). Релелік қорғаныстан сигнал берілгенде контактор тұйықталады, алдымен 2 түйіспе тұйықталады және одан 1 түйіспе ажыратылады. Бұл кезде генератордың қоздыру орамы өшіргіш кедергіге R, қосылған болып есептеледі, ротордағы жинақталған магнитті өріс энергия жұтылады.

Алмастыру сұлбасына сәйкес (12.2 суретке қараймыз) көрсетілген контурдағы өтпелі процесс дифференциалды теңдеумен жазылады.

(12.2)

Айнымалыларды бөліп

(12.3)

және интегралдап ,

мұнда С – интегралдану тұрақтылығы.

12.1 Сурет – Өшіргіш кедергімен ӨАӨ сұлбасы

12.2 Сурет– Алмасу сұлбасы

Соңғы теңдеуден мұнда – сөндіргіш контурдың уақыт тұрақтысы

(12.4)

Интегралдану тұрақтысын анықтағаннан кейін кез келген t уақыт мезетіндегі қоздыру орамындағы тоқ пен кернеуге келесі теңдеуді алуға болады

;

(12.5)

(12.6)

мұнда – қоздыру орамындағы t=0 кезіндегі тоқ.

f индексін жіберіп, белгілейміз онда

(12.7)

Сөндіргіш контурдың уақыт тұрақтысын қоздыру орамының уақыт тұрақтысымен T=L/r және К коэффициенті арқылы жазуға болады

(12.8)

Қазіргі таңдағы генераторларға . Онда кезінде

Егер статор ЭҚК 500В-тан төмен болғанда өшу процесі аяқталды деп есептеуге болады, бұл кезде қоздыру орамындағы тоқпен пайда болатын ЭҚК 200 В құрайды.

Өрістің өшу уақытында қоздыру тоғы рет немесе онда рет азаюы керек. Онда (12.5) теңдеуінен келесіні аламыз

кезде, , және келесіні аламыз

кезде, яғни кезінен алты есе көп.

Үлкен турбогенераторларда Орташа уақыт тұрақтысында , , ол өте көп болып есептеледі.

Қабылданған параметрлердегі өрістің өшу процесінің сипаттамасы 12.3 суретінде көрсетілген. ӨАӨ әрекет ету уақытысында ротордың түйіспелік сақиналарында үлкен ЭҚК әсерінен өздік индукция таңбасын өзгертеді;

13.1 Сурет- Өріс өшу процессінің сипаттамасы

№ 13 дәріс. Өрісті өшірудің оңтайлы шарттары

Дәрістің мазмұны:

- өрісті өшірудің оңтайлы шарттары.

Дәрістің мақсаты:

- оңтайлы шарттар да өрісті өшірудің ұзақтылығын анықтау.

13.1 Оңтайлы өшіру шарттарын анықтау

Неғұрлым аз уақыт ішінде өрісті өшіру процесі оңтайлы болып табылады. Оқшауламаның рұқсатты электрлік беріктік шарты бойынша қоздыру орамындағы кернеу шамасынан аспауы керек.

Активті сөндіргіш сұлбасы бойынша r<<R жағдайында (f-индексін өткізіп ) келесі өрнекті жазуға болады

(13.1)

Осы теңдеуге сәйкес, өшіру процесі неғұрлым жылдам өтуі үшін және және туындысы өрісті өшірудің барлық уақытында бірқалыпты мәнді ұстап және мәні тең болуы қажет яғни:

(13.2)

Осыдан шығатыны .

(13.1) теңдеуін (13.2) ескере отырып, келесі өрнекті аламыз

; ,

(13.3)

Шығатыны:

(13.4)

интегралдану тұрақтысын анықтағаннан кейін бастапқы шарттарда келесі нәтижені аламыз:

(13.5)

Осындай жағдайда, тоқ сызықтық заңмен төмендеуі керек және арқылы нөлге жетуі тиіс.

Өрнек ; , болғандықтан (13.6)

онда , ақыры .

Бұл қатынасты, өзгеріссіз шамадағы активті кедергіні қолдана отырып алынған салыстырғанда, оңтайлы шарттарда өшіру процесінің ұзақтылығы тұрақты активті кедергі кезіне қарағанда 4,6 есе аз екені көрінеді.

13.2 Доға сөндіргіш торкөзді ӨӨА (АГП).

Өрісті өшірудің оңтайлы шарттарын жасау үшін сондай, оның кернеу түсуінде токтан тәуелсіз тұрақты болып қалатын сызықты емес кедергісі R болуы керек. Бұл шартты тұрақты ұзындықты (1,5…3мм) электр доғасы қанағаттандырады. Доға сөндіргіш тор көзді өрісті өшіру автоматының сұлбасы 13.1 суретте көрсетілген.

13.1- Сурет- Доғасөндіргіш торкөзді ӨӨА

Өшіру процесі 2 түйіспесін тұйықтаудан басталады және қоздыру тоғы а-в тармағы арқылы өтеді, оған қоздырғышты қысқа тұйықталудан сақтайтын шамалы активті кедергі 3 қосылған. Содан қоздыру орамын тұрақты тоқ көзінен ажыратып, 1- ші түйіспе ағытылады. Қысқа уақыт аралығынан кейін 2-ші түйіспе ажыратылады, доға пайда болады, ол доға сөндіргіш тор көзге 5 сорылады. Мұнда доға бірнеше қысқа қатарларға бөлінеді.

Бұл кезде доға сөндіргіш тор көздегі кернеу тұрақты және тең болып қалады.

(13.7)

мұнда - қысқа доғадағы кернеу;

– тізбектей қосылған дестелердің саны

(13.8)

Тоқтың үлкен емес шамасы бойынша өшіргенде доға сөндіргіш тор көзде 13.2,а суретінде көрсетілгендей асқын кернеу байқалады. Бұл тоқ сырғып және тор көздегі доға тура сызықты заңмен өзгеретін тоққа қарағанда тез сөніп, нөлге жетеді. Осыны тоқтату үшін доға сөндіргіш тор көзге параллель, барлық жүйені асқын кернеуден сақтайтын салыстырмалы түрде үлкен шунттауыш кедергі 4 қосылады.


а	б

а- шунттаусыз кедергісіз, б- шунттаушы кедергімен

13.2 – Сурет – Доға сөндіргіш тор көзді ӨӨА-ның процессінің сипаты.

Дестелер саны көп кезде доғаның бір аралықта сөнуі барлық доғаның сөнуіне әкеледі. Бұл болмас үшін кедергі әрқайсысы белгілі бір дестелер тобын шунттайтындай бөліктерге бөлінеді, соның салдарынан тор көздегі доғаның бәрі өшпейді, олар секция бойынша өшіріледі, ол 13.2, б суретінде көрсетілгендей асқын кернеуді азайтады.

Егер жоғарыда айтылғанға сәйкес, өрісті өшіру уақытын анықтасақ, қоздыру орамының кедергісін ескеріп, келесіні аламыз , яғни оңтайлыдан 7,5% жоғары. Қуатты синхронды машиналарға болғандықтан, онда t_гаш 1,81 секундқа тең болады, ол қоздырғыш орамасын сөндіргіш кедергіге қосып өшіру уақытынан 4 есе аз болады.

Доға сөндіргіш тор көз дестелердің балқуын тоқтату мақсатында доға десте беттері бойынша жылдам ауысуы керек. Бұл радиалды магнитті өріс көмегімен іске асырылады, оның әсерімен доға айналмалы қозғалысқа түсіп, созылып өшіп қалады.

№ 14 дәріс. Турбогенераторлардың қалыптан тыс жұмыс режимі

Дәрістің мазмұны:

- генераторлардың асқын жүктелуі;

- симмертиялы емес режимдер;

Дәрістің мақсаты:

- мүмкін болатын қалыптан тыс режимдермен және оларды тоқтату шараларымен танысу.

14.1 Генераторлардың асқын жүктелуі және оларды шектеу

Турбогенераторлар бір уақытылы кернеу 5%-ға және жиілікті 2,5% ауытқуы кезінде өз шықпаларында номиналды және максималды ұзақ уақытылы қуатты номиналды мәнінде ұстап тұруы керек, бұл кезде жоғарғы кернеу және төмендетілген жиілікте жұмыс режимінде кернеу мен жиіліктің абсолютті ауытқу мәндерінің қосындысы 6%-дан артпауы керек.

Статор кернеуі өзінің номиналды мәнінен 0,95U дейін төменденгенде статор тоғы номиналды мәнінен 1,05I -ге артады, ол турбогенератордың белсенді бөліктерінің және де салқындату ортасының қызуына алып келетіні айқын. Соған байланысты турбогенераторлар режимнің номиналды параметрлерінде жеткілікті түрде жылулық қорымен құрастырылуы қажет.

Зауыттық нұсқаулар және стандарттар генератордың қызбай жұмыс істеу шартын туғызатын салқындату ортасының температурасын нормалайды, мұнда жүктемемен жұмыс істейтін генератордың негізгі шектеуші факторы активті бөліктердің қызуы болып табылады.

Рұқсатты жүктеме (асқын жүктелу) 14.1суретінде келтірілгендей қуат диаграммасында анықталады.

кезінде турбогенератор жүктемесінде тек-қана ротор орамасының қызуымен шектеледі, өйткені генератордың номиналды кернеуде статор тоғы номиналды мәнінен аз болады, оны номиналды деңгейде ұстап тұру үшін немесе максималды рұқсатты деңгейде ұстап тұру үшін ротор тоғын аса жоғары деңгейде көтеру керек, оған рұқсат жоқ (1бөлік).

ден 1-ге дейін өзгеру аймағында болса қоздыру тоғы төмендейді. Мұндай жағдайда турбогенератор жүктемесі статор тоғы шамасымен және оның орам температурасымен шектеледі (2 бөлік). өзгеру аймағында диаграммадағы 3-ші аймақ кірмейді, мұнда турбина қуаты активті қуаттан төмен болады, ол генераторды берілген кернеуде оның шықпаларында және максималды рұқсатты статор тоғында, яғни;

(14.1)

артқан жағдайда жүктеменің артуын шектейтін негізгі фактор статор өзекшесінің шеткі дестілер (пакет) орамдары және оның торцтық бөлігіндегі (4 бөлік) метал құрастырушы элементтерінің қызуы болады. Көптеген турбогенераторларға статикалық тұрақтылықты сақтау шарты емес тура осы қызулар толық қозбау режимінде анықтаушы болып табылады.

$C:\Documents and Settings\USER\Мои документы\Мои результаты сканировани\2008-11 (ноя)\сканирование0004.jpg$

1- ротор орамының шекті тоғымен анықталатын аймақ; 2- статордың шекті тоғымен анықталатын аймақ; 3- турбина қуатымен анықталатын аймақ; 4 – статордың торцтық бөліктерінің қызуымен анықталатын аймақ; 5 – параллелді жұмыс тұрақтылығымен анықталатын аймақ

14.1 Сурет - Генератордың таратылатын қуат диаграммасы

Жоғарыда айтылғандар оперативті персоналдың турбогенератор жұмыс режимдерін жүргізу және олардың параметрлерін тұрақты бақылап отыру жауапкершілігін анықтайды. Турбогенератордың статор және ротор тоғы кез келген ұзақ уақыттық жұмыс режимдерінде рұқсатты жүктеме картасында көрсетілген шекті мәндерден аспауы қажет. Бұл карта турбогенератор қолданысының жергілікті нұсқауында міндетті түрде болуы керек.

Қолданыста энергожүйеде пайда болған жағдай бойынша айтылмаса, турбогенераторлардың шекті мүмкіндіктерін қолдануға болмайды. Егер статор орамының шықпасында салқындату ортасының және активті бөліктерінің температурасы ұзақ уақыттық рұқсатты шектен шығып кетсе, генератор жүктемесі артулар жоғалатын мәнге дейін төмендетілуі қажет. Егер жүктеменің төмендеуімен қызуды шегеру болмаса, онда генератор толық жүктемеден алынып және тораптан ажыратылуы керек.

Барлық жағдайда жоғары қызулар себебі анықталып және жөнделуі қажет.

Қолданыс процесінде қысқа мерзімдік және жиі емес асқын жүктелу статор және ротор тоғы бойынша болуынан құтыла алмаймыз. Торапта ҚТ кезінде асқын жүктелу ҚТ түрімен жақындылығымен (статор орамы) және де қоздырудың еселенуімен (ротор орамы) анықталады. Статор тоғы бойынша бұл асқын жүктелулер кей кездерде номиналды тоқпен салыстырғанда 2-3 еселік шамаға артуы мүмкін және сәйкесті қорғаныстың әсер етуіне дейін жалғасады.

Турбогенераторлардың үлкен қысқа уақыттық асқын жүктелу қауіптілігі неғұрлым қызатын нүктелердегі орам оқшауламасының бүліну мүмкіндігімен байланысты және соның салдарынан машинаның әжептәуір бүліну ықтималдығының артуымен байланысты болады.

Турбогенератордың асқын жүктелу қаупінің салдарынан барлық елдерде шамалары біршама шектеледі, ал кей кезде асқын жүктелу жиілігі, рұқсатты еселігі және қозудың ұзақтылығы шектеледі.

Қазіргі таңдағы трбогенератордың статорының орам оқшауламасын термореактивті байланыстыратын стекломикалентіден орындау кампаундтаумен салыстырғанда оқшаулама тұрақтылығын біршама арттырады. Зерттеулер нәтижесінде, термореактивті оқшаулама жылулық тозуға және 150 ⁰С –ге дейін көп еселік қысқа уақыттық температура артуына төтеп береді.

14.2 Электр торабының симметриясының бұзылуына әсер ету

Электрлік тартымды (тяги), металлургиялық электропештерді кеңінен қолдану, электр тарату желілерінің бір желісі үзілгендегі толық фазалы емес жұмыс режимін қолдану электр торабындағы тоқ симметриясыздығын туғызады, соның салдарынан турбогенератордың статор орамдарындағы фазалық тоқ симметриясыз болады.

Статор орамының үшфазалы симметриялы емес тоқтары эллипстік өріс құрады, ол қарама-қарсы бағытта бір жылдамдықпен айналатын екі өрістің қосындысына эквивалентті. Кері тізбектілік тоғына сәйкес келетін өріс құраушылары, роторға қатысты екі синхронды жылдамдықпен айналады және ротор контурында екі жиілікті тоқ пайда болады, соның салдарынан ротор бөшкесінде, тістерінде және ойық клиндерінде қосымша шығындардың пайда болуына әкеледі.

Сол себепті турбогенератор статор тоғының симметриясыздығы пайда болғанда шектейтін негізгі фактор ротор элементтерінің шектен тыс қызу қаупі болып табылады. Дайындаушы зауыттар турбогенераторлардың роторының торцалық аймағындағы элементтердің қызуын азайту үшін біршама шаралар жасап жатыр. Ротор ойығындағы болаттың аяққы клиндері болаттан, бронзадан, кей кезде титаннан жасалынады, өйткені ертеректе қолданған дюралюминнің ұзақты шекті температурасы 130⁰С. Қуатты турбогенераторлардың симметриялы емес режимінде ротордың жылулық беріктігін арттыруда арнайы демпферлік жүйелерді қолдану маңызды .

Оған қоса, шекті симметриясыздық шамасын нормалау керек, ол жүктемені азайтады, артынша электр энергиясын толық өндірмейді.

№ 15 дәріс. Турбогенераторлардың қалыпсыз жұмыс режимі

Дәрістің мазмұны:

- статор тоғының синусойдасының желінуі;

- тораптағы кернеу өзгеруі шартындағы жұмысы;

- тораптағы қысқа тұйықталулар.

Дәрістің мақсаты:

- қалыпсыз режимдердің пайда болу себептерімен және оларды тоқтату ұсыныстарымен танысу.

15.1 Статор тоғының синусойдалығының бұзылуы

Айнымалы тоқты тұрақты тоққа айналдыруды қажет ететін жүктеме болады. Мұндай жүктемеге қуатты илегіш станоктардың жетегі, электрлік тяга, электролиздік агрегаттар, генераторлардың өздік қозу жүйесі, энерго жүйе аралығындағы тұрақты тоқ қыстырғылары, өндірістік ток жиілігін 50 Гц басқа тоқ жиілігіне айналдыруды талап ететін қондырғылар.

Мұндай түрлендірулер әртүрлі реттегі тораптағы жоғары гармоникаларды генерациялаумен байланысты. Бұл кезде үшінші гармоника тоқтары және сол еселес генераторларда өтпейді, өйткені күштік трансформаторлардың ұшбұрышша қосылған төменгі кернеулі орамдарында тұйықталып қалады. Қалған гармоника тоқтары статор орамаларымен ағады және тоқтың синусойда қисығы желінеді.

Турбогенератордың статор тоғының қисығының жоғары гармоникалары статордың активті болатында және орамдарда қосымша шығындар туғызады. Осыдан басқа, айналатын өріс ротор контурында жоғары жиілікті тоқтар туғызады, олар ротордың массивтік бөлігінде жоғары қатпарында ағады және олардың тістерімен ілінісіп, жергелікті қызулармен қосымша шығындар әкеледі. Мұндай жағдайда генератор жүктемесін азайту қажеттілігі болуы мүмкін. Сол себепті турбогенератордың статор тоғының синусойдалық қисығының желіну деңгейін, қатысты гармоника талдануын бақылап отыру қажет.

Ең көп 5,7 және 11-ші гармоникалар әсер етеді. Олардың әсер ету деңгейі арнайы сынаулар арқылы олардың режимдерін жүргізу бойынша ұсыныстар беріледі.

15.2 Электр торабында кернеу төмендегендегі генератордың жұмысы

Өзара электр тарату желілерімен байланысқан энергожүйенің әртүрлі бөлігіндегі кернеу әртүрлі болады. Кейбір өзіндік өндірістік көздері активті және реактивті жүктемені жабуға жеткіліксіз аудандарда және олардың жабылуы энергожүйенің көршілес бөліктерінен қамтамасыз етілсе (жеткіліксіз аудандар), электр торабындағы кернеу деңгейі максималды жүктеме периодында кей кездерде номиналдыдан неғұрлым төмен болады.

Мұндай жағдайда энергожүйенің бұл бөліктерінде жұмыс істейтін генератор кернеуі номиналдыдан төмен болады.

Статор қыспасындағы кернеу, 5%-дан көп емес төмендегенде, генератор активті қуаттың азаюынсыз торапқа таратылған реактивті қуатты бере алмайды.

Генератордың реактивті қуат берілуі бойынша төмендеуі тораптағы кернеудің одан ары төмендеуіне алып келеді және жүктемемен реактивті қуаттың артуымен артынша көшкін тәріздес кернеу төмендеуін алып келуі мүмкін - «кернеу көшкіні ».

Тораптағы керенуді арттыру мақсатында генератормен берілетін реактивті қуат деңгейін ұстап тұру немесе арттыру активті қуатты түсіру шартында іске асыралады. Мұндай мақсатта генератордың активті қуатын түсіру, 20%-дан артса, бірінші жоспарда екінші шектеуші фактор шығады – генератордың ротор орамының рұқсатты ұзақ уақыттық қызу шарты салыстыру бойынша қоздыру тоғының арту мүмкіншілігі жоқтығы.

Максимум жүктеме өтетін аудандарда кернеу терең төмендеу кезінде, шектелусіз түрде реактивті қуат көздері орнатылуы керек – синхронды компенсаторлар немесе конденсаторлар батареясы. Керісінше жағдайда, тұтынушылардың жарты бөлігін ажырату керек және кернеуді шекті деңгейде ұстап тұру үшін және реактивті қуат берілуін арттыру үшін генераторды активті қуат бойынша түсіру қажет.

15.3 Жоғары кернеу кезіндегі турбогенераторлар жұмысының ерекшеліктері

Техникалық қолданыс ережесіне сәйкес турбогенераторлардың неғұрлым жоғары жұмыс кернеуі номиналдыдан 110% -ға артпауы қажет. Бұл кернеу артуымен генератордың магниттік өрісінің индукциясының артуымен байланысты, ол кернеуге тура пропорционал болады. Индукцияның артуы қанығуға алып келеді, яғни сәйкес статор болатының шекті қызуына алып келеді.

Генератор статорының қыспасындағы кернеу артуы, ереже бойынша электр торабындағы кернеу арту салдарынан болады. Бұл аз жүктемелі энергожүйенің жұмыс периодына сипаттамалы және әуе электр берілу желісінің бөлігін ажыратқанда, реактивті қуат тұтынудың және өндірудің тепе-теңдігі энергия артық аудандарда кернеу артуын туғызатын энергия артық аудандардың аяқасты байланыс әлсіреуінен болуы мүмкін.

Егер энергиясы артық аудандарда жиілік артқанда, үлкен кернеу орнатуға әкеледі, өйткені жиілік артуымен тораппен реактивті қуат өндірілуі артады, оның индуктивті жүктемемен тұтынылуы төмендейді.

Мұндай жағдайларда тораптағы және генератор шықпаларындағы кернеу артуды тоқтатудың негізгі жолы шунттаушы реакторларды қолдану болып табылады. Қысқа уақытылы реактивті қуат бойынша генератор маневрлік қоры қолданылуы мүмкін. Бұл шаралар автоматты түрде энергия жүйедегі диспетчердің ұйғарымымен автоматты түрде орындалуы керек. Кернеу түсірудің тиімді бір құралы генераторды активті қуат бойынша жылдам түсіру болып табылады. Ол энергожүйедегі диспетчердің ұйғарымымен немесе апатты жою бойынша жергілікті нұсқаумен қарастырылуы мүмкін.

15.4 Электр торабындағы қысқа тұйықталу

Электр торабындағы қысқа тұйықталу жиі болады. Қорғаныстың қалыпты жұмысында қысқа тұйықталу ереже бойынша турбогенераторларға тікелей қауіп туғызбайды. Неғұрлым ауыр жағдай генератор мен блок трансформатордың ҚТ болып табылады, бұл кезде орамдағы токтар мен соның салдарынан болатын динамикалық күштеу қалыпты режимдегі тоқ шамасынан біршама асып кетеді.

Турбогенераторлар шықпасында және тікелей соның жақын аймақтарында барлық мүмкін болатын симметриялы және симметриялы емес ҚТ төтеп беруі керек.

Турбогенератордың статор тізбегіндегі ҚТ пайда болатын тоқтар мен моменттерді есептеу әдістемесі белгілі және көптеген әдебиет көздерінде келтірілген.

Релелік қорғаныс құрылғыларының қалыпты әрекеті кезінде ҚТ тоғының турбогенераторға жылулық әсері трансформатордан кейінгі турбогенератордың шықпаларына қауіп туғызбайды.

ҚТ кезінде негізгі қауіп орам таяқшасымен біліктегі механикалық моменттердің электромеханикалық күштеуді туғызатынына байланысты механикалық әрекет ету жоғары деформацияға, турбогенератор элементтерінде бұзылуын туғызуына әкеледі.

Сол себепті қуатты турбогенераторларға тіркеуші қондырғыларды орнату керек, олар турбогенераторлардағы кезекті ҚТ-да өтпелі процестің ауырлығын уақытылы анықтауы қажет және де өтпелі жөндеу жұмысын және алдын ала тексеру мерзімін анықтау мақсатында ҚТ пайда болу жағдайын тіркеп отыруы қажет.

Әдебиеттер тізімі

1. Электрическая часть станций и подстанций / Под ред. А.А. Васильева

-М.: Энергоатомиздат, 1990. – 575 с.

2. Электрическая часть электростанций / Под ред. С.В. Усова. -Л.:Энергия, 1987.

3. Иванов – Смоленский А.Б. Электрические машины. -М.: Энергия, 1980.

4. Мотыгина С.А. Эксплуатация электрической части тепловых электрических станций. -М.: Энергия, 1979-568 с.

5. Коган Ф.Л. Анормальные режимы мощных турбогенераторов -М.: Энергия, 1988-192 с.

6. Ветров В.И., Ключенович В.И. Режимы основного оборудования электрических станций: Учебное пособие. – Новосибирск.: Издательство НЭИ, 1988. – 81 с.

7. Соловьев И.И. Автоматические регуляторы синхронных генераторов.

-М.: Энергоиздат, 1981. – 247 с.

Мазмұны

№ 1 дәріс. Турбогенератор өндірісінің қазіргі жағдайы мен даму тенденциясы..

№ 2 дәріс.Генератор жұмысының теория негіздері

№ 3 дәріс. Синхронды генератордың негізгі параметрлері..

№ 4 дәріс. Синхронды генератордың негізгі параметрлері(жалғасы)...

№ 5 дәріс. Тәуелсіз жүктемедегі генератор жұмысы.Реттеуіштік және сыртқы сипаттамалары

№ 6 дәріс. Жүйеге қосылған синхронды машинаның жұмыс режимі..

№ 7 дәріс. Шектеусіз қуат шинасына қосылған генератордың жұмыс режимі...

№ 8 дәріс. Турбогенератордың қуат диаграммасы

№ 9 дәріс. Синхронды генератордың асинхронды режимі..

№ 10 дәріс. Генераторлардың параллелді жұмысқа қосылуы..

№ 11 дәріс. Генераторлардың қоздыру жүйелері

№ 12 дәріс. Синхронды машиналардың автоматты өріс сөнуі..

№ 13 дәріс. Өріс сөндірудің оңтайлы шарттары..

№ 14 дәріс. Турбогенераторлардың қалыпсыз жұмыс режимі..

№ 15 дәріс. Турбогенераторлардың қалыпсыз жұмыс режимі.

Әдебиеттер тізімі.

Мазмұны.