Файл: Возбуждения 8.doc

Графическое определение тока ротора по спрямленной х. х. х.

Диаграмма для определения тока ротора по спрямленной х.х.х., представлена на рисунке 6.

Диаграмма строится в о.е. Напряжение статора U откладывается по оси ординат, направление тока I под углом φ_н к U, э. д. с. Е_q определяется как геометрическая сумма U и падения напряжения в со­противлении x_d·

Из начала координат проводится дуга, радиусом Е_q, до пересечения с осью ординат, далее на спрямленную х.х.х. и на ось абсцисс.

Из диаграммы определяетсяi_вн*(I)=2,21 о.е.,i_вн*(II)=2,55 о.е.

В именованных единицах i_вн, А

А,

А.

Погрешности при сравнении со справочным значением тока возбуждения составляют

,

.

Значение ЭДС за синхронным индуктивным сопротивлением, В

, (3)

В.

Значение угла нагрузки

.

5. Определение допустимости работы синхронного генератора в режиме компенсатора

Турбогенераторы могут работать в режиме синхронного компенсатора. Турбогенераторы используют как компенсаторы при продолжительном ремонте турбин или при низких технико-экономических показателях агрегатов, а также в часы наименьших нагрузок энергосистем.

Генераторы чаще работают в режиме перевозбужденного синхронного компенсатора с выдачей реактивной мощности в сеть, когда потребители находятся вблизи электростанции. В таком режиме генераторы могут работать неограниченное время. В часы наименьших нагрузок, а также в тех случаях, когда электростанция связана с потребителями длинными линиями электропередачи, возникает необходимость использования генераторов в режиме недовозбужденного синхронного компенсатора (при токах возбуждения меньше тока холостого хода) с потреблением реактивной мощности из сети. Возможность продолжительного использования генераторов в таком режиме должна быть доказана для каждого отдельного случая.

---

Турбогенератор может работать в режиме синхронного компенсатора вместе с турбиной и без неё. Однако в первом случае создаются опасные перегревы лопаток турбины. Для их устранения, а также для уменьшения активной мощности, потребляемой из сети, целесообразно отсоединять генератор от турбины путём расцепления соединительной муфты. При необходимости создания в системе вращающегося резерва, а также при чередовании работы агрегата в режиме генератора и режиме синхронного компенсатора генератор оставляют соединённым с турбиной. В этом случае охлаждение лопаток турбины производят путём пропуска небольшого количества пара, определяющего наименьшую допустимую активную мощность (технический минимум), с которой может длительно работать турбина и соответственно турбогенератор. Эта мощность зависит от типа и мощности турбины и примерно равна 10-20% её номинальной мощности.

Пуск агрегата, работающего в режиме синхронного компенсатора совместно с турбиной, производят так же, как и при работе в режиме генератора – путём подачи пара в турбину. После включения генератора в сеть количество пара, поступающего в турбину, уменьшают до допустимого значения и генератор переходит в режим синхронного компенсатора.

При использовании турбогенератора для работы в режиме синхронного компенсатора без турбины может быть применён асинхронный пуск непосредственно от сети или путём частотного пуска от специально выделенного для этой цели турбогенератора [2, § 20-11].
Для определения допустимого тока статора генератора, работающего в режиме синхронного компенсатора, при условии, что ток ротора не превысит номинального, необходимо воспользоваться насыщенной спрямлённой характеристикой холостого хода (кривая II рисунка 6).

По оси абсцисс откладывается ток возбуждения в номинальном режиме i_в.ном=2,61, затем он наносится на спрямлённую характеристику и на ось ординат. В режиме синхронного компенсатора генератор отдаёт реактивный ток, то U и Е_q совпадают, а допустимый ток статора равен, о.е

---

(4)

.

В именованных единицах, кА

кА.

6. 1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   16

---

Критерии допустимости асинхронного и несимметричного режимов работы генератора

1. Асинхронный режим работы

Асинхрон­ный режим возникает вследствие полной или частичной потери возбуждения генератора. Полная потеря возбуж­дения происходит в случаях: ошибочного отключения АГП, обрыва или к. з. в силовой цепи обмотки возбуж­дения генератора, повреждения возбудителя или эле­ментов схемы цепей возбуждения и т. д.

Частичная потеря возбуждения может произойти в случае работы турбогенератора без автоматического регулятора возбуждения и неправильных действий пер­сонала при перераспределении активных и реактивных нагрузок между ним и другими работающими генера­торами, при некоторых повреждениях в цепях возбуждения ит.д.

Физический процесс перехода в асинхронный режим происходит в следующей последовательности: при исчез­новении или значительном уменьшении тока в обмотке возбуждения генератора уменьшаются магнитный поток возбуждения и соответствующий ему синхронный элек­тромагнитный момент на валу турбогенератора. При некотором значении тока возбуждения значение син­хронного электромагнитного момента становится мень­ше вращающего момента турбины и генератор, продол­жая оставаться в сети, выпадает из синхронизма. Для поддержания магнитного поля генератор начинает по­треблять намагничивающий ток из сети. Вследствие нарушения равновесия между вращающим моментом турбины и электромагнитным (тормозным) моментом генератора начинает увеличиваться частота вращения турбоагрегата выше синхронной. Регулятор турбины при этом уменьшает впуск пара в турбину и стремится со­хранить нормальную частоту вращения вследствие чего активная нагрузка турбоагрегата несколько сни­жается.

Увеличение частоты вращения турбоагрегата приво­дит к тому, что ротор генератора вращается быстрее, чем магнитное поле статора, и в роторных контурах возникают переменные токи, имеющие частоту скольже­ния sf. Взаимодействие наведенных в контурах ротора токов с основным потоком статора создает асинхронный электромагнитный момент на ;валу генератора, тормозя­щий ротор. Установившийся асинхронный режим насту­пает при равенстве асинхронного электромагнитного момента и момента вращения турбины, генератор -в этом режиме выдает в сеть активную и потребляет из сети реактивную мощность.

---

Активная нагрузка, при которой наступает устано­вившийся режим, определяется характеристикой регу­лирования турбины и значением асинхронного момента генератора.

Сохранение в работе турбогенератора, потерявшего возбуждение, возможно только в тех случаях, когда в энергосистеме существует необходимый резерв реактивной мощности, обеспечивающий поддержание напря­жения в узловых точках энергосистемы.

Допустимая длительность асинхронных режимов работы турбогенераторов зависит от их конструктивных особенностей. Генераторы с косвенным охлаждением вне зависимости от охлаждающей среды могут работать в асинхронном режиме не более чем 30 мин с нагрузкой до 0,6 номинальной. Для генераторов с непосредствен­ным охлаждением допустимая длительность работы в асинхронном режиме без возбуждения устанавливает­ся на основе специальных испытаний или конкретных указаний в директивных материалах, при этом должна быть также установлена допустимость этого режима на сеть.

В случаях появления признаков повреждения маши­ны или если генератор до потери возбуждения работал с замыканием на землю в цепях возбуждения, при пере­ходе в асинхронный режим его следует немедленно отключать от сети.

Колебания токов, напряжений и мощности на турбогенераторе, работающем в асинхронном режиме, возни­кают из-за проворотов ротора относительно поля стато­ра.

При асинхронном режиме турбогенератора его ротор движется неравномерно, что обусловлено пульсацией асинхронного момента, вызывающей колебания активной мощности.

Меньшую неравномерность частоты враще­ния имеют турбогенераторы при асинхронном режиме с разомкнутой обмоткой ротора, когда он практически симметричен, большую — с обмоткой ротора, замкнутой на резистор (самосинхронизации и др.). В последнем случае в момент прохождения тока в обмотке возбуж­дения через нуль ротор получает резкое ускорение, по­скольку тормозящий асинхронный момент, создаваемый токами, наведенными в роторных контурах, в этот момент имеет минимальное значение. С появлением тока в обмотке возбуждения и увеличением отдаваемой активной мощности ротор тормозится, при уменьшении активной мощности вновь получает ускорение.

---