МД Иванова А.Н. 2017 г. (1190666), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Со времени установки в 1985 г. на энергоблоке № 10 Бурштынской ГРЭС опытно-промышленного образца АС-турбогенератора, АСТГ-200 был подвержен комплексу испытаний и исследований, позволивших проверить практически все свойства таких генераторов и подтвердить достоверности выполненных расчетов и теоретических сведений. Генератор работал:
- в режимах глубокого потребления реактивной мощности - до 205 МВА при нагрузке 50 МВт, (угол нагрузки
эл. град.);
- с управлением как по асинхронизированному принципу;
- с синхронным возбуждением от основной тиристорной и от резервной (электромашинной) систем;
- с одной обмотке возбуждения;
- в длительных неуправлямых (с короткозамкнутыми обмотками возбуждения) и в управляемых асинхронных режимах со скольжением ротора [19].
Высокая динамическая устойчивость АСТГ- 200 доказана испытанием внезапного трехфазное короткое замыкание длительностью 0,2 с на шинах 330 кВ при работе на выделенную линию 30 км и опытом эксплуатации в режимах выдачи и потребления реактивной мощности при различного рода возмущениях в энергосистеме.
Габариты асинхронизированного генератора незначительно отличаются от габаритов синхронного генератора (до 15 %), стоимость на 10 – 15% выше, чем у синхронных. Несмотря на структурные особенности, надежность АСТГ превышает надежность синхронного турбогенератора [7].
В таблице 1.3 приведены соотношения веса синхронной и асинхронизированной машин и их частей [19].
Таблица 1.3 – Соотношение веса составных частей асинхронизированного и синхронного генератора
| Вес асинхронизированного генератор – двигателя, т | Вес синхронного генератор – двигателя, т | |
| Статор | 290 | 270 |
| Ротор | 480 | 420 |
| Дополнительные части | 80 | 70 |
| Общий вес | 850 | 760 |
ОАО «Электросила» спроектировало АСГ мощностью 110-350 МВт типа Т3ВА с полностью водяным охлаждением и мощностью 110-160 МВт типа Т3ФА с полностью воздушным охлаждением. В декабре 2003 г. введен в эксплуатацию АС-турбогенератор типа Т3ФА-110 мощностью 110 МВт.
В таблице 1.4 приведены основные данные синхронного и асинхронизированного генераторов серии «ТЗВ» (синхронного) и «ТЗВА» (асинхронизированного)
В таблице 1.5 приведены параметры асинхронизированного ТЗВА-320 и синнхронного ТЗВ-320 генераторов в относительных единицах [28].
Таблица 1.4 – Основные технические данные турбогенераторов серии «ТЗВ» и «ТЗВА»
| Тип генератора | Номинальная активная мощность, МВт | Полная мощность, МВА | КПД, % | Напряжение, кВ | Частота вращения, об/мин | Общий вес, т | Вес ротора, т | Вес статора, т |
| ТЗВА-110-2УЗ | 110 | 116 | 98,3 | 10,5 | 3000 | 196 | 35,2 | 132 |
| ТЗВ-110-2УЗ | 110 | 137,5 | 98,6 | 10,5 | 3000 | 171 | 33,5 | 132 |
| ТЗВА-220-2УЗ | 220 | 231,6 | 98,6 | 15,75 | 3000 | 243 | 44,5 | 169 |
| ТЗВ-220-2УЗ | 220 | 258,8 | 98,8 | 15,75 | 3000 | 233 | 42,4 | 169 |
| ТЗВА-320-2УЗ | 320 | 336,8 | 98,7 | 20 | 3000 | 288 | 55 | 206 |
| ТЗВ-320-2УЗ | 320 | 376,5 | 98,8 | 20 | 3000 | 268 | 49,5 | 206 |
Таблица 1.5 – Параметры генераторов ТЗВА-320 и ТЗВ-320
| Параметр | ТЗВА-320 | ТЗВ-320 |
|
| 0,18 | 0,175 |
|
| 0,11 | 0,089 |
|
| 2,54 | 2,21 |
|
| 0,00258 | 0,00258 |
|
| 0,00132 | 0,00151 |
|
| 0,0038 | 0,0038 |
|
| 0,062 | 0,062 |
|
| 6,8 | 2,865 |
Ввод в эксплуатацию АСГ на ТЭЦ-22 ОАО «Мосэнерго» обусловлен существенными изменениями уровней напряжения электрических сетей 110- 500 кВ ввиду суточных и сезонных колебаний нагрузки, причем сложности поддержания напряжения на необходимом уровне усугубляются в связи с:
- положением ОАО «Мосэнерго» внутри ОЭС Центра, превышение уровней напряжения в сетях 500 кВ которого связаны с режимами работы крупнейших станций (Конаковской ГРЭС, Калининской АЭС, Рязанской ГРЭС, Костромской ГРЭС и т.д.);
- отсутствием устройств компенсации реактивной мощности линий электропередачи 220 кВ;
- наличием знасительного количества кабельных связей;
- преобладанием в составе генерирующего оборудования теплофикационных станций, сезонный состав оборудования и электрическая мощность которых в значительной степени определяются тепловыми нагрузками.
Для АСГ Т3ФА-160 мощностью 160 МВт, были измерены электрические, температурные и вибрационные параметры генератора во всей области допустимых режимов, получена асинхронная характеристика работы генератора с закороченными обмотками возбуждения. Было подтверждено, что генератор может работать в этом режиме без ограничений по времени и нести нагрузку до 62 МВт с потреблением реактивной мощности –78 МВА. Персоналом ТЭЦ-22 было разработано устройство автоматической разгрузки турбины при аварийном переходе генератора в асинхронный режим. В результате генератор за 28 с разгружается со 110 МВт до 62 МВт и остается в работе с номинальным током статора. Непосредственно сразу после перехода перегрузка по току статора достигает 56 %. В нормальных рабочих режимах АС-турбогенератор Т3ФА-110 энергоблока № 8 работает параллельно с синхронными турбогенераторами энергоблоков № 7 (ТВФ-100) и № 10 (ТВВ-320), выдавая мощность на шины 220 кВ подстанции «Чагино», и участвует в поддержании задаваемых диспетчером уровней напряжения на этих шинах. При этом, если необходимо для понижения до заданного уровня напряжения уменьшать суммарную выдачу реактивной мощности, а синхронные турбогенераторы блоков № 7 и № 10 уже переведены на минимальную безопасную выдачу реактивной мощности (5 – 20 МВА), то АС-турбогенератор Т3ФА-110 переводится в режим потребления реактивной мощности. В целом, после ввода в эксплуатацию турбогенератор Т3ФА-110 энергоблока № 8 ТЭЦ-22 с 22 декабря 2003 г. по 18 февраля 2005 г. отработал 8187 ч и выработал 633891 тыс. кВтч электроэнергии. Таким образом, испытаниями и опытно-промышленной эксплуатацией первого в России АС- турбогенератора Т3ФА-110 мощностью 110 МВт полностью подтверждены все его заявленные возможности.
«Мосэнерго» сделан крупный шаг в решении важной для Единой энергетической системы проблемы – внедрения нового энергетического оборудования, способного не только генерировать электрическую энергию с высокой надежностью, но и эффективно участвовать в процессе нормализации уровней напряжения в электрических сетях. Перспективы внедрения АС-турбогенераторов в ЕЭС России рассматриваются на научно-техническом совете ОАО «Инженерный Центр ЕЭС» [19].
В таблице 1.6 Приведены технические характеристики асинхронизированных генераторов серий «АСТГ» и «ТЗВА»
Таблица 1.6 – Технические характеристики генераторов серий «АСТГ» и «ТЗВА»
| Наименование параметра, характеристики | Единицы измерения | Тип генератора | |||
| АСТГ-200 | ТЗВА-110 | ТЗВА-220* | ТЗВА-320* | ||
| Мощность | МВт | 200 | 110 | 220 | 320 |
| Номинальное напряжение статора | кВ | 15,75 | 10,5 | 15,75 | 20,0 |
| Коэффициент мощности: | |||||
| при выдаче реактивной мощности | 0,85 | 0,85 | 0,85 | 0,85 | |
| при потреблении реактивной мощности | 0,85 | 0,85 | 0,85 | 0,85 | |
| Ток статора | А | 9470 | 7560 | 9490 | 10870 |
Окончание таблицы 1.6
| Частота вращения | об/мин | 3000 | 3000 | 3000 | 3000 |
| Максимальная потребляемая реактивная мощность: при при | Мвар | 124 235 | 68 129 | 136 259 | 186 353 |
| Максимальная длительная нагрузка в длительном асинхронном режиме (при потребляемой реактивной мощности) | МВт (Мвар) | 150 (180) | 84 (98) | 174 (192) | 228 (269) |
* Разрабатываются
Все достоинства АСГ справедливы и для гидроэлектрических станций (ГЭС) и гидроаккумулируюищх электростанций (ГАЭС), что доказано опытом эксплуатации АСГ (50 Мвар, 40 МВт) на Иовской ГЭС. Важным свойством АСГ, актуальным для ГЭС и ГАЭС является возможность длительно работать при отличной от синхронной частоте вращения (ЧВ), с выйгрышем в КПД при работе в диапазоне изменения напоров от 0,5 до 1,5 номинальных.
Из зарубежного опыта следует, что за счет изменения ЧВ низконапорных гидротурбин при существенных колебаниях напора можно добиться значительного повышения выработки электроэнергии (до 6%) только при условии работы турбины постоянно в режиме поддержания максимума КПД без ограничений по мощности и расходу. При значительных изменениях нагрузки работа с переменной ЧВ при постоянном напоре может способствовать весомому улучшение экономических показателей.
Изменение частоты вращения агрегатов ГАЭС в зависимости от режима работы и напора целесообразно для повышения их экономичности, а также для возможности автоматического регулированию частоты в энергосистеме посредством АСГ. Применение для этой цели преобразователя частоты в комплекте с синхронным генератором, экономически неэффективно из-за высокой стоимости преобразователя, мощность которого должна принимается такой же, как и мощность самого генератора. Более целесообразен в данном случае АСГ, мощность преобразователя частоты которого составляет 15 – 20% от мощности самой машины.
, c
















