Режимы работы синхронных генераторов, рабочие характеристики генераторов

Рекомендуемые файлы

Техническое задание
Инженерия требований и спецификация программного обеспечения
FREE

Маран Программная инженерия
Программаня инженерия
FREE

Голицынский. Грамматика. Сборник упражнений. (7-е издание) (2011)
Английский язык
FREE

Учебный план для ИУ3, ИУ4, ИУ5, ИУ6, ИУ7, РК 6, РЛ6, МТ4, МТ8, МТ11, СМ13
Физика
FREE

Сопромат “Построение эпюр внутренних силовых факторов», задачи 1,3,4,5,6,9,11
Сопротивление материалов

Курсовой проект 114 А Проектирование и исследование механизмов поворота хобота и схвата манипулятора
Теория механизмов машин (ТММ)

Активное сопротивление токам прямой последовательности r1 равно активному сопротивлению фазы обмотки якоря r.

Так как rмного меньше xd или xq обычно принимают полное сопротивление прямой последовательности Z1 = r1 + jx1jx1.

Токи обратной последовательности якоря образуют магнитное поле обратной последовательности, вращающееся по отношению к статору с синхронной частотой n1 в направлении, противоположном вращению ротора. Магнитный поток Фа2 обратной последовательности индуктирует в короткозамкнутой демпферной обмотке и обмотке возбуждения, замкнутой через якорь возбудителя, ЭДС и токи двойной частоты. Индуктированные в замкнутых контурах ротора токи вытесняют поток Фа2 из магнитопровода ротора на пути потоков рассеяния. Поэтому индуктивное сопротивление обратной последовательности х2 невелико и определяется в основном магнитной проводимостью для потоков рассеяния статора и ротора.

В машинах с демпферной обмоткой силовые линии поля обратной последовательности якоря замыкаются также как магнитное поле якоря при сверхпереходном процессе (рис. 6.2 и 6.5). В зависимости от положения осей потока Фа2 и осей d и q ротора сопротивление х2 меняется от х //d до х //q. Поэтому в синхронных машинах с демпферной обмоткой и массивными ротором или полюсами среднее сопротивление обмотки якоря токам обратной последовательности

.                                   (8.1)

В соответствии со схемами замещения обмотки якоря при сверхпереходном процессе (рис. 6.2 и 6.5) сопротивление х2 немного больше сопротивления рассеяния якоря хσ. Физически это объяснимо наличием небольшой составляющей взаимоиндукции обратносинхронного потока Фа2 с контурами ротора. В турбогенераторах х*2 = 0,135–0,25; в гидрогенераторах с демпферной обмоткой и синхронных компенсаторах х*2 = 0,15–0,35.

В явнополюсных машинах без демпферной обмотки поток Фа2 вытесняется из магнитопровода ротора только токами, индуктированными в обмотке возбуждения, то есть демпфирующее действие контуров ротора снижается и поток Фа2 больше, чем в машинах с демпферной обмоткой. Поэтому сопротивление х2 заметно больше сопротивления рассеяния хσ.

Обратно синхронный поток Фа2 при совпадении его оси с осью d ротора замыкается подобно магнитному полю якоря при переходном процессе (рис. 6.3). Если ось потока Фа2 совпадает с осью q, поток Фа2 замыкается также, как поперечный поток взаимоиндукции Фаq якоря (рис. 3.1, а).

В этом случае среднее сопротивление обратной последовательности

                             (8.2)

и составляет в генераторах без демпферной обмотки х*2 = 0,35–0,6.

Активное сопротивление обратной последовательности якоря r2 определяется потерями мощности в обмотках статора и ротора, вызванными током обратной последовательности и потоком Фа2. Поэтому r2 немного превышает r1 = r. Обычно r2 много меньше x2 и часто принимают полное сопротивление обратной последовательности якоря Z2 = r2 + jx2 jx2.

Асинхронные режимы в электрических системах. Установившийся асинхронный режим.

Асинхронными называют такие режимы работы генератора или двига­теля, при которых скорость вращения роторов значительно отклоняется от синхронной.К асинхронным режимам относятся:

— работа синхронной машины на шины, где синхронная скорость ω0 отлична от скорости ωэтой машины;

асинхронный пуск двигателей или синхронных компенсаторов;

Популярные статьи  Кабель греющий для кровли

— самозапуск двигателей;

— ресинхронизация после нарушения устойчивости;

— самосинхронизация генераторов;

автоматическое повторное включение с самосинхронизацией (АПВС) или без контроля синхронизма (АПВбС);

— асинхронный пуск двигателей и компенсаторов.

В асинхронном режиме вектор ЭДС синхронной машины, выпавшей из синхронизма, вращается относительно вектора ЭДС машин, работающих синхронно.

Существует три причины перехода генератора в асинхронный режим:

1)Потеря возбуждения.

При потере возбуждения падение синхронной мощности вызывает небаланс моментов, и ускорение машины так как .

Одновременно возникает электромагнитная асинхронная мощность, которая после исчез­новения синхронной мощности уравновешивает момент турбины и наступает установившийся асинхронный режимпри ω >

ω0.

Режимы работы синхронных генераторов, рабочие характеристики генераторов

В таком режиме некоторые машины могут работать до 0,5 ч и нести до 70% нагрузки.

2)Потеря статической устойчивости.

Режимы работы синхронных генераторов, рабочие характеристики генераторов

Рис. 3.18. Переход на асинхронный режим в результате потери

статической устойчивости при Р0= Рmax.

3)Потеря динамической устойчивости.

При наличии синхронного и асинхронного момента скорость машины меняется синусоидально вокруг среднего значения ωа.

Режимы работы синхронных генераторов, рабочие характеристики генераторов

Рис. 3.19. Характер процесса при потере динамической устойчивости.

В асинхронном режиме предельная активная мощность, которую может отдавать турбогенератор, обычно ограничивается 50—70% от номинальной мощности из-за возрастания тока статора, а мощность, которую может отда­вать современный крупный гидрогенератор 30—50%. Кратковременно ее можно повысить, допустив перегрузку по току статора. Возможность асин­хронного хода и его длительность зависят от типа генератора и условий ра­боты системы. Турбогенератору при потере возбуждения разрешается рабо­тать в асинхронном режиме до 15—30 мин, без потери возбуждения несколь­ко меньше. Если за это время восстановить синхронную работу не удается, то турбогенератор должен быть отключен от сети. Длительность работы гидрогенераторов в асинхронном режиме более кратковременна (3…4 мин). Асинхронный ход (установившийся асинхронный режим), недо­пустим в тех случаях, когда при его появлении потери в роторе оказываются больше номинальных, а ток статора больше 1,1·Iном

Стандартизация синхронных генераторов

Исторически, синхронные генераторы, изготавливавшиеся на территории Российской Федерации, проектировались в соответствии с требованиями ГОСТ 183-74 «МАШИНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВРАЩАЮЩИЕСЯ. Общие технические условия» и ГОСТ 14965-80 «Генераторы трехфазные синхронные мощностью свыше 100 кВт. Общие технические условия».

ГОСТ 183-74 частично учитывал требования и имел структуру, соответствующую стандарту МЭК 34-1:1969, однако налагал более жесткие требования на характеристики продукции. ГОСТ 14965-80 не имел аналогичного по структуре и жесткости требований документа в других системах стандартизации и задавал дополнительные требования к синхронным генераторам дизель-генераторных агрегатов мощностью более 100 кВт.

В переходный период, производились попытки заменить данные стандарты на стандарт ГОСТ Р ИСО 8528-3-2005 «Электроагрегаты переменного тока с приводом от двигателя внутреннего сгорания. Генераторы переменного тока», который соответствовал стандарту ISO 8525-3, однако данная попытка не была удачной, так как вновь введенные стандарт практические не предъявлял требований к продукции, а кроме того, существенно опирался на другие документы системы стандартизации ISO, не имеющие аналогов в системе ГОСТ Р. В связи с этим, группа стандартов ГОСТ Р ИСО 8528 постепенно была заменена на отдельные стандарты, более соответствующие требованиям к характеристикам продукции и системе стандартизации, действующим на территории Российской Федерации.

С учетом развития стандарта МЭК 34-1 и порядка применения государственных стандартов на территории Российской Федерации, были введены в действие ГОСТ Р 52776-2007 «МАШИНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВРАЩАЮЩИЕСЯ. Номинальные данные и характеристики» и ГОСТ Р 53471-2009 «Генераторы трехфазные синхронные мощностью свыше 100 кВт. Общие технические условия», которые являются развитием соответствующих стандартов ГОСТ 183-74 и ГОСТ 14965-80.

Традиционно, европейские производители ориентируются на требования стандарта МЭК 60034-1 «Вращающиеся электрические машины – Часть 1: Номинальные данные и технические характеристики» и МЭК 60034-22 «Машины электрические вращающиеся – Часть 22: Генераторы переменного тока для генераторных установок с приводом от поршневых двигателей внутреннего сгорания».

Популярные статьи  Как устроены генераторы постоянного и переменного тока

Изготовители, действующие на территории США, Канады, Мексики, Бразилии и других стран западного полушария в большей степени ориентированы на рынок США, на территории которого действует стандарт ассоциации NEMA MG-1.

Изготовители стран, ориентированных на экспорт, таких как Индия, Китай и Корея, ориентируются на стандарты МЭК 60034-1 и MG-1.

Перечисленные выше стандарты обладают определенной унификацией в части структуры требований к синхронным генераторам, однако налагают на электрические машины условия различной степени жесткости, в соответствии с потребностями национальных хозяйств.

В связи с тем, что на рынок Российской Федерации попадают синхронные генераторы изо всех частей света, рассмотрим более подробно и сравним требования различных стандартов.

Синхронные машины. Конспект лекций

Сохрани ссылку в одной из сетей:

причем напряжения этихфаз U

иjU сдвинуты по фазе на 90°. В подобнойдвухфазной системе взаимная индукциямежду фазами отсутствует и явления поосямd иq можно рассматривать незави­симо другот друга. В результате вместо однойсхемы замещения для симметричнойасинхронной машины для синхронноймашины получаем две схемы замещения -одну для продольной и другую дляпоперечной оси.

При наличии успокоительной илипусковой обмотки (рис. 2, а и б) в схемедля продольной оси имеются две вторичныецепи, как и у двухклеточного асинхронногодвигателя, а в схеме для попереч­нойоси –

Рис 2, а

Рис 2, б

одна вторичная цепь. Приотсутствии указанных обмоток (рис. 2, ви г) количество вторичных цепей уменьшаетсяна еди­ницу. На схемах рис. 2 принятоrа=

0 и не учи­тываютсяпотери в стали статора. При наличии вцепи возбуждения доба­вочногосопротивления (на­пример, сопротивленияга­шения поля) его величина должнавключаться вrf Воснове рассмотрения явлений согласнорис. 1 и 2 лежит представле­ние одвухфазной маши­не. Поэтому сопротивле­ниясхем рис. 2 также следовало бы считатьэкви­валентными сопротивлени­ямидвухфазной машины. Однако, чтобы избежатьвведения в рассмотрение

Рис 2,в

Рис 2,г

новых параметров, будемпредполагать, что сопротивления,фигу­рирующие в схемах рис. 2, представляютсобой параметры m-фазноймашины.

Асинхронные режимы различных видовсинхронных машин.

При потере возбуждения синхронныегенераторы переходят в асинхрон­ныйрежим и их скорость вращения будетувеличиваться до тех пор, пока не наступитравенство между движущим моментом навалу и электромагнитным моментом машины.При этом машина будет потреблять изсети намагничивающий ток

и отдавать в сеть активнуюмощность.

При малыхскольжениях поверхностный эффект втеле ротора турбогенератора проявляетсяслабо и поэтому глубина проникнове­ниятоков велика. В результате активноесопротивление тела ротора мало и моментдостигает весьма большой величины ужепри малых скольжениях.

Ввиду относительноблагоприят­ных характеристик Ma=f(s) на электростанциях разрешаетсякратковременная работа (до 30мин) турбогенераторов васинхронном ре­жиме при условии, чтопотери в рото­ре и статоре не превышаютпотерь при номинальном режиме ипотребле­ние реактивной мощности сточки зрения режима работы энергосистемыдопустимо. В течение указанного вре­мениможно устранить неисправности в системевозбуждения, перевести турбогенераторна резервное возбуж­дение или перевестинагрузку на другие турбогенераторы илистан­ции. Использование возможностира­боты турбогенераторов в асинхронномрежиме позволяет увеличить надежностьэнергоснабжения потребителей.

Асинхронные характеристикигидрогенераторов значительно менееблагоприятны. Гидрогенераторы имеютшихто­ванные полюсы, и успокоительныеобмотки во многих случаях у нихотсутствуют. При отсутствии успокоительнойобмотки мощ­ность в асинхронном режимеразвивается только за счет токов,индуктируемых в обмотке возбуждения.

Активное сопротивление успокоительнойобмотки велико, и в этом случае моментMa

при малых s также мал.

Поэтому гидрогенераторыне могут развивать значительной мощностив асинхронном режиме, успокоительнаяобмотка быстро нагревается, и есливосстановление возбуждения в течение10—15 сек

невозможно, то их нужно отключать отсети.

Все синхронные двигателиимеют пусковые обмотки и обычно пускаютсяв ход как асинхронные двигатели, причемобмотка воз­буждения замкнута черезразрядное, или гасительное, сопротивле­ние rг= (5 — 10) rf

Популярные статьи  Установка бытовых электроприборов на кухне

или замкнута накоротко. Пуск с разомкнутойобмоткой возбуждения недопустим, таккак при этом может прои­зойти повреждениеее изоляции. Скольжение невозбужденногодвигателя изменяется при пуске от s= 1 до s= 0,05, когда включается ток возбужденияи двигатель втягивается в синхронизм.

Кривые М, = f

(s) синхронных двигателей представленына рис.. Момент, развиваемый обмоткойвозбуждения, достигает максимальногозначения при малых скольжениях, вособенности, когда rг= 0, так как rfмало, а относительно велико.

Наоборот, момент,развиваемый пусковой обмоткой, достигаетмаксимума при s=

0,3 — 0,4, так как активноесопротивление этой обмотки значи­тельнобольше и рассеяние меньше. При расчетекривых было принято, что сопротивлениеобмотки якоря ra= 0.

Проектирование и изготовление синхронных генераторов

Система постановки продукции на производство в Российской Федерации отличается от аналогичных систем, применяемых в других странах. Отличие, прежде всего, заключается в наличии так называемых Технических условий на изготовление продукции, документа, определяющего основные параметры, которым должно соответствовать изготовленное изделие.

Объем и содержание Технических условий определяются ГОСТ 2.114-95 «Единая Система Конструкторской Документации. Технические условия». В соответствии с положениями ГОСТ 2.114-95, ТУ является неотъемлемой частью конструкторской или другой технической документации на продукцию, а при отсутствии документации должны содержать полный комплекс требований к продукции, ее изготовлению, контролю и приемке. При этом ТУ подлежат согласованию между изготовителем и заказчиком и без такого согласования недействительны.

Таким образом, со времен начала развития промышленного производства в СССР, а затем в Российской Федерации, система производства и заказа продукции основывается на Технических Условиях (ТУ). Такой подход на долгие годы возложил ответственность за достижение параметров назначения продукции на изготовителя изделия и закрепил методы контроля за добросовестностью изготовителя.

В свою очередь, потребителю не было нужды беспокоиться о том, что изготовитель изготавливает свою продукцию не в соответствии с требованиями заказчика, оговоренными в согласованных ТУ.

В условиях мировой рыночной экономики, зарубежный изготовитель уже не имеет жестких обязательств по достижению параметров назначения своей продукции, которые были бы определены системой постановки продукции на производство и, в общем и целом, зарубежный производитель может изготавливать свою продукцию с отклонениями от заявленных характеристик без существенных для себя юридических последствий.

Веяния рыночной экономики отражены в Федеральном Законе Российской Федерации № 184-ФЗ от 27.12.2002 г. «О техническом регулировании», который вводит понятие технических регламентов на отдельные виды продукции. В соответствии с Федеральным Законом № 184-ФЗ от 27.12.2002 г., технические регламенты устанавливают минимально необходимые требования, обеспечивающие безопасность продукции. Одновременно с введением понятия технического регламента, Федеральный Закон «О техническом регулировании» устанавливает добровольный характер применения документов в области стандартизации.

Соответственно, контроль за добросовестностью изготовителя в условиях рыночной экономики возлагается уже не на систему стандартов, в том числе и в области постановки продукции на производство, ее изготовления, испытаний и приемки, а на институты рыночной экономики, то есть на потребителей и различные ассоциации. Такая ситуация имеет полное право на существование, но возлагает ответственность за соответствие продукции параметрам назначения в большей степени на потребителя продукции. На первый план в таком случае выходит история деятельности того или иного изготовителя и доверие потребителей к изготовителю, торговой марке или бренду.

Оцените статью
Добавить комментарии

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: