Режимы работы электрооборудования

Построение диаграммы мощности генератора, карта его допустимых нагрузок. Определение остаточного напряжения на шинах собственных нужд блока КЭС при самозапуске электродвигателей, от ненагруженного и предварительно нагруженного резервного трансформатора.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

1. Построение диаграммы мощности генератора

В процессе эксплуатации турбогенератор часто работает с коэффициентом мощности, отличным от номинального значения. Поэтому правильное представление о допустимых нагрузках и определяющих их факторах при отклонении коэффициента мощности от номинального имеет большое значение.

При длительной работе турбогенератора, c cosц отличным от номинального, нагрев обмоток ротора и статора не должен превышать температуры нагрева обмоток генератора при работе с номинальными параметрами.

Наиболее наглядное представление о возможных режимах работы генератора, с коэффициентом мощности отличным от номинального, дает диаграмма мощности, представляющая собой зависимость длительно допустимой активной мощности от реактивной при изменении cosц.

В общем случае диаграмма мощности строится для ненасыщенной машины и состоит из пяти зон:

- зона ограничивающая нагрев обмотки ротора;

- зона ограничивающая нагрев обмотки статора;

- зона ограниченная максимальной мощностью турбины;

- зона ограниченная нагревом торцевых частей и крайних пакетов стали статора;

- зона ограниченная устойчивостью параллельной работы генератора.

Первая зона может быть построена с использованием известного значения ОКЗ (отношение короткого замыкания), для генератора ТВВ-320-2 из таблицы 2.1 [2] . Значение ОКЗ откладываем по оси - Q_г* влево от начала координат (точка О`) рисунок 1.1.

Из начала координат под углом ц_ном к оси активной мощности Р_г* проводим прямую, на этой прямой отмеряем отрезок ОА принимая его за полную мощности генератора. Для генератора ТВВ-320-2 по таблице 2.1 [2] cosц_ном = 0,85, ц_ном = 31,7⁰, полная мощность S_ном =353 МВА. Граничная линия первой зона, в этом случае, будет дуга окружности радиусом О`А.

Вторая зона строится радиусом полной мощности генератора, отрезок ОА.

Третья зона сроится в зависимости от максимальной мощности турбины. Для станции типа КЭС принимаем к установке турбину К-300-240-2 [3] с максимальной мощностью 320 МВт. По отношению к полной мощности генератора мощность турбины составляет 0,91 отн. ед., на током расстоянии от начала координат проводим прямую линию перпендикулярную оси Р_г*, которая и будет являться граничной линией третьей зоны.

Четвертая зона строится по значениям потребляемой реактивной мощности генератором, в режиме недовозбуждения, при соответствующих значениях выдаваемой активной мощности. Данные приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Допустимая потребляемая реактивная мощность генератора в режиме недовозбуждения

Тип генератора	Допустимая потребляемая мощность Мвар, при активной нагрузке, %Рном
	100	95	90	80	60	40
ТВВ-320-2	80	88	95	108	125	135

Для построения пятой зоны из точки О` восстанавливаем перпендикуляр. Произвольным радиусом (не превышающем активную мощности генератора) проводим дугу с центром в точке О`. От точки пересечения дуги с перпендикуляром отмеряем отрезок KN` равный 0,1 отн. ед. Точка пересечения дуги и прямой проведенной через точку N`, параллельно оси Q_г*, является первой точкой граничной линии пятой зоны, точка N. Остальные точки определяются аналогично.



Рисунок 1.1 - Диаграмма мощности ненасыщенного турбогенератора ТВВ-320-2.

На данной диаграмме дуга АВ является граничной линией первой зоны, ограниченной нагревом обмотки ротора; дуга ВС - вторая зона, ограниченная нагревом обмотки статора; отрезок СD - третья зона, ограниченная мощностью турбины; кривые DE и FJ - участки четвертой зоны, обусловленные нагревом торцевых частей и крайних пакетов стали статора; кривая EF - пятая зона, ограниченная устойчивостью параллельной работы генератора. Область недопустимых нагрузок заштрихована.

трансформатор генератор напряжение электродвигатель

2. Карта допустимых нагрузок генератора

В процессе эксплуатации генератора постоянно возникает необходимость в определение допустимых нагрузок с учетом изменения давления и температуры охлаждающего агента, коэффициента мощности и напряжения на выводах генератора, причем изменятся могут сразу несколько приведенных параметров. Использование в этом случае диаграмм мощности не представляется возможным ввиду сложности ориентации в большом количестве кривых построенных для отклонения различных параметров генератора характеризующего его режим работы.

Наибольшее распространение в практике эксплуатации для определения допустимых режимов работы перевозбужденного генератора получила так называемая карта допустимых нагрузок, позволяющая одновременно учесть отклонение температуры охлаждающего агента и напряжения на выводах генератора.

Карта допустимых нагрузок должна быть построена на основании тепловых испытаний генератора. До тепловых испытаний карта допустимых нагрузок может быть построена по следующим рекомендациям, в соответствии с таблицей 3.3 [4]:

1) в диапазоне температур охлаждающего агента 41 - 45 ⁰С токовая нагрузка статора снижается на 1,5% на каждый градус изменения температуры;

2) в диапазоне температур 46 - 50 ⁰С токовая нагрузка статора снижается на 2% на каждый градус изменения температуры;

3) в диапазоне температур 51 - 55 ⁰С токовая нагрузка статора снижается на 3% на каждый градус изменения температуры.

В соответствии с этими рекомендациями и необходимостью коррекции тока статора при отклонении напряжения от номинального значения, в соответствии с таблицей 3.5 [2], карта допустимых нагрузок для генератора ТВВ-320-2 (по таблице 2.1 [2] для данного генератора U_ном = 20 кВ, I_ном = 10200 А) имеет следующий вид:

Таблица 2.1 - Карта допустимых нагрузок генератора ТВВ-200-2АУ3.

обмотка	Uном., кВ	допустимый ток, А, при температуре охлаждающего газа, 0С
		40	41-45	46-50	51-55
статор	18,4	9056	8377	7471	6113
	20	8625	7978	7116	5822
	21,8	8194	7579	6760	5531

3. Определение остаточного напряжения на шинах собственных нужд блока КЭС при самозапуске электродвигателей

В соответствии с эксплуатационным циркуляров Э-6/73 для успешного самозапуска электродвигателя собственных нужд начальное напряжение на шинах собственных нужд должно составлять U_нач.* ? 0,6·U_ном.

Первичная схема собственных нужд блока КЭС показана на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 - Схема собственных нужд блока КЭС.

Расчет остаточного напряжения на шинах собственных нужд от ненагруженного резервного трансформатора

Начальное напряжение на шинах СН при самозапуске от ненагруженного резервного источника питания (резервного трансформатора СН) производится по формуле

(3.1)

где U_с.* - относительное напряжение источника U_с.* = 1,0 - 1,1;

х_У - суммарное сопротивление цепи питания, Ом;

k_i - коэффициент, учитывающий уменьшение пускового тока самозапускающихся двигателей;

I_п. - суммарный пусковой ток заторможенных двигателей, А;

U_ном.дв - напряжение питания двигателей, В.

Коэффициент, учитывающий уменьшение пускового тока при самозапуске опреде...