Синхр.машины
|
1. Опишите конструкцию турбогенератора
Генератор состоит из двух ключевых компонентов - статора и ротора. Но каждый из них содержит большое число систем и элементов. Ротор - вращающийся компонент генератора и на него воздействуют динамические механические нагрузки, а также электромагнитные и термические. Статор — стационарный компонент турбогенератора, но он также подвержен воздействию существенных динамических нагрузок — вибрационных и крутящих, а также электромагнитных, термических и высоковольтных. Первоначальный (возбуждающий) постоянный ток ротора генератора подается на него с возбудителя генератора. Обычно возбудитель соосно соединён упругой муфтой с валом генератора и является продолжением системы турбина-генератор-возбудитель. Хотя на крупных электрических станциях предусмотрено и резервное возбуждение ротора генератора. Такое возбуждение происходит от отдельно стоящего возбудителя. Такие возбудители постоянного тока приводятся в действие своим электродвигателем переменного трехфазного тока и включены как резерв в схему сразу нескольких турбоустановок. С возбудителя постоянный ток подается в ротор генератора посредством скользящего контакта через щётки и контактные кольца. Современные турбогенераторы используют тиристорные системы самовозбуждения. Турбогенераторы для тепловых электрических станций имеют частоту вращения 3000 об/мин и два полюса, а для атомных станций - 1500 об/мин и четыре полюса. Ротор турбогенераторов выполняют массивным из цельной стальной поковки. Для роторов турбогенераторов большой мощности применяют высококачественную хромоникелевую или хромоникельмолибденовую сталь. По условиям механической прочности диаметр ротора при частоте вращения 3000 об/мин не должен превышать 1,2-1,25 м. Чтобы обеспечить необходимую механическую жесткость, активная длина ротора должна быть не больше 6,5 м. На наружной поверхности ротора фрезеруют пазы прямоугольной формы, в которые укладывают катушки обмотки возбуждения. Примерно на одной трети полюсного деления обмотку не укладывают, и эта часть образует так называемый большой зубец, через который проходит основная часть магнитного потока генератора. Иногда в большом зубце выполняют пазы, которые образуют вентиляционные каналы. Из-за больших центробежных сил, действующих на обмотку возбуждения, ее крепление в пазах производят с помощью немагнитных металлических клиньев. Немагнитные клинья ослабляют магнитные потоки пазового рассеяния, которые могут вызывать насыщение зубцов и приводить к уменьшению полезного потока. Пазы большого зубца закрывают магнитными клиньями. Лобовые части обмотки закрепляют роторными бандажами. Выводы от обмотки возбуждения подсоединяют к контактным кольцам на роторе. Вдоль оси ротора по всей его длине просверливают центральное отверстие, которое служит для исследования материала центральной части поковки и для разгрузки поковки от опасных внутренних напряжений. В турбогенераторах функцию демпферной обмотки выполняют массивное тело ротора и клинья. Напряжение и ток в обмотках ротора создает тиристорная система возбуждения или возбудитель - небольшой генератор на валу турбогенератора. Турбогенераторы имеют цилиндрический ротор, установленный на двух подшипниках скольжения, в упрощенном виде напоминает увеличенный генератор легкового автомобиля. Выпускаются 2-х полюсные (3000 об/мин), 4-х полюсные (1500 об/мин как на Балаковской АЭС), следовательно, имеют высокие частоты вращения и проблемы с этим связанные. По способам охлаждения обмоток турбогенератора различают: с водяным охлаждением (три воды), с воздушным и водородным (чаще применяются на АЭС). В зависимости от системы охлаждения турбогенераторы подразделяются на несколько типов: с воздушным, масляным, водородным и водяным охлаждением.
|
Синхр.машины
|
2. Опишите конструкцию гидрогенератора
Конструкция гидрогенератора определяется прежде всего потребностями гидротурбины, а они зависят от климата и погодных условий того региона, где находится гидроэлектростанция. Также важен напор воды в месте постройки. Поэтому под каждую отдельно взятую гидроэлектростанцию создаётся свой собственный гидрогенератор. Но у всех у них есть и общие части: ротор, статор, крестовины, подпятник и подшипники, которые составляют костяк конструкции. Там же устанавливаются промышленные воздухоохладители для охлаждения обмоток. Охладители так же используют воду для охлаждения нагревающихся трубок. Поэтому от того какая вода используется, химсостав и примеси, зависит и материалы, из которых изготавливается теплообменник. Может быть, как простая сталь и латунь, так и нержавейка или мельхиор если допустим используется вода с большим солесодержанием или морская.
На роторе закрепляются полюса с обмоткой постоянного тока. Ротор состоит из вала, на который насажена ступица, а также остова и обода с полюсами. Полюса ротора являются электромагнитами, которые, как и положено, состоят из металлического сердечника и токопроводящей обмотки. Полюса крепятся к ободу при помощи специальных хвостовиков, которые задвигаются в пазы на ободе и фиксируются при помощи клиньев.
Сам обод состоит из штампованных элементов, сделанных из листовой стали, толщиной 4-5 миллиметров. Такая конструкция называется шихтованным ротором. Сердечники полюсов делаются похожим образом, только толщина стали составляет 1,5-2 миллиметра. Концы обмоток подводятся к контактным кольцам, через которые подключается питание для ротора, или другими словами – возбуждение. Иногда используется щеточный аппарат гидрогенератора, который, однако, менее надежен. Нижняя часть обода, с торца, оснащается тормозным кольцом, к которому при необходимости прижимаются тормозные колодки. Вал агрегата, при небольшом диаметре, изготавливается обычно цельнокованым, включая фланец. Если речь идет о более массивных конструкциях, то вал вместе с фланцем вытачиваются из отдельных поковок на заводе, после чего заготовки свариваются в одно целое. Вал обычно изготавливается полым. Данная особенность помогает осуществлять контроль за качеством сварки на этапе производства, а при введении в строй в отверстии располагают маслопроводы от системы, предназначенной для разворота лопастей (поворотно-лопастные гидротурбины). Через отверстие в валу также подается воздух под колесо жестколопастной гидротурбины, что позволяет уменьшить пульсации от давления в потоке. Вторая часть гидрогенератора, принимающая участие в непосредственной выработке тока – это статор. Данный элемент является пассивным, то есть не вращается, в отличие от того же ротора. Для гидрогенераторов ГЭС, из-за условий транспортировки, изготавливается разборным – из 2-6 частей, которые соединяются фланцами и болтами. Статор располагается внутри кожуха. Состоит он также из сердечника и обмотки переменного тока – в принципе обмотки переменного и постоянного токов только и отличаются тем, какой ток по ним протекает, то есть строение у них одинаковое. Статор помещается в прочный металлический корпус, дающий агрегату устойчивость и защищающий от внешних механических повреждений. Обмотка у статора бывает катушечной или стержневой. Все катушки (три штуки) соединяются в определенной последовательности, создавая фазы обмотки статора.
Сердечник, с целью снижения индукционных потерь изготавливается из специальной электротехнической стали, высоколегированной, холоднокатаной. Он также является шихтованным и изготавливается из элементов толщиной 0,5 миллиметров. Данный элемент имеет определенный профиль, позволяющий удобно укладывать провода обмотки – конструкция также предусматривает наличие вентиляционных каналов, используемых для охлаждения установки. Корпус, в котором закреплен статор, монтируется на массивное бетонное основание через болтовые соединения. Ротор стоит на опорных конструкциях, которые состоят из подшипников, распорных домкратов и крестовин.
|
Синхр.машины
|
3. Дайте характеристику Рефтинской ГРЭС.
Географическое положение. Топливо. Энергетические объекты.
Технология получения электрической энергии.
Рефтинская ГРЭС — вторая по мощности тепловая электростанция в России (после Сургутской ГРЭС-2) и крупнейшая, работающая на твёрдом топливе. Расположена в Свердловской области, в 100 км северо-восточнее Екатеринбурга и в 18 км от г. Асбеста. Ежегодная выработка электроэнергии составляет около 20 000 млн кВт·ч.
Электростанция состоит из 6 энергоблоков по 300 МВт и 4 энергоблоков по 500 МВт, её установленная электрическая мощность составляет 3800 МВт, тепловая мощность — 350 Гкал/час. В качестве основного топлива на Рефтинской ГРЭС используется экибастузский каменный уголь. Доля вырабатываемой на Рефтинской ГРЭС электроэнергии от общего объёма потребляемой Свердловской областью электроэнергии составляет около 40 %.
Электростанция предназначена для энергоснабжения промышленных районов Свердловской, Тюменской, Пермской и Челябинской областей.
Топливо, поступающее на ГРЭС в виде угля, проходит систему топливоприготовления и сжигается в топке парового котла, нагревая питательную воду до состояния пара. Пар подается на лопатки паровой турбины и приводит ее во вращение. На одном валу с турбиной находится ротор электрогенератора, который преобразует механическую энергию турбины в электроэнергию. Через генераторный токопровод электроэнергия поступает на распределительные устройства и далее в единую энергосистему, а также в систему собственных нужд станции.
|
Синхр.машины
|
4. Дайте характеристику Саяно-Шушенской ГЭС.
Географическое положение. Параметры плотины.
Технология получения электрической энергии.
Саяно-Шушенская ГЭС является верхней в каскаде енисейских гидроэлектростанций и одной из крупнейших в мире: установленная мощность – 6,4 тысячи мегаватт и среднегодовая выработка – 24 миллиарда киловатт-час электроэнергии. В здании ГЭС размещено 10 радиально-осевых гидроагрегатов мощностью 640 мегаватт каждый.
Строительство станции началось в 1963 году. Первый гидроагрегат был запущен в декабре 1978 года. Возведение ГЭС полностью завершилось лишь в 2000-м. Через девять лет на станции произошла авария: тогда вышел из строя гидроагрегат № 2, его выбросило напором воды со своего места. Машинный зал и технические помещения под ним затопило, погибли 75 человек. Как позже установила комиссия, причиной аварии стал износ шпилек крепления крышки турбины.
Расположена на реке Енисее, на границе между Красноярским краем и Хакасией, у посёлка Черёмушки, возле Саяногорска.
Саяно-Шушенской ГЭС – бетонная арочно-гравитационная плотина, устойчивость и прочность которой обеспечивается действием собственного веса (на 60 %) и частично упором верхней арочной части в берега (на 40 %). Плотина имеет максимальную высоту 242 м, её верховая грань очерчена дугой с радиусом 600 м, ширина плотины по основанию — 105,7 м, по гребню — 25 м. Длина гребня плотины с учётом береговых врезок составляет 1074,4 м. Плотина врезана в породы левого и правого берегов на глубину 15 м и 10 м соответственно, в породы основания — на глубину до 5 м. В поперечном разрезе плотина выполнена в виде четырёх столбов бетонирования толщиной 27 м. В теле плотины размещены 10 продольных галерей (9 в первом столбе и одна — в третьем), служащих для размещения контрольно-измерительной аппаратуры (около 11 000 единиц), наблюдения за состоянием плотины и выполнения ремонтных работ; нижние галереи также служат для сбора и отвода дренажных и фильтрующихся вод и для обслуживания цементационной завесы в основании плотины; кроме того, в плотине на расстоянии 10—18 м от напорной грани выполнен дренаж. По условиям бетонирования и омоноличивания тела плотины её массив разделён радиальными швами на 68 секций шириной 15 м. Основание плотины укреплено площадной цементацией на глубину до 30 м; в основании устроена глубокая (до 100 м) цементационная завеса, сопрягающая завеса под верховой гранью (до 65 м), а также скважинный дренаж (максимальная глубина дренируемой зоны — 43 м, в русле размещено 268 дренажных скважин). Отметка гребня плотины находится на высоте 547 м, где расположена подпорная стенка со стороны верхнего бьефа. Низовая часть гребня с отметкой 542 м и шириной 9 м предназначена для технологического автодорожного проезда через плотину. С правого берега подъезд к гребню плотины осуществляется по открытой автодороге, с левого берега — по тоннелю длиной 1100 м и далее также по открытой автодороге вдоль ОРУ. Плотина разделяется на левобережную глухую часть длиной 252,8 м (секции 0—15), станционную часть длиной 331,8 м (секции 16—36), водосбросную часть длиной 189,6 м (секции 38—48) и правобережную глухую часть длиной 300,2 м (секции 49—67). Левобережная и правобережная части осуществляют сопряжение плотины с берегами. В чётных секциях станционной части размещены 10 водоприёмников ГЭС, переходящих в турбинные водоводы, идущие вначале в теле плотины, а затем - по её низовой грани. Водоприёмники ГЭС имеют пороги на отметке 479,0 м и могут перекрываться плоскими аварийно-ремонтными затворами, управляемыми гидроприводами. Сороудерживающие решётки водоприёмников выполнены по типу «корзинки», выступающей пятиугольным эркером за верховую грань плотины и поддерживаемой консолью с наибольшим вылетом 16 м. Сталежелезобетонные напорные водоводы имеют внутренний диаметр 7,5 м; толщина железобетонной облицовки — 1,5 м. В водосбросной части плотины размещены 11 эксплуатационных водосбросов с отметками порогов на входе 479,0 м.
Из водохранилища вода попадает в водоводы. Из водоводов вода попадает на турбины. Благодаря их вращению, приходят в движение генераторы, которые вырабатывают электроэнергию.
|
Синхр.машины
|
5. Чем отличается неявнополюсная конструкция ротора от явнополюсной?
Индукторы синхронных машин имеют две различные конструкции: явнополюсную или неявнополюсную. Явнополюсная машина отличается тем, что полюса ярко выражены и имеют конструкцию, схожую с полюсами машины постоянного тока. При не явнополюсной конструкции обмотка возбуждения укладывается в пазы сердечника индуктора, весьма похоже на обмотку роторов асинхронных машин с фазным ротором, с той лишь разницей, что между полюсами оставляется место, не заполненное проводниками (так называемый большой зуб).
В синхронных машинах применяют две различные конструкции ротора: неявнополюсную -- с неявно выраженными полюсами (рис. а) и явнополюсную - с явно выраженными полюсами (рис. б).
Двух- и четырехполюсные машины большой мощности, работающие при частоте вращения ротора 1500 и 3000 об/мин, изготовляют, как правило, с неявнополюсным ротором. Применение в них явнополюсного ротора невозможно по условиям обеспечения необходимой механической прочности крепления полюсов и обмотки возбуждения. Обмотку возбуждения в такой машине размещают в пазах сердечника ротора, выполненного из массивной стальной поковки, и укрепляют немагнитными клиньями. Лобовые части обмотки, на которые воздействуют значительные центробежные силы, крепят с помощью стальных массивных бандажей. Для получения приблизительно синусоидального распределения магнитной индукции обмотку возбуждения укладывают в пазы, занимающие 2/3 полюсного деления. Основными представителями неявнополюсных машин являются турбогенераторы, т.е. синхронные генераторы, предназначенные для непосредственного соединения с работающими на тепловых электростанциях паровыми турбинами. Явнополюсный ротор обычно используют в машинах с четырьмя полюсами и более. Обмотку возбуждения в этом случае выполняют в виде цилиндрических катушек прямоугольного сечения, которые размещают на сердечниках полюсов и закрепляют с помощью полюсных наконечников. Ротор, сердечники полюсов и полюсные наконечники изготовляют из листовой стали. В явнополюсных машинах полюсным наконечникам обычно придают такой профиль, чтобы воздушный зазор между полюсным наконечником и статором был минимальным под серединой полюса и максимальным у его краев, благодаря чему кривая распределения индукции в воздушном зазоре приближается к синусоиде. Явнополюсные синхронные машины с горизонтальным валом широко используются в качестве двигателей и генераторов, в частности так называемых дизель-генераторов, соединяемых с дизельными двигателями внутреннего сгорания.
|
Синхр.машины
|
6. Назовите десять крупнейших электростанций России и какова, на ваш взгляд, общая установленная мощность генераторов.
На 01.07.2021 года:
Саяно-Шушенская ГЭС (6400 МВт)
Красноярская ГЭС (6000 МВт)
Сургутская ГРЭС-2 (4800 МВт)
Братская ГЭС (4500 МВт)
Балаковская АЭС (4000 МВт)
Курская АЭС (4000 МВт)
Ленинградская АЭС (4000 МВт)
Усть-Илимская ГЭС (3840 МВт)
Рефтинская ГРЭС (3800 МВт)
Костромская ГРЭС (3600 МВт)
Общая установленная мощность генераторов – 44940 МВт
|
Синхр.машины
|
7. С какой целью все синхронные генераторы оснащаются
автоматическими регуляторами возбуждения?
Каковы причины изменения напряжения при нагрузке?
Для повышения устойчивости параллельной работы генератора с энергосистемой при наличии протяженных и сильно загруженных линий связи. Кроме того, автоматический регулятор возбуждения синхронного двигателя позволяет скомпенсировать неблагоприятное влияние на устойчивость увеличения значений Xd генераторов с непосредственным охлаждением обмоток.
При нагрузке генератора ток в обмотке статора не равен нулю и, следовательно, напряжение на зажимах генератора не равно э.д.с, так как в сопротивлении (активном и реактивном) обмотки статора возникает падение напряжения. Кроме того, токи, протекающие по обмоткам статора, создают поток реакции якоря, который воздействует на поток полюсов, так что при нагрузке магнитный поток не будет равен магнитному потоку полюсов при холостой работе генератора. Поэтому изменение нагрузки, т. е. тока в статоре генератора, будет вызывать изменение напряжения на зажимах генератора в случае, если ток в обмотке возбуждения остается неизменным.
|
Синхр.машины
|
8. С какой целью все синхронные генераторы оснащаются
автоматическими регуляторами частоты вращения?
Каковы причины изменения частоты вращения ротора при нагрузке?
Для увеличения возбуждения до максимального значения в момент снижения напряжения (например, при аварийных режимах).
|
Синхр.машины
|
9. Опишите конструкцию и схему обмотки статора. Почему для размещения обмотки предусматривают число пазов больше минимально необходимого?
Конструкция представляет из себя стальной цилиндрический магнитопровод, собранный из отдельных листов электротехнической стали. На внутренней поверхности магнитопровода имеются продольные пазы, в которых располагается обмотка статора. Обмотка статора является симметричной трехфазной обмоткой, т.е. три фазы обмотки одинаковы и расположены в пазах статора таким образом, что сдвинуты по окружности друг относительно друга на 1/3 часть периода.
|
Синхр.машины
|
10. С какой целью обмотку статора делают с укороченным шагом?
Для уменьшения амплитуды высших гармоник в кривой э.д.с, наводимой в обмотке статора. При укорочении шага обмотки несколько снижается длина вылета лобовых частей и общая длина секций, поэтому чаще всего обмотки заполняются укороченными. Кроме того, это благоприятно влияет и на коммутацию машины.
|
Синхр.машины
|
11. Какова конструкция обмотки возбуждения явнополюсного ротора?
Явнополюсный ротор синхронной машины имеет магнитопровод, расположенный на валу машины. К магнитопроводу крепятся полюса. На полюсах располагается электрическая обмотка ротора, называемая обмоткой возбуждения.
|
Синхр.машины
|
12. Какова конструкция обмотки возбуждения неявнополюсного ротора?
Неявнополюсный ротор синхронной машины имеет цилиндрический магнитопровод (сердечник) с продольными пазами на его поверхности. Обмотка возбуждения распределена в пазах сердечника ротора, выполненного из массивной стальной поковки, и укрепляют немагнитными клиньями, таким образом, что при питании постоянным током она создает постоянное магнитное поле. Лобовые части обмотки, на которые воздействуют значительные центробежные силы, крепят с помощью стальных массивных бандажей.
|
Синхр.машины
|
13. Зачем нужна демпферная обмотка в генераторе и двигателе
и где она размещается?
Демпферная обмотка - обмотка для успокоения электромеханических колебаний машины при переходных процессах; закладывается в полузакрытые пазы на наконечниках полюсов роторов синхронных явнополюсных машин. В генераторах она ослабляет влияние несимметричной нагрузки и снижает амплитуду колебаний ротора, возникающих в некоторых случаях при параллельной работе. В двигателях она является пусковой обмоткой, а также снижает амплитуду колебаний ротора при пульсации нагрузки. Демпферная обмотка электрических машин — это обмотка для успокоения электромеханических колебаний машины при переходных процессах; закладывается в полузакрытые пазы на наконечниках полюсов роторов.
|
Синхр.машины
|
14. Как изменятся параметры напряжения обмотки статора генератора
(величина, частота, форма, симметрия)
при уменьшении числа оборотов ротора в два раза?
Напряжение генераторов постоянного и переменного тока зависит от частоты вращения ротора, значения отдаваемого тока, магнитного потока возбуждения, сопротивления обмотки якоря (у генератора постоянного тока) и полного сопротивления обмотки статора (у генераторов переменного тока). Таким образом, для обеспечения постоянства напряжения генератора при изменении частоты вращения ротора необходимо обратно пропорционально частоте изменять магнитный поток.
|
Синхр.машины
|
15. Почему установившийся ток трехфазного короткого замыкания небольшой
и, как правило, меньше номинального?
Ток короткого замыкания, являясь даже малым по сравнению с номинальным током генераторов, обычно во много раз превышает номинальный ток ветви, где произошло короткое замыкание. Поэтому и при кратковременном протекании тока короткого замыкания он может вызвать дополнительный нагрев токоведущих элементов и проводников выше допустимого. Ток при коротком замыкании может превысить номинальный ток в цепи во много раз.
|
Синхр.машины
|
16. Как Вы считаете, какой ток больше -
однофазного или трехфазного короткого замыкания?
Наибольший установившийся ток в синхронной машине имеет место при однофазном коротком замыкании, а ток двойного однофазного короткого замыкания больше тока симметричного трехфазного короткого замыкания. В установившемся режиме ток однофазного КЗ может в 3 раза превышать ток трёхфазного. Вследствие этого нейтрали генераторов не заземляются.
|
Синхр.машины
|
17. Почему характеристика холостого хода носит нелинейный характер?
Нелинейность характеристики Х.Х. обусловлена насыщением магнитной цепи синхронного генератора (СГ), при достижении тока в обмотке возбуждения If значений, близких к номинальному. Возврат нисходящей ветви к характеристике Х.Х. не в нуль, связан с остаточной намагниченностью.
|
Синхр.машины
|
18. Почему в трансформаторе при номинальной нагрузке
напряжение изменяется лишь на несколько процентов,
а в синхронном генераторе практически снижается до нуля?
Это изменение происходит по двум причинам:
1. При протекании тока нагрузки по обмотке якоря создается вращающееся магнитное поле, т.е. свой магнитный поток якоря. Поток якоря и поток возбуждения вращаются с одинаковой частотой и создают, некоторый результирующий поток. В результате э.д.с. машины будет отличаться от э.д.с. при холостом ходе.
2. Внутренние падения напряжения в обмотке якоря - активное и реактивное. Эти падения напряжения возникают в синхронной машине по тем же причинам, что и в асинхронном двигателе и трансформаторе.
|
Синхр.машины
|
19. Чем уравновешивается вращающий момент турбины
генератора на ГРЭС и ГЭС?
Почему генератор не идет «в разнос»?
Вращающий момент турбины уравновешивается равным ему по величине, но противоположным по знаку тормозящим моментом турбогенератора. Вращающий момент паровой турбины определяется давлением, температурой и количеством пара, поступающего на лопатки, и глубиной вакуума в конденсаторе.
|
Синхр.машины
|
20. Как регулируется реактивная мощность генератора на станции?
Регулирование реактивной мощности синхронного генератора осуществляют путем изменения тока в обмотке возбуждения. Опыт регулирования реактивной мощности проводят при поддержании постоянной величины отдаваемой в сеть активной мощности P2. Вначале следует увеличить ток возбуждения до значения, при котором ток якоря повысится примерно до номинального.
|
Синхр.машины
|
21. Как регулируется активная мощность генератора на станции?
Для того чтобы синхронный генератор не терял запаса устойчивости при увеличении активной мощности, необходимо увеличивать ток возбуждения. Промышленные синхронные генераторы электрической энергии снабжены специальной регулирующей аппаратурой, с помощью которой при изменении активной мощности генератора обеспечивается требуемый запас устойчивости.
|
Синхр.машины
|
22. Как подключить мощный генератор к сети?
В зависимости от модели устройства автономного питания и схемы вводного щитка, подключение генератора к сети может несколько отличаться в деталях. Есть известные различия между ручным запуском и автоматическим, нюансы подключения одно и трехфазных генераторов. Первый способ — это подключение генератора к выделенной для этих целей группе потребителей. Другой способ — это использование перекидного рубильника, переключателя на три положения 1-0-2, то есть, в положении «1» нагрузка запитана от промышленной (городской) сети, Среднее положение рубильника «0» — нагрузка отключена, в положение «2» — нагрузка (дом) подключена к резервному источнику электричества, в данном случае это бензиновый, дизельный или газовый генератор.
|
Синхр.машины
|
23. Как изменится режим работы генератора после его подключения к сети методом точной синхронизации, если увеличить ток возбуждения?
Как изменится активная и реактивная мощность?
Если ток возбуждения генератора после синхронизации увеличен, то возникает ток , отстающей на 90°. Машина будет отдавать в сеть индуктивный ток и реактивную мощность. Если ток возбуждения генератора уменьшить, то возникает опережающий ток относительно статора . Машина будет отдавать в сеть емкостной ток и потреблять из сети реактивную мощность. Синхронные машины, работающие без возбуждения, называются реактивными. Они имеют небольшую мощность (несколько киловатт). Внешняя характеристика показывает, как изменяется напряжение на выводах генератора при изменении нагрузки.
|
Синхр.машины
|
24. Как изменится режим работы генератора после его подключения к сети методом точной синхронизации, если увеличить момент турбины?
Как изменится активная и реактивная мощность?
Ток в момент подключения генератора к сети равен нулю, если будут равны мгновенные значения напряжений сети и генератора. . На практике выполнение этого условия решается выполнением трех равенств: равенства напряжений сети и генератора ( = ); частот ωс = ωг. Совокупность операций при подключении генератора к сети называют синхронизацией. После включения генератора в сеть дальнейшая синхронизация частоты его вращения происходит автоматически. Генераторы большой мощности синхронизируют с помощью стрелочных синхроноскопов, работающих по принципу вращающегося магнитного поля. В этих приборах стрелка вращается с частотой в одну или другую сторону.
|
Синхр.машины
|
25. Изобразите схему замещения турбогенератора.
|
Синхр.машины
|
26. Изобразите U-образную характеристику генератора
на холостом ходу и при нагрузке.
|
Синхр.машины
|
27. Опишите действия машиниста блока тепловой электростанции для ввода генератора в номинальный режим работы.
Номинальный режим генератора — это такой режим, при котором он развивает номинальную мощность и в нормальных условиях должен работать в течение установленного заводом изготовителем срока службы. После ввода в действие первичного двигателя и достижения генератором номинальной частоты вращения необходимо: - убедиться в отсутствии постороннего шума и недопустимой вибрации. Ввод генератора в параллельную работу. Необходимые условия включения генератора в параллель. 1. Равенство э.д.с. вводимого генератора и напряжения работающего генератора - процесс синхронизации не должен вызывать отклонение параметров режима сети выше допустимых норм. Включение генераторов переменного тока на параллельную работу можно производить тремя способами: точной синхронизацией, грубой синхронизацией и самосинхронизацией.
|
Синхр.машины
|
28. Что произойдет с генератором, если внезапно исчезнет возбуждение
в результате обрыва цепи возбуждения?
При обрыве цепи обмотки возбуждения двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением исчезнет ток возбуждения и, следовательно, магнитный поток, создаваемый им. Останется лишь магнитный поток остаточного намагничивания, который составляет не более 3 - 5 % номинального потока.
|
Синхр.машины
|
29. С какой целью предусматривается форсировка возбуждения?
Форсировка возбуждения (ФВ) — быстрое повышение тока возбуждения для обеспечения надежной работы синхронной машины при авариях. ФВ срабатывает, как правило, при снижении напряжения на выводах генератора до 90–80% от номинального.
|
Синхр.машины
|
30. Как поведут себя генераторы станции при удаленных коротких замыканиях?
При малом удалении от генератора установившийся ток по отношению к начальному значению увеличивается.
При КЗ в удаленных точках напряжение генераторов можно считать неизменным и равным номинальному.
|
Синхр.машины
|
31. Почему при внезапных коротких замыканиях
токи статора многократно превышают номинальный уровень?
К каким негативным последствиям может привести ВКЗ?
При работе синхронного генератора внезапно может произойти короткое замыкание на его выводах. В первый момент короткого замыкания возникнет переходный процесс, который сопровождается появлением больших токов, в несколько раз превышающих их номинальное значение.
В результате возникновения короткого замыкания токоведущие части сильно перегреваются, что может привести к нарушению изоляции, а также возникновению больших механических усилий, способствующих разрушению частей электроустановок. При этом нарушается нормальное электроснабжение потребителей в неповрежденных участках сети, так как аварийный режим короткого замыкания в одной линии приводит к общему снижению напряжения.
|
Синхр.машины
|
32. Принцип действия автономного генератора.
Независимый от коммуникаций агрегат — идеальное решение для дачи. Он представляет собой компактную миниатюрную электростанцию, которая вырабатывает энергию независимо от внешних факторов. Единственное, что ей нужно, — топливо. Это может быть газ, солярка либо бензин, причем средний расход горючей смеси на создание 1 кВт в час не превышает пол-литра. Хозяин заправляет топливом бак. Оттуда оно переходит в камеру внутреннего сгорания, где загорается с помощью искры. Высвобождаемое при горении тепло постепенно преобразуется в электроэнергию. Одним словом, функционирование этого агрегата аналогично принципу работы автомобильного двигателя.
| |
Скачать 0.93 Mb.