1598005515-d093afe08eb90b4a146980eea5b04540 (811223), страница 47
Текст из файла (страница 47)
Что касается типа генератора, то считается, что для мощных агрегатов могут применяться как синхронные, так и асинхронные генераторы, Однако для агрегатов, работающих в мощных энергосистемах, предпочитаются асинхронные генераторы вследствие их большей надежности и простоты автоматизации, а также меньших колебаний отдачи благодаря наличию скольжения ротора прн быстрых колебаниях скорости ветра, Для ограничения нагрузки асинхронных генераторов допускается применение активных сопротивлений в цепи ротора.
Вопрос о компенсации реактивной энергии, затрачиваемой из сети на возбуждение асинхронных генераторов, не поднимается. Для изолированных установок предпочтение отдается синхронным генераторам. Применение генераторов постоянного гока для ветроагрегатов средней и большой мощности с преобразованием постоянного тока в переменный считается нецелесообразным из-за низкого к. п. д. втой схемы и усложнения и удорожания оборудования. Влв ОПЫТНЫЕ ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ, ПОСТРОЕННЫЕ ДЛЯ РАБОТЫ В ЭНЕРГОСИСТЕМАХ 1.
ВЗС Грандлас-11об с ветроагрегатом Смит-17угнэм мои1лосгью 1 Мвг (США). ВЭС была сооружена па вершине Грандпас-Ноб в Зеленых горах (штат Вермонт) по проекту инж. П. Путнэм (Р. С. Рн)паш) фирмой Смит и работала в 1941 — 1945 гг. параллельно с системой на сеть 44 кв, Общий вид ветроагрегата представлен на рис. 6-9, основные технические данные приведены в табл. 6-1, п. 2 1Л. 25! Двухлопастное цельнометаллическое ветроколесо диаметром 53 м соединялось через двухступенчатый редуктор и гндромуфту с синхронным генератором мощностью 1 000 квг, 60 ги, 600 об!мин, напряжением 2,3 кв, установленным на раме головки ветродвигателя. Поворот головки по ветру производился гидравлическим механизмом, управляемым флюгером. Ветроколесо работало за башней. Выбор профиля и числа лопастей ветроколеса был сделан на основании исследований, установивших, что годовая выработка агрегата при двух лопастях будет всего на 2% ЗОЗ меньше, чем при трех, при значительно меньшей стоимости изготовления ветроколеса, Поворотные лопасти имели профиль с постоянной хордой.
Махи лопастей имели две подшипниковые опоры, одна из которых 1 с упорным и направляющим подшипниками помещалась в вер|нине А-образной рамы 2, а другая 3 — с направляющим подшипником — в основании этой рамы. Лопасти удерживались в положении перпендикулярном валу ветроколеса подкосами 4, которые крепились к вылету |втулки с помощью демпфе Р ров б. Благодаря этому при ф *,: порывах ветра лопасти име-:,,':„. "--'--; ': ',', ' 'е ли,возможность перемеще- -, ' ' .' '-' -) + ния ~по ~направлению ветра на угол '20' вперед и до 3' назад, чем уменьшались ударные нагрузки на лопасти. Регулирование скорости вращения двигателя производилось центробежным регулятором, действующим на гидравлический,: - 'Ф' привод, изменяющий угол установки лопастей к плоскости вращения ветроколеса.
Регулятор обеспечивал неравномерность скоро- вращения в 0,01% но ~ ~~ с Вт 1сшА)' минального числа оборотов. Гибкое соединение редуктора с генератором с помощью гидромуфты обеспечивало возможность действия скоростного регулирования:ветроколеса при параллельной работе ветроагрегата с энергосистемой и защиту агрегата от перегрузки. Гидромуфта срабатывала прн 110% номинального крутящего момента генератора. Соединение генератора с повысительным трансформатором было выполнено через скользящие контакты, Управление агрегатом было автоматизировано по типу управления гндроагрегатами. Агрегат начинал отдавать мощность при скорости ветра а =7 — 8 м/сек и развивал номинальную меч ЗОЗ мощность при в =13,4 м/сек. Синхронизация производилась точным способом, когда рабочая скорость ветра становилась устойчивой (и ~ 8,9 м/сек) При средней многолетней скорости ветра в„=12,8 м/сек, которая предполагалась в месте сооружения станции, агрегат должен был давать около 4000 и использова~ння установленной мощности.
Однако за 4 года своей эксплуатации и испытаний он работал в течение лишь 1 040 ч, так как ~эксплуатация часто прерывалась ремонтами. Кроме того, средняя скорость ветра оказалась значительно меньшей, чем предполагалось. Основным недостатком конструкции была непрочность лопастей-, которая приводила к образованию трещин в лонжеронах и частым разрывам обшивки, особенно во время морозов.
Одним из существенных недостатков был также перегрев гидромуфты, из-за которого агрегат не мог длительно нести нагрузку более 800 квт. Разрушение подшипника главного вала вызвало перерыв в эксплуатации агрегата почти на 2 года. Установка эксплуатировалась всего в течение четырех лет, пока в 1945 г. не произошла авария с обрывом одной нз лопастей вследствие поломки ее лонжерона близ внешней опоры Лвария имела место при небольшой скорости ветра и нагрузке в 30% от номинальной, что указывает на то, что излом был вызван усталостными напряжениями в металле от переменной нагрузки и вибрацией лопастей, а также местными напряжениями, вызванными поперечным сварочным швом, сделаяным при ремонте лопасти. После этой аварии агрегат не был восстановлен, так как было отказано.в финансировании исследовательских работ, необходимых для дальнейшей эксплуатации установки.
2. ВЭС на мысе Коста-Хзд (Оркнейские о-ва. Великобритания) с вегроагрегатом мощностью 100 квг. ВЭС Коста-Хэд (рис. 6-10, табл. 6-1, п. 5) построена по заданию Управления гидростанций Северной Шотландии фирмой Д. Браун (Л. 29). Она расположена на прибрежном холме в одном из наиболее ветреных районов Великобритании.
Ветроагрегат сооружен, как модель более крупных агрегатов этого типа для работы в местной энергосистеме параллельно с крупными дизельными электростанциями. Трехлопастное ветроколесо диаметром 15,2 м соединено через редуктор с асинхронным ге- нератором трехфазного тока мощностью 100 квг, 50 гй, 415 в, н,„„„я =750 об/мин, с фазным ротором. Генератор и редуктор, объединенный в одном блоке с муфтой сцепления и тормозом, установлены на головке двигателя в машинной кабине. Электроэнергия от генератора передается через кольцевой токосъемник со скользящими контактами и повысительный трансформатор в сеть 11 кв. Ветроколесо работает за башней.
Поворот головки на ветер производится электроприводом, управляемым от флюгера по образцу Балаклавской ВЭС (з 1-6). Для того чтобы вибрация ветроколеса не передавалась на башню, опора головки имеет шаровую по- ~=:;;;:=",':-',:-.";,:: .,:„Ф-'„;.,з ловка может смешаться на небольшой угол в верти- Г-':='-.-:,'.).-;;:,, "': =„Г -. кальной плоскости, удержи- ., -;-,,:; '-' „="='-,":,',, (:,:: 1 ваемая амортизатором. Лопасти ветроколеса имеют деревянные каркасы, обшитые фанерой красного де- РНС 0.10.
а'РЕГгт Рева и обтЯнУтые свеРхУ ликоб итания) пластичным материалом, вследствие чего вес лопасти составляет всего 68 кг. Поскольку агрегат рассчитывался на тяжелые ветровые условия, лопасти крепятся к тройнику универсальными шарнирами с демпферами.
Это дает возможность упругого перемещения лопастей по направлению ветра и в плоскости вращения ветроколеса, что уменьшает ударные нагрузки. Пуск агрегата производится при отключенной муфте сцепления одновременно со стороны генератора и ветродвигателя по сигналу электроанемометра при достижении скорости ветра 10 м/сек.
Генератор пускается от сети в режиме электродвигателя при включенных в цепь ротора сопротивлениях. Когда скорость вращения ведущего вала редуктора станет равной 1,! номинальной 20 — 2412 305 скорости генератора, включается муфта сцепления. После включения муфты сопротивления в цепи ротора постепенно закорачиваются при помощи реле мощности, которое удерживает нагрузку в пределах 0 — 5 квт. Далее контроль над нагрузкой агрегата переходит к токовому реле, с помощью которого агрегат набирает нагрузку в соответствни со скоростью ветра. При скорости ветра ниже расчетной агрегат работает без регулирования.
При больших скоростях ветра регулирование скорости вращения агрегата и ограничение отдачи агрегата производится центробежным регулятором, действующим на систему гидропрнвода лопастей. Кроме того, имеется подрегулировка скорости вращения с помощью актюатора, на который действует токовое реле и которым изменяется уставка скорости вращения агрегата в зависимости от частоты сети. Агрегат автоматически отключается н останавливается при скорости ветра о„,„,=26 м/сен и о„„„=10 м/сан.
С 1955 г. ВЭС находится в опытной эксплуатация, хотя работала мало, так как подвергалась доводке и переделкам, особенно в части крепления лопастей к тройнику. Основные затруднения вызывали вибрация ветроколеса и башни, а также качания регулятора. В частности, при принятой высоте башни частота ее собственных колебаний попадала в резонанс с частотой генератора при скорости вращения, немного ниже синхронной, что увеличивало вибрацию. Серьезные затруднения вызывала коррозия металла. Выполненная конструкция агрегата (вес 20 т) считается несколько утя- желенной, что явилось следствием ее усложнения, как опытной модели более мощного агрегата. 3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
