1598005515-d093afe08eb90b4a146980eea5b04540 (811223), страница 28
Текст из файла (страница 28)
тором и его первичным двигателем, Отношение величины момента, переданного валу, к величине всего момента,в первом приближении равно отношению махового момента первичного двигателя к маховому моменту всего агрегата. Поскольку у ветродвигателей момент инерции вращающихся частей во много раз превосходит момент инерции генератора, на вал ветродвигателя будет передаваться почти весь момент вращения, возникающий при самосинхронизации. 3 — угол сдвига вектора э.
д. с. Е„относительно вектора напряжения У. Рекомендуемая при самосинхронизации форсировка возбуждения должна обеспечить напряжение возбудителя, равное 75 — 100%' его напряжения прн номинальном режиме генератора. Тогда максимальный синхронный момент по величине значительно больше реактивного, и величина допустимого избыточного момента может определяться только из условия (4-4). Следует отметить, что форсировка возбуж~дени~я при самосинхрониэации оказывает благоприятное влияние на характер переходного процесса, сокращая длительность и глубину посадки напряжения, особенно когда мощность подключаемого генератора соизмерима с мощностью системы.
Вместе с тем при значительном увеличе. нии возбуждения возможно возникновение качаний, что снижает эффект, достигаемый благодаря форсировке возбуждения Важное значение по соображениям прочности конструкции имеет наибольшая величина момента вращения, возникающего при самосинхропизации.
Приближенно у генератора, не имеющего успокоительных обмоток, этот момент, называемый ударным, составляет: Обычно включение генератора ветроэлектрэстанции в сеть производится во время разгона агрегата. Харакгер разгонных характеристик зависит от настройки регулятора ветродвигателя, а также скорости ветра в период разгона. На рис, 4-5 представлены возможные разгонные характеристики ветроагрэгатов при скорости ветра, постоянной в процессе пуска, Кривая 1 соответствует настройке регулятора ветродвигателя на пониженную скорость вращения ех,(ех„, кривая 2 — на по- Рнс. 4-5. Разгонные характеристики.
вышенную е,)а„и кривая 3 — на номинальную скорость вращения ехн. Наиболее простой и быстрой явилась бы самосинхро~низация при пуске ветроагрегата по нормальной разгонной характеристике 3, если ускорение при подходе к поминальной скорости вращения в" не выходит за пределы, допускаемы~е по условиям самосннхроннзации, Однако для ветродвигателей с центробежно-аэродинами ческим стабилизаторным регулированиемэтот способ пуска применен быть не может, так как в конструкции регуляторов не предусмотрена возможность изменять на ходу предварительное натяжение пружины (уставку) регулятора.
В самом деле, в случае затяжки пружины регулятора для поддержания скорости вращения, равной синхронной, ветродвигатель в момент синхронизации будет работать на характеристике, соответствующей углу поворота стабилизаторов р, определяе~мому моментом потерь холостого хода и скоростью ветра, В дальнейшем !84 прн синхронной работе центробежны~й регулятор несможет проявить своего действия. Ручное же регулирование путем воздействия на муфту отводки, начиная с,момента включения, будет возможно лишь в сторону уменьшения нагрузки. Таким образом, ветродвигатель будет работать по характеристикам, соответствующим углу )3, фиксированному в момент синхронизации. Поскольку этот угол будет заведомо отличаться от нормального, соответствующего расчетным характерн|стикам, ветродвигатель не сможет развить полной мощности, определяемой скоростями ветра.
При пуске по сниженной разгонной характеристике1 после достижения агрегатом скорости вращения оь требуется, увеличивая натяжение пружинны регула~эра, начиная с точки а', обэопечить медленное повышение скорости вращения до момента включения генератора в сеть (точка б'). Таким образом, и в этом случае необходимо и~меть воэможность менять на ходу предварительное натяжение пружины (уставку) регулятора. При настройке регулятора на скорость вращения вые ше номинальной 2 ветродвигатель после синхронизации сможет развить номинальную мощность.
Причем это оправедливо и для двигателей с цэнтробежно-аэродинамическим регулированием, так как теперь угол стабилизатора до и в пределах синхронной скорости вращения не меняется и может оставаться равным первоначально установленному нормальному углу. Однако при подходе к номинальной скорости вращения (точка в') практически при любой рабочей скорости ветра неизбежно наличие избыточного момента той или иной величины, исключающего успешную самоои~нхронизацию. В связи с этим при пуске по повышенной разгонной характеристике,дав ветродвигателю разбежатыся до числа оборотов начала регулирования со,, необходимо затем воздействовать на уставку регулятора (если это предусмохрено в его конструкции) или на муфту останова (у двигателей с центробежно-аэроди|намическим регулированием) и, начиная с точки ан медленно снижать скорость врашения вет.
роагрегата до момента включения генератора в сеть (точка б'). Быстрым и надежным для ветродвигателей с центробежно-аэродина~мическпм регулированием является пуск ветродвигателя по снижеетным а~эродинамичеоким харак- !85 Теристикам (кривая 4), перенеся начало регулирования на скорость вращения вьгше синхронной ( ыз)гг„), что прн параллельной работе позволит ветроагрегату развить номинальную мощность. Процесс пуска в целом' будет протекать следующим образом: применяемые на ветроэлектростанциях ветродвигатели быстроходного типа обладают малым начальным пуоковы~м моментом, поэтому они пускаются по наилучшей аэродинамической характеристике.
Этим обеспечиваются требуемый начальный пусковой момент на ветроколесе и большая величина ускорения агрегата в начале разбега. После того как ветродвигатель в процессе раз~бега пройдет число оборотов, соответствующее минималнному моменту его моментной характеристики (точка г рис. 4-5), воздействием на муфту останова ветродвнгатель переводится на соответствующие сниженные аэродинамические характеристики в зависимости от наблюдаемой скорости ветра и медленно подводится к номинальной скорости вращения с последующим включением (точка б).
После осуществления самосинхронизации система регулирования ветродвигателя переводятся всостоя~ние, обеспечивающее возможность режима, нормальной параллельной работы. 4-3. ВЫ~БОР РАСЧЕТНОЙ МОШНОСТИ ВЕТРОАГРЕГАТА При параллельной работе одноагрегатной ветроэлектрической станции через синхронный генератор вертикаль на рабочей характеристике М,=г'(п) определяет аэродинамический режим ветродвигателя.
Установившиеся режимы при различных скоростях ветра определятся пересечением рабочих характеристик ветродвигателя Л4,=)(и) с вертикальной характеристикой генератора. При изменении скорости ветра ветродвигатель работает при переменном значении числа модулей где гг — угловая скорость ветроколеса; Л вЂ” его радиус; о — скорость ветра. Г88 Годовая выработка ветроэлектрической станции (ВЭС) определяется выражением: где Р— мощность на валу ветродвигателя; в ч — к.
п, д. ВЭС, учитывающий потери при передаче мощности от вала ветродвигателя до зажимов генератора 1 — соответствующие повторяемости скоростей ветра, взятые в относительных единицах, причем 7„ — повторяемость при скоростях ветра, рав*г ной и болыпей расчетной; Т вЂ” общее число часов в году (8760).
Определение годовой выработки по выражению (4-8) хотя и будет наиболее точным, но вместе с тем и доста- точно громоздким. Проведение расчетов следует начинать с выбора вели- чины расчетной скорости ветра, определяющей, как из- вестно, расчетную мощность ветроэлектрического агре- гата Р,г, В районах с нормальным ветровым режимом — сред- негодовые скорости ветра в пределах от 4,5 до 6 зг/сек— величину расчетной скорости ветра обычно принимают равной 1,6 — 1,8 среднегодовой. Число часов иопользова- пия установленной мощности составляет при этом ве- личину порядка 0,2 в относительных единицах. С увели- чение~м среднегодовой скорости ветра влияние высоких скоростей на годовую выработку будет относительно повышаться.
Это служит основанием к относительному увеличению расчетной скорости в районах с большими среднегодовыми скоростями ветра о (ог )6 мгсек), ко- торая теперь принимается равной 1,8 — 2,1 среднегодовой, Задача выбора режима работы ветродвигателя,т.е. его скорости вращения, соответствующей синхронной ско- рости вращения генератора, подчиняется соображению получения наибольшей выработки энергии за определен- ный период, обычно за год. Выбранный таким образом режим получает название наивыгоднейшего аэродина- мического и находится на основе вариантных расчетов.
Расчеты следует начинать с режима, при котором ветродвигатель развивает расчетную мощность при наи- большем значении коэффициента использования энергии 187 ветра или близком к нему. Рэс !етная (номинальная) скорость вращения генератора определится из выражения (см. ф 1-4): зол„~ (4-9) где о — расчетная скорость ветра; Е„ — нормальная (номинальная)модульность, соответствующая максимальному значению коэффициента использования энергии ветра 1„,„, (берется по безразмерной аэродинамической характеристике ветродвигателя (см.
8 1-3); л' — радиус ветроколеса. Теперь расчетная мощность ветродвигателя может быть подсчитана по выражению Р„„=0,0004810'о'1 1мвт]. При других скоростях ветра, меньших расчетной, мощность на валу ветроколеса Р„ подсчитывается по тому же выражению, причем необходимое значение коэффициента, использования 'энергии ветра ветродвигателя 1 при данной скорости ветра о находится следующим образом.
Для каждой скорости ветра о из выражения (4-9) находятся значение модульности Л и соответствующее ему значение 5 по безразмерной аэродинамической характеристике ветродвигателя. Далее по (4-8) определяется годовая выработка А. Подсчет годовой выработки по указанной схеме проводится для ряда значений скорости вращения в пределах -~-20з от выбранной первоначально. Теперь при скорости ветра, принятой вначале за расчетную, мощность ветродвигателя снижается. Для сохранения прежнего значения расчетной ~мощности Р, необходимо увеличить расчетную скорость ветра.
По значенням годовой выработки ВЭС, полученным при разной скорости вращения ветродвигателя, следует построить график А= =1(а). Наибольшее значение выработки ВЭС определит наивыгоднейший аэродинамический режим работы и соответствующую скорость вращения ветродвигателя, 4-4. РЕЖИМ НОРМАЛЬНОЙ РАБОТЫ Особенностью .ветроэлектричеакой установки с синхронны~м генератором, жестко соедвнонным с ветродвигателем, является то, что на вал генератора непрерывно !88 передаются пульсации ~энергии ветра, воспринимаемой ветроколесом.
Поэтому режим нормальной работы ветроэлектрического агрегата сопровождается колебаниями. Нарушение равенства мощностей, являющееся причиной начала переходного процесса, вьввано изменением мощности ветродвигателя и в первый момент не сопровождается изменением электромагнитного состояния Изменение электромагнитного состояния машины последует далее, при 1)О, за счет изменения фазы э. д. с. Ем как результат относительного перемещения ротора на угол б, к зависит, таким образом, от инерции вращающихся масс.
Непосредственным результатом изменения угла б в переходном режиме явится возникновение добавочного тока в цепи якоря. При ~этом в цепи возбуждения (из-за инерции магнитного потока) будут индуктироваться токи, характер изменения которых будет полностью зависеть от того, как быстро и на какую величину изменяется величина угла б.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
