1598005515-d093afe08eb90b4a146980eea5b04540 (811223), страница 30
Текст из файла (страница 30)
момента ветродвигателя при параллельной работе . с сетью связанного с ним синхронного генератора. Разрешение вопроса о регулировании мощности вет- * роэлектричепкой станции для предотвращения ее пере- . грузки возможно в нескольких направлениях: 194 1. Центробежно-аэродинамическое стабилизаторное регулирование системы проф, Г, Х. Сабинина и ~проф. Н, В.
Красовского, применяемое в СССР на ветродвигателях стабнлизаторного хи~па 0-18 и )э-30, позволяет непосредственно осуществить регулирование ВЭС в режиме параллельной работы толь~ко в случае работы со станцией равной мощности. В общем же случае параллельной работы оио должно быть дополнено устройством, воздействующим на установку углов стабилиэаторов в условиях работы при постоянной скорости вращения. Такое устройство получило название огравичите1ля момента. До настоящего времени законченной конструкции ограничителя еще не создано. ,2. На ветродвигателе типа 1-1)-18 применено аэродинамическое регулирование аоворото~м вбей лопасти под вйздейотвивм.силы давления относительного потока, набегающего на лопасть.
Правильно функционирующий регулятор такого ветродвигателя .способен во многих слу. чаях предохранить ВЭС от перегрузок в режиме параллельной работы. Метод расчета такого регулятора дан инж. К. П. Вашкевичем 1Л. 51 Опытная эксплуатация ветроэлвктричеокой станции 1-11-18 при ~параллельной работе с дизельной электростанцией практически равной мощности, проведенная ЦАГИ, показала успешную работу системы репулираеання. Диаграммы работы ветровлектрической станции 1-П-18 при регулировании показаны на рнс. 4-7.
3. На ветроэлектричеакой станции ограничение момента, передаваемого на вал генератора, может быть достигнуто с помощью муфты сколыкеиия, поыещавмой между ветроколесом н синхронным генератором. Применение гибкой связи между ветродвигателем и синхронным генератором в форме муфты скольжения позволяет использовать центробежное регулмрованиедля поворота лопасти с целью уменьшения мощности, развивае)мой ветродвигателем ори скорости ветра, выше расчетной.
Этот способ, в частности, ~приложим к ветродвигателям, имеющим центробежно-аэродинамическое стабилнзаторное регулирование типа 11-18. Применениетого нли иного типа муфты определяется временем работы муфты в режиме скольжения. Для сельских ветроэлектрических станций,-притом прежде всего средней мощности, наиболее перспективными являются электромаг- 13* 19Б а а ь ыа Ф а„ ф о х о та к 196 197 оу Ж Д о 'о $ в х о ул р о х о\ и .ф нитные муфты скольжения с безобмоточным якорем (рис. 4-8)..Муфта этого типа выгодно отличается от других м~уфт тем, что основная доля тепла выделяется' во внешнем сс элементе — якоре, состоящем из двух сплошных колец, одно из которых (массивное стальное) является магнитопроводом, другое (тонкое медное) — то- Рис. 4-8.
Разрез злектромагннтной муфты скольжения. а — ношосная снстсма; б — ведомая н ведущая аастн муфты; з— якорь; У вЂ” воздушный зазор; 3 — ооащсаая свстеыа; 4 — обмотка возбужденна; 5 — контактные козьма. копроводом. Нагрев такого безобмоточного якоря лимитируется только условиями сохранения механической прочности при больших скоростях врашения. Если -электромагнитную муфту скольжения рассчитать таким образом, чтобы ее момент в любой частихарактсристики от нулевого скольжения (а=О) до максимального (э =г,„,) удовлетворял уоловию М(гМ, где г — передаточное отношение от вала ветроколсса к валу генератора, Мер — расчетный момент ветродвигателя, то этим решается задача ограничения момента, ,;,(йр пЕредаваемого ветродвигателем генератору при любон скорости ветра, превышающей расчетную па. Если электромагнитная муфта скольжения рассчитан так, что на участке кривой М=1(в), находящейся интервале от в, = в — и до з, = в + а (рис.
4-9), ь р Р дМ аа — 0 (е — нечувствительность регулятора), а регулято настроен таким образом что $Л и Р Ог о,в где и„— номинальная ско' рость вращения генерат О,а ра, то этим исключаетс как возможность перехо, да в двигательный режи в вр в,г ав оч вд при падении скорости вет ркс. 4-З.
расчетные характери- Ра, таК И РЕЗКОЕ КОЛЕба стики электромагнитной муфты ние мощности ветроэлек скольжения. трической станции в пр цессе регулирования, о условленное наличием зоны нечувствительности регуг лятора. Для уменьшения веса муфты необходимо, чтобы в было минимальным. Но для того, чтобы колебания мощ ности ветроэлектрической станции имели по возможност плавный характер, что важно в случае работы со стан, цией соизмеримой мощности, желательно некоторое уве-' личение з .
Имен в виду в этом варианте работы возможность изменения частоты системы, фактическое скольжение электромагнитной муфты в момент регули рования будет в = з -+- о, где о — неравномерность ход ' Ф ив системы. Как видно из рис. 4-9, в =в,+е. У современных вет:' Р родвигателей к=5%. Величина з, по конструктивным со-', ображениям не может быть меньше 2,5%'. С другой стороны,,максимальная величина з| не может быть больше 25%, так как в противном случае вес муфты несоразмерг но увеличивается и из-за увеличения потерь в ией иа' чинает заметно падать эффективность ветроэлектриче- 198 ской станции. Следовательно, ~практически целесообраз-' ная величина ка будет лежать в пределах от 7,5 до 30то1 На ветроэлектрической станции, работающей с достаточно мощной станцией, когда колебания мощности ветроэлектростанции, возникающие вследствие 'изменчивости ветра, не могут оказать какого-либо существенного влияния на частоту сети, может быть использована более легкая муфта с характеристикой типа а.
Для такой муфты зр — — з,„,; форма кривой М=1(з) правее точки к +а при стабильности частоты может быть произврльиой. При наличии электромагнитной муфты скольжения при самосинхроиизации ветроэлнктрнческой станции снятие избыточного момента достигается путем снижения тока возбуждения до величины, соответствующей моменту холосточо хода агрегата Мо. Прием нагрузки ветроэлектростанцней может быть осуществлен путем подачи соответствующего на~пряжения на зажимы обмотки возбуждения электромагнитной муфты после включения генератора в сеть. Указанны~е операции легко могут быть автоматизированы. На рпс.
4-10 показан внешний вид синхронного генератора с электромагнитной муфтой скольжения ветроэлектрмчеокой станции 0-18 Запорожского филиала ВИЭСХ. На рис. 4-11 даны снятые на этой станции диаграммы работы. На диаграмме, иллюстрирующей работу ветроэлектричеокой станции до предела регулирования (рис. 4-11,а), отчетливо видно сглаживающее действие маховых масс ветроколеса при наличии электромагнитной муфты скольжения. Диаграмма мощности на рис, 4-11,6 отчетливо показывает действие электромагнитной муфты скольжения как ограничителя нагрузки при сильном ветре.
Поскольку нетроагрегат, обладая относительно большим моментом инерции и работая при переменной скоро сти вращения, является своего рода аккумулятором ветровой энергии наличие электромагнитной муфты скольжения позволяет ветроагрегату поддерживать отдачу ветроэлектрической станции в течение некоторого ~промежутка времени даже в случае резкого провала ветра,что наглядно видно в конце диаграммы мощности рис. 4-11,б. б б б Ф б бми» аэ ч Р каин «бм и б б мин й/ Рис. 4-11. Диаграммы работы ВЭС нри наличии электромагнитной муфты скольжения, а †регулнронаиия; б — яри рог>лиронаини.
Рис. 4-12. Моментные характе- ристики нетродаигателя. 201 Рис. 4-10. Внешний аид синхронного генератора с электромагнитной муфтой скольжения. Наличие потерь в муфте скольжения определяет ее тепло~вой режим и увеличивает нагрузку ветроколвса. С увеличением передаваемой мощности возрастают по-' тери в муфте и сохранение температуры нагрева ее ча-. стей в допустимых пределах становится все более затруднительным. Одновременно повышаются требования к конструкции в смысле сохранения соосности между' обоими элементами. Поэтому трудно уверенно предопре-.
делить до какой мощности ветроэлектричеоких станций . окажется ~пригодной электромагнитная муфта скольжения с естественным охлаждением. Ориентировочно этобудет ветроэлектрическая станция мощностью, видимо, до 100 кат. 4. Предотвращение перегрузки ветродвигателя может'. быть достигнуто вспользованием свойств аэродинамического саморегулирования ветродвигателя. Возможность( аэродинамического саморегулирования ветродвигателя, показанная в работах проф. Г. Х.
Сабинина, состоит* в получении таких момептпых характеристик, когда они для скорости ветра, равной и выше расчетной, на опреде ленном участке их левой части максимально сближаются, вплоть до переплетения (рис. 4-12) 1Л. 21 Наиболее полно эффект аэродинамического саморегулирования проявляется у ветродвигателей повышенной быстроходности с нормальной модульностью 3н~б. В числе возможных апособов регулирования мощности ВЭС при параллельной работе с электрической системой можно упомянуть о применении для этой цели аэродинамической передачи, предложенной А, Г.
Уфимцевым и разработанной применительно к ВЭС с синхронным генератором Н. В. Красовским и Б. А. Васильевым [Л. 13). В ветродвигателе с аэродинамической передачей на концах крыльев основного ветроколеса помещены ветРянки, приводящие в движение электрические генераторы (рис. 4-13). Ветрянки работают в относительном Ф потоке при скоростях |порядка 40 — 50 м/сек и передают энергию генераторам при скоростях вращения порядка' первых тысяч оборотов в минуту.
При этом возможньа два варианта привода генераторов ветрянками: 1) инди-. Иг приводило бы к применению редукторныж передач, вес которых может достигать 257е' от общего веса установки. Применение тяжелых и сложных редукторов сильно удорожает и усложняет производство, мощных ветродеигателей. Рис. 4-!3. Схема ветродвигателя с аародииамическоя пе- редачей. видуальный, когда каждая ветрянка вращает свой генератор, расположенный в крыле основного ветроколеса, и 2) групповой, когда все ветрянки вращают один генератор, расположенный на головке ветродвигателя 1врашенне передается длинными валами, расположенны-, ми в крыле ветроколеса).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
