Синхронные генераторы
Лекция 4: «Синхронные генераторы».
Мощности электрических систем, электростанций и агрегатов непрерывно увеличиваются. Экономически это целесообразно, так как при этом уменьшаются капиталовложения и издержки производства электрической энергии. В настоящее время мощность наиболее крупного паротурбинного агрегата с частотой вращения 3000Об/мин достигла 2000МВт, а мощность наиболее крупного гидроагрегата 640МВт. Изготовление паротурбинных генераторов такой большой мощности оказалось возможным только за счёт значительного увеличения плотности тока в обмотках статора и ротора и коренного измерения систем охлаждения. Воздух заменён водородом и водой, обладающими лучшей теплоотводящей способностью. Прежняя косвенная(поверхностная) система охлаждения заменена форсированной (непосредственной), при которой охлаждающая среда циркулирует через внутренние полости проводников обмотки статора и ротора.
А) Турбогенераторы.
Турбогенератор ТГ представляет собой быстроходную горизонтальную электрическую машину с неподвижным статором и вращающимся не явнополюсным ротором. Большая частота вращения ТГ обусловлена тем, что с её повышением возрастает экономичность работы паровых турбин и уменьшаются габариты турбин и генераторов. В соответствии с частотой переменного тока с частотой 50Гц промышленность изготовляет в основном
 |
двухполюсные ТГ с номинальной частотой вращения 3000Об/мин.
Где : Р - число пар полюсов генератора;
n - номинальная частота вращения ротора генератора, Об/мин.
Для ТГ используется стандартная шкала номинальных мощностей:
Обратите внимание на лекцию "21 Природоохранные мероприятия при строительстве скважин".
2,5; 4; 6; 12; 32; 63; 110; 160; 220; 320; 500; 800; 1000; 1200; 1600; 2000МВт.
Статор ТГ имеет стальной корпус, который с торцов закрыт сварными щитами. Корпус ТГ с водородным охлаждением должен быть герметичным и механически прочным. Сердечник статора состоит из отдельных пакетов, собранных с целью уменьшения вихревых токов из изолированных лаком листов стали толщиной 0,5 мм. В машинах небольшой мощности используется горячекатаная сталь, а в генераторах мощностью свыше 100МВт- холоднокатаная электротехническая сталь. Последняя имеет повышенную магнитную проницаемость и меньшие удельные потери. Для охлаждения стали статора пакеты имеют аксиальные каналы и отделены друг от друга радиальными вентиляционными каналами. В ТГ с поверхностным, воздушным, водородным охлаждением проводники ротора и статора имеют сплошное сечение, а в ТГ с непосредственным охлаждением водородом или водой стержни набирают из проводников сплошного сечения и полых проводников, внутри которых циркулирует водород или вода. Для изоляции стержней друг от друга и от корпуса используют непрерывную (компаундированную) изоляцию класс В с tдоп=120°С. В настоящее время для изоляции используются классы F, G, H с tдоп до 180°С на основе использования асбеста, стекловолокна и кремнийорганических соединений.
Ротор ТГ устанавливают на 2-х подшипниках скольжения, имеющих принудительную смазку под давлением. Из-за значительных механических напряжений роторы ТГ изготавливают из цельной поковки. На поверхности бочки ротора фрезеруют пазы, в которые укладывают обмотку возбуждения генератора ОВГ. Пазы закрывают клиньями из немагнитных материалов.
Обмотка ОВГ с помощью токопровода соединяется с контактными кольцами. В крупных машинах ввиду больших токов возбуждения и необходимости размещения большого количества щёток.
Б) Гидрогенераторы.
Гидрогенераторы ГГ относятся к числу тихоходных электрических машин. Их номинальная частота вращения изменяется в пределах от нескольких десятков до несколько сотен оборотов в минуту. Это связано с изменением напора и расхода воды в створе реки. В зависимости от расположения вала гидрогенераторы делят на вертикальные и вертикальные. В зависимости от месторасположения опорного подшипника (подпятника) вертикальные ГГ подразделяются на ГГ подвесного и зонтичного типа. ГГ с горизонтальным расположением вала используются на равнинных реках с напором до 10 м. ГГ имеют явнополюсный ротор, который внешне представляет собой пустотелое колесо большого диаметра, состоящего из остова и обода. На ободе располагают полюсы с ОВГ. Чем меньше частота вращения ГГ, тем больше полюсов необходимо навесить на обод. Поэтому тихоходные ГГ имеют большие размеры по сравнению с быстроходными. В связи с большими размерами гидрогенератора, последний имеет поверхностную замкнутую воздушную систему охлаждения.
