Меню

Генератор мощностью 300 мвт



Справочные данные параметров генераторов

В статье приведены справочные данные параметров генераторов.

Содержание

  • 1 Турбогенераторы
    • 1.1 Мощностью до 100 МВт
    • 1.2 Мощностью от 100 до 200 МВт
    • 1.3 Мощностью от 200 до 500 МВт
    • 1.4 Мощностью от 500 МВт
  • 2 Литература

Турбогенераторы

Примечание к таблицам:

  • [math]P_<ном>[/math] – Номинальная активная мощность.
  • [math]U_<ном>[/math] – Номинальное напряжение статора.
  • [math]cos(\varphi_<ном>)[/math] – Номинальный коэффициент мощности.
  • [math]n_<ном>[/math] – Номинальная частота вращения.
  • [math]\eta_<ном>[/math] – Номинальный КПД.
  • ОКЗ – Отношение короткого замыкания.
  • [math]xd»[/math] – Сверхпереходное индуктивное сопротивление обмотки якоря по продольной оси.
  • [math]xd'[/math] – Переходное индуктивное сопротивление обмотки якоря по продольной оси.
  • [math]xd[/math] – Синхронное индуктивное сопротивление обмотки якоря по продольной оси.
  • [math]xs[/math] – Реактивное сопротивление рассеяния.
  • [math]x2[/math] – Индуктивное сопротивление обратной последовательности обмотки якоря.
  • [math]x0[/math] – Индуктивное сопротивление нулевой последовательности обмотки якоря.
  • [math]Td0[/math] – Постоянная времени обмотки возбуждения при разомкнутых обмотке якоря и демпферной обмотке.
  • [math]Td`[/math] (3)– Переходная постоянная времени обмотки возбуждения.
  • [math]Td’`[/math] (3) – Сверхпереходная постоянная времени обмотки возбуждения.
  • [math]Tа(3)[/math] – Постоянная времени обмотки якоря.
  • [math]J[/math] – момент инерции ротора генератора.
  • [math]m[/math] – Общая масса генератора.
  • Ист. инф. – источник информации.

Про систему относительных единиц более подробно можно посмотреть здесь.

Источник

Синхронный турбогенератор

Рассмотрены принцип работы, характеристики, внешний вид, конструкция и методы диагностики синхронных турбогенераторов. Даны примеры расшифровки типов.

  • 1. Принцип работы
  • 2. Характеристики
  • 3. Внешний вид
  • 4. Конструкция
    • Ротор турбогенератора
    • Статор турбогенератора
    • Возбуждающий режим (система возбуждения)
  • 5. Диагностика турбогенераторов
    • Методы и способы проведения диагностики турбогенераторов
    • Классический способ диагностики турбогенераторов
    • Диагностика турбогенератора в эксплуатации под рабочим напряжением
    • Испытания турбогенераторов от постороннего источника напряжения
  • 6. Расшифровка
  • Заключение

1. Принцип работы

Механическая энергия самой турбины (рис.1) превращается в электрическую. Это возможно благодаря вращающемуся магнитному полю, создаваемого с помощью непрерывного тока, протекающему в обмотке самого ротора. Это способствует и формированию трехфазного переменного тока, а также напряжению в статоре (его обмотках). Крутящий момент от двигателя передается на ротор генератора.

Данная характеристика турбогенератора позволяет при обращении ротора образовывать магнитный момент, который и создает электрический ток в его обмотках. Благодаря системе возбуждения в агрегате обеспечивается поддержка постоянного напряжения на всех режимах функционирования данного устройства.

Циркуляция воды в теплообменниках и газоохладителях происходит при помощи насосов, которые располагаются вне самого турбогенератора.

Общий вид турбины

vid turbiny

Рисунок 1 – Общий вид турбины

2. Характеристики

В зависимости от мощности данного оборудования, его разделяют на три основные категории:

  • 2,5 – 32 МВт;
  • 60 – 320 МВт;
  • мощность турбогенераторов более чем 500 МВт.

Что касается частоты вращения, то турбогенераторы бывают:

  • двухполюсные с частотой вращения от 1500 до 1800 оборотов в минуту;
  • четырёхполюсные (300 – 3600 об/мин).

В зависимости от электрической мощности и самих технических задач энергоснабжения, различают следующие типы турбогенераторов с различными системами охлаждения:

  • масляные;
  • воздушные;
  • водородные;
  • асинхронные;
  • комбинированные водородно-водяные.

Последний тип данных устройств чаще всего используют для работы на АЭС. Асинхронные же турбогенераторы нашли своё применение в энергетических системах с высокими колебаниями нагрузки и составе мощных ТЭЦ. Агрегаты масляным и воздушным охлаждением применяют для работы на тепловых электростанциях (ТЭС), обладающих различной мощностью.

3. Внешний вид

В качестве примера показан продольный разрез турбогенератора (рис.2) мощностью 12 МВт с воздушным охлаждением.

вид современного турбогенератора
Рисунок 2 – Общий вид современного турбогенератора

  • 1 – уплотнения на валу ротора;
  • 2 – торцевой щит;
  • 3 – кронштейн крепления;
  • 4 – ротор;
  • 5 – магнитопровод статора;
  • 6 – детали крепления магнитопровода к корпусу;
  • 7 – корпус турьогенератора;
  • 8 –охладитель турбогенератора;
  • 9 – возбудитель;
  • 10 – патрубок подвода воды к охладителю;
  • 11- охладитель возбудителя;
  • 12 – маслопровод к подшипнику;
  • 13 – стойка подшипника;
  • 14 – термометр;
  • 15 – трубки для циркуляции воды в охладителе;
  • 16 – бандажные кольца обмотки статора;
  • 17 – бандажное кольцо ротора;
  • 18 – центробежный вентилятор;
  • 19 – фланец для соединения вала ротора с турбиной

4. Конструкция

Основные конструктивные элементы турбогенератора – это ротор и статор.

Ротор турбогенератора

Чтобы сформировалась высокая прочность, ротор турбогенератора выпускают в виде толстого цилиндра из сплошной стальной заготовки. В таком случае используют углеродистую сталь, как правило, марки «35» (в случаи малой нагрузки данного агрегата).

Ротор турбогенератора (рис.3) оснащен двумя рядами отверстий, расположенных вдоль первых обмоточных отверстий. Необходимо это, чтобы закрепить там специальные балансировочные грузы. Длина ротора турбогенератора существенно меньше его активных размеров.

ротор

Рисунок 3 – Общий вид ротора

  • 1 – контактные кольца;
  • 2 – кольцевые бандажи;
  • 3 – бочка ротора;
  • 4 – вентилятор;
  • 5 – вал

При частоте вращения порядка 3000 оборотов в минуту, ротор изготавливают диаметром в 1,2 метра. Обмотку делают из специальной полосовой меди с дополнительной присадкой серебра. Она удерживается в пазах благодаря дюралевым клиньям.

Для того, чтобы повысить тепловую стойкость ротора от воздействия на него обратных токов, сверху изоляции обмотки укладываются короткозамкнутые кольца, которые изготавливают в виде двухслойного медного гребенка.

Для повышения единичной мощности охлаждение турбогенератора делают более интенсивным, без существенного увеличения габаритов. Если нагрузка таких устройств превышает 50 Вт, то используют жидкое либо водородное охлаждение его обмоток.

Статор турбогенератора

Статор (рис.4) изготавливается из корпуса, в котором имеется сердечник с углублениями для установки в них обмотки. В основу сердечника входят слои, которые набираются из нескольких листов стали (электротехнической), дополнительно имеющих лаковое покрытие. Между этими слоями имеются специальные каналы для вентиляции (порядка 5 – 10 сантиметров).

В месте, где находятся углубления, обмотка закрепляется при помощи клиньев, а ее передняя часть укреплена на специальных кольцах. Располагается она с конца статора. Сам сердечник помещен в прочный сварной корпус, изготовленный из стали.

статор

Рисунок 4 – Общий вид статора

Возбуждающий режим (система возбуждения)

В виде основного такого метода служит бесщеточная система. Возбудитель закрытого типа обладает изолированной вентиляцией. Для турбогенераторов, производительность которых составляет 160 – 800 Мегаватт, используется тиристорная система, с самостоятельной активизацией. Сам возбудитель представляет собой синхронный трехфазный генератор переменного тока.

При помощи термопреобразователей осуществляется проверка теплового режима главных узлов, а также охлаждающей системы. Подсоединяются они к установке центрального управления.

Благодаря специальной аппаратуре можно осуществлять контроль давления, расход охлаждающей воды, дистиллята, следить за давлением масла и т.п. С ее помощью происходит непрерывное отслеживание всех изменений заданных параметров от нормы.

На данных агрегатах устанавливают и специальные системы защиты. Такая характеристика турбогенератора сообщает о снижении уровня воды, расходуемой в газоохладителе.

5. Диагностика турбогенераторов

Средний срок эксплуатации турбогенератора составляет 30 лет. Несложно представить, что за такой длительный период машина может выйти из строя полностью или частично, и по этой причине владельцы подобных агрегатов проводят тестирование и диагностику через определенные промежутки времени.

На данный момент существуют специальные компании, которые предлагают свои услуги в сфере обслуживания генераторов, также можно проводить испытания самостоятельно. Существуют некоторые различия между методами проведения проверки всех частей конструкций на исправность. Чтобы понять, какая диагностика турбогенераторов будет наиболее подходящей для того или иного предприятия, стоит детально изучить все методы.

Методы и способы проведения диагностики турбогенераторов

Диагностику генераторов проводят по таким методам:

  • Классические;
  • В эксплуатации под рабочим напряжением;
  • От постороннего источника напряжения.

Классический способ диагностики турбогенераторов

Это один самых давних, но далеко не самых удачных методов диагностики, который заключается в проверке машин в «шоковом» режиме и учете срока эксплуатации. При таких испытаниях диагностика турбогенераторов не только не дает ответы на самые основные вопросы (какие части нужно заменить и сколько еще проработает агрегат), но и может полностью вывести его из строя, что является весьма значимой статьей расходов.
Поскольку такой метод исследований очень опасный и малоэффективный, во многих странах мира его стараются заменить неразрушающими методами диагностики изоляции.

Мониторинг разрядной активности в контролируемой изоляции помогает не только точно установить все дефекты и поломки, но и классифицировать их по степени опасности. Исходя из этих данных проводится ремонт, обусловленный реальными потребностями машин.

Диагностика турбогенератора в эксплуатации под рабочим напряжением

Чтобы провести объективную оценку технического состояния генератора, лучше всего воспользоваться этим неразрушающим методом, а по его результатам определить, нужны ли испытания с посторонним источником напряжения. Диагностика турбогенераторов в этом случае осуществляется в несколько этапов. Первый из них заключается в том, что периодически проводятся замеры разрядной активности машины, этот процесс осуществляется при помощи специальных датчиков, установленных на торцевые щиты генератора, и подключенных к анализатору потока импульсов. На следующем этапе проводится замер разрядной активности, при этом меняется и активная и реактивная мощность.
На этом этапе можно выявить такие дефекты:

  • Проблемы в обмотке ротора или статора;
  • Ухудшение состояния железных пакетов;
  • Ослабление заклиновки стержней в пазах;
  • Ослабление вязок корзины;
  • Загрязнения в обмотке.

При обнаружении данных проблем проводится следующий этап мониторинга – объемная локация. На этой стадии диагностики удается выявить все дефекты, четко определить места их дислокации и классифицировать поломки. Проводятся подобные исследования при помощи специальных датчиков и осциллографа.

После проведения всех работ делается заключение, в котором указывается, можно ли эксплуатировать генератор, нужны ли проверка от постороннего источника напряжения и дальнейший ремонт машины.

Испытания турбогенераторов от постороннего источника напряжения

Этот метод исследований также проводится в несколько этапов. В первую очередь стоит провести разборку машины и оценить визуально все ее детали, сфокусировать внимание на следах истирания изоляции. Если таковые обнаруживаются, они отправляются на лабораторные исследования, которые помогают вычислить степень истирания.

Также стоит внимательно осмотреть защитное покрытие, по его состоянию можно сделать вывод касательно уплотнения подшипников и уровня эксплуатации машины. Далее проводится несколько измерений разрядной активности на каждой из обмоток. Это помогает находить стержни с дефектами и определять степень их опасности, возможность дальнейшей эксплуатации.

Диагностика турбогенераторов такими методами помогает наиболее точно определять уязвимые места, классифицировать их по степени опасности и проводить ремонт с учетом реальных потребностей агрегатов, а не технических рекомендаций.

6. Расшифровка

Таблица 1 – Расшифровка буквенных и цифровых обозначений наименования турбогенератора

1. Турбогенератор Т
2. Тип первичного двигателя
паровая турбина Г
газовая турбина В
3. Охлаждение
газовое Г
водородное В
форсированное Ф
Мощность, МВт [число]
Количество полюсов [число]

Примечание: буквенные обозначения в названии генератора записываются слитно, а числовые — через тире.

Примеры расшифровки наименований турбогенераторов:

  • Т-6-2 — турбогенератор мощностью 6 МВт с двумя полюсами;
  • ТП-12-2 — турбогенератор приводимый паровой турбиной, мощностью 12 МВт с двумя полюсами;
  • ТВС-30 — турбогенератор с водяным охлаждением, серия С, мощностью 30 МВт;
  • ТВ-60-2 — турбогенератор с водяным охлаждением, мощностью 60 и двумя полюсами;
  • ТВ2-100-2 — турбогенератор с водяным охлаждением, серия 2, мощностью 100 МВт, двумя полюсами;
  • ТВФ-63-2 — турбогенератор с водяным форсированным охлаждением, мощностью 63 МВт и двумя полюсами;
  • ТВВ-160-2 — турбогенератор с водородно-водяным охлаждением, мощностью 160 МВт и двумя полюсами;
  • ТГВ-300 — турбогенератор с газовым водородным охлаждением, мощностью 300 МВт.

Заключение

Турбогенераторы представляют собой генераторы синхронного типа, которые напрямую подсоединены к ТЭС. Турбины их работают на органическом топливе и поэтому обладают самыми высокими показателями экономичности. Особенно это касается большой частоты их вращения. Это генерирующее оборудование обеспечивает около 80 процентов суммарного мирового объема вырабатываемой электрической энергии.

Источник

ООО Энергия

В зависимости от рода первичного двигателя синхронные генера­торы делятся на турбогенераторы (с приводом от паровых или газовых турбин) и гидрогенераторы (с приводом от водяных турбин). Обозна­чения типов синхронных генераторов приведены ниже.

Турбогенераторы

Т

Г

В

В

Ф

Гидрогенераторы

С

Г

В

К

О

В

Ф

длина активной стали, см

Турбогенераторы выполняются с горизонтальной осью вращения. Диаметр ротора турбогенератора значительно меньше, чем его актив­ная длина, ротор обычно имеет неявнополюсное исполнение. Предель­ный диаметр ротора при частоте вращения 3000 об/мин по условиям механической прочности составляет 1,2–1,25 м. Активная длина рото­ра по условиям механической жесткости не превышает 6,5 м.

Стремление к увеличению единичной мощности турбогенераторов реализуется за счет внедрения более интенсивных способов охлажде­ния без заметного увеличения габаритных размеров. Турбогенераторы мощностью более 50 МВт изготавливаются с водородным или жидко­стным охлаждением обмоток. Основные технические данные турбоге­нераторов мощностью 60 МВт и более приведены в табл. 5.1.

Асинхронизированные турбогенераторы обладают возможностью обеспечивать устойчивую работу с глубоким потреблением и большим диапазоном регулирования реактивной мощности. Применение асин-хронизированных турбогенераторов основывается на тех же принци­пах, что и при выборе средств компенсации реактивной мощности дру­гих видов. Основные технические данные выпускаемых и разрабатыва­емых асинхронизированных турбогенераторов приведены в табл. 5.2.

Гидрогенераторы выполняются преимущественно с вертикальной осью вращения. Турбина располагается под гидрогенератором, и ее вал, несущий рабочее колесо, сопрягается с валом генератора с помощью фланцевого соединения. Так как частота вращения мала, а число полю­сов велико, ротор генератора выполняется с большим диаметром и срав­нительно малой активной длиной. Относительно небольшая частота вращения (60–600 об/мин в зависимости от напора воды) определяет большие размеры (до 20 м в диаметре) и массы (до 1500 т) активных и конструктивных частей гидрогенераторов. Как правило, гидрогенера­торы выполняются с вертикальным расположением вала. Исключение составляют гидрогенераторы с большой частотой вращения и капсуль-ные гидрогенераторы, которые выполняются горизонтальными. Основ­ные технические данные гидрогенераторов мощностью 52,4 МВт и бо­лее приведены в табл. 5.3.

Данные о мощности генераторов соответствуют их номинальному режиму работы. В часы максимума реактивной нагрузки иногда требует­ся работа генератора с пониженным cos (p. Длительная работа турбогене­ратора в режиме синхронного компенсатора с перевозбуждением допус­кается только при токе возбуждения не выше номинального. У генерато­ров с непосредственным охлаждением, как правило, cos 0,95–0,96. При повышении cos до 1,0 длительно могут работать только генерато­ры с косвенным охлаждением. Максимальная реактивная нагрузка гене­ратора при работе в режиме синхронного генератора с недовозбуждением определяется на основании тепловых испытаний и может быть оце­нена (для агрегатов 200 и 300 МВт) по рис. 5.1.

Полная мощность гидрогенератора, как правило, не зависит от cos и равна номинальной, если гидрогенератор приспособлен для работы в режиме синхронного компенсатора (режим работы определяется при выполнении проекта ГЭС).

В аварийных режимах допускается перегрузка генератора по токам статора и ротора согласно техническим условиям. Если в технических условиях соответствующие указания отсутствуют, кратковременные перегрузки по току статора принимаются по табл. 5.4. Данные по допу­стимой перегрузке по току ротора генераторов с непосредственным ох­лаждением приведены в табл. 5.5. Допустимая перегрузка генераторов с косвенным охлаждением обмоток определяется допустимой перегруз­кой статора.

Моменты инерции некоторых паровых турбин имеют следующие значения:

Источник

Читайте также:  Что такое суммарная выходная мощность колонок