1598005515-d093afe08eb90b4a146980eea5b04540 (811223), страница 9
Текст из файла (страница 9)
В !931 г. в СССР была построена около Балаклавы в Крыму под руководством Н. В. Красовского, В. В. Уткина-Егорова и В. Р. Секторова опытная ВЭС с ветроагрегатом, имевшим ветроколесо диаметром 30 ж и асинхронный генератор мошностью 400 квт (рис, 2-5). ВЭС работала в энергосистеме параллельно с,паротурбинной электростанцией до 1941 г., когда она была разрушена при Оккупации Крыма, Мощность ветроагрегатов, работавших до этого за границей — в Дании и Германии, — не превышала 50 — 70 квт при диаметре ветроколес 16 — 24 ле, и построенный в СССР ветроагрегат был первым самым крупным по мощности и диаметру ветроколеса (Л.
19). Опытный агрегат был задуман как модель одного из возможных типов более мощных агре~атон для работы в энергосистемах ветровых районов СССР. Данные о конструкции ветроагрегата Д-30 приведены в табл. 2-1 и 2-2. На Балаклавской ВЭС в качестве генератора был использован асинхронный электродвигатель трехфазного тока мощностью 125 л. с., 380/220 в, 600 об/лами (синхронных) с фазным ротором. Генератор развивал номинальную мощность при скольжении 3%. Поскольку схемы ВЭС с асинхронными генераторами ниже не рассматриваются, схема коммутации ВЭС представлена на рнс. 1-24. Генератор был соединен через кольцевой токосъемник в блок с повыснтельным трансформатором 100 ква, 0,23/6 кв и присоединен к воздушной линии напряжением 6 кв. Первоначальный пуск двигателя производился вручную.
По достижении синхронной скорости 88 вращения генератор автоматически подключался к сети с помощью центробежного механизма, контакт которого замыкал цепь катушки электромагнитного контактора 1 л в главной цепи генератора. Для этого был использован небольшой центробежный регулятор от паровой машины, соединенный с од~ням нз валов передачи ветродвигателя, производивший включение генератора с точ- Рис.
1-24. Электрическая схема соединений Валаклаиской ВЗС. ностью около 1% от номинальной скорости вращения. Отключение генератора от сети при опадении скорости ветра производилось с помощью реле РМ направления мощности с зависимой характеристикой, В одной фазе была установлена токовая зависимая защита РТ от перегрузки н коротких замыканий, действовавшая на отключение генератора, и реле нулевого напряжения РН от повторного включения генератора в случае снятия напряжения с линии.
Для блокировки повторного включения агрегата при ~действии защиты имеется блокировочное реле РВ. Поворот головки ветродвигателя при изменении направления ветра производился автоматически с помощью управляющего флюгера, вкл1очавшего электродвигатель поворотного механизма. Устройства для компенсации потребления реактивной энергии генератором не требовалось ввиду большой мощности энергосистемы по сравнению с ВЭС, При эксплуатации ВЭС автоматическое регулирование ветродвигателя ббльшую часть времени использо- стей, характеризуемых величиной а, положения каретки регулятора даны на рис. 1-25.
Первый опыт работы мощного ~ветроагрегата в энергосистеме привел к обнадеживающим результатам. Несмотря на несовершенство некоторых узлов ветродвигателя, вызывавшее частый текущий ремонт, за все время Рис. 1-25. Характеристика мощности ва шинах аетроагрегата Гт-ЗО ири н = ЗО об/мин. валось лишь для ограничения скорости вращения агрегата при аварийном сбросе нагрузки. Агрегат не требовал защиты от перегрузки и работал с короткозамкнутым ротором, так как в периоды больших скоростей ветра он переводился на работу по сниженным аэродинамическим характеристикам. Последнее достигалось уменьшением рабочего угла лопастей перед началом такого периода действием вручную на штурвал регулятора, Опытные характеристики мощности агрегата по скорости ветраР, =/1о) при разных рабочих углах лопа- 50 о г б/ 3 4 ки» Рис. 1-2б.
Графики выработки еетроагрегата Гт-зО. а — при сев — — 8,5 м/сек, Р, =-4! кет; б — ири г~ср — — 10,2 м/сек, Р,„=10! кет; в — врй о, =!2 и/сек, Р, .=-105,5 кет, эксплуатации ВЭС не было ни одной серьезной аварии, Простая система автоматического управления работала также бевотказно. На рис, 1-26 представлены опытные графики выработки ветроагрегата за 5-минутные промежутки времени прн различных средних скоростях ветра, показывающие относительно небольшие колебания выработки, характерные для агрегата с асинхронным генератором.
Благодаря саморегулированию агрегата и скольжению генератора при изменении нагрузки графики выработки б! агрегата при скоростях ветра ниже расчетной (8— 10 м/сек) были значительно ровнее, чем можно было .ожидать гпо структуре ветра. При скоросч и ветра около 12 м/век на 3-й диаграмме, снятой в зоне регулирования, максимальные колебания выработки не превышали 30%; что по характеристике генератора соответствует изменению-скольжения в 1%, т.
е. неравномерности ч- 0,5%, тогда как при холостом ходе эта неравномерность при тех же ветровых условиях составляла более.+ 1,5%. В последнем десятилетии ряд опытных ВЭС был сооружен научно-исследовательскими учреждениями СССР на сельскохозяйственных объектах на базе ветродвигателей тигиов О-18 и 1Р-16, мощностью 25 — 50 квт, причем некоторые из них работали в опытной эксплуатации длительные периоды времени (Л.
20]. ВЭС в опытном хозяйстве Запорожского филиала ВИЭСХ на о. Хортице, сооруженяая в 1949 г., имела ветроагрегат мощностью 25 квт с ветродвигателем (з-18 универсального исполнения (с вертикальным валом) и синхроняым генератором, соединенным с ветродвигателем через электромагнитную муфту (з 4-5).
В процессе опытной эксплуатации ВЭС работала на местную нагрузку сельскохозяйственного участка параллельно с дизельным агрегатом равной мощности. По той же схеме работало несколько ВЭС с ветродвигателями 1Р-18 на МТС в северных областях КазССР, где не имеется других местных энергоресурсов. В 1956 — 1958 гг. в Акмолинской области сооружены две изолированные ВЭС на базе ветродвигателей типа 018-СХ-3 с генератором, расположенным на головке ветродвигателя, и ветроколесом за башней.
Первая ВЭС с одним агрегатом мощностью 50 квг с синхронным генератором и параллельно работающим дизельным резервом эксплуатируется на удаленной животноводческой ферме колхоза им. Ворошилова (рнс. 1-27). Вторая ВЭС мощностью 400 квг — многоагрегатная — снабжает электроэнергией РТС «Авангард» и центральные усадьбы трех колхозов. ВЭС имеет 12 ветроагрегатов, расположенных на равнине на расстоянии 200 — 260 м друг от друга, с генераторами постоянного тока мощностью по 40 квт, 460 в, работающими параллельяо с последующим преобразованием постоянного тока в трехфазный при 62 Рне, Ь27. Ветроэлентричеенан станция 11-!8 н колхозе нм.
Воре~пилоне Акмолннекога районе. 63 помощи двух двигатель-генераторов. Преобразователя, равяо как и два резервных дизельных агрегата мощностью по 200 квт, работают параллельно на сборные шины 0,4 кв и далее через трансформатор на отходящие линии напряжением 1О кв. Последняя ВЭС сооружена в основном для изучения условий технической эксплуатации многоагрегатных ВЭС, Экономических выводов из пра1стики работы опытных ВЭС сделать еще нельзя, так как пока. не найдена достаточно совершенная конструкция двигателей н не установлена их продажная стоимость. Глава вторая ВЕТРОДВИГАТЕЛИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТАНОВОК 2еь КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ ВЕТРОДВНГАТЕЛЕИ Конструкция быстроходных крыльчатых ветродвигателей, применяемых в ветроэлектрических установках (ВЭУ), состоит из трех основных узлов: 1) ветроколеса, 2) головки с силовой передачей к генератору и устройством для поворота на ветер и 3) опоры (столб, мачта или башня).
В с т р о к ол е с о состоит из двух-трех крыльев и втулки или тройника К махам крыльев,,закрепленным во втулке, крепятся лопасти, поперечное сечение которых имеет обтекаемый профиль. Лопасть по длине обычно имеет крутку, В зависимости от системы регулирования двигателя лопасти могут быть жестко закрепленными или поворотными, нли иметь поворотные концы. Обычно лопасти выполняются полыми. Они состоят из деревянного, дерево-металлического или металлического сварного каркаса с поперечными нерв4орами и продольными стрингерами и металлической, фанерной нли матерчатой обшивки.
По болыпей части поворотчы лопасти или поворотные концы лопастей связываются между собой кинематической системой, обеспечивающей одновременность нх поворота. Ветроколесо может работать с наветренной стороны опоры ветродвигателя (перед опорой в направлении ветра) или с~подветренной стороны ее (за опорой). В последнем случае у .конструкций двигателей с пОворотными лопастями может быть достигнута некоторая экономия веса вследствие уменьшения вылета ветроколеса от оси башни.
Однако такой способ располо жения ветроколеса имеет тот недостаток, что лопасти, проходя при каждом обороте в аэродинамической течи башни, работают в неблагоприятных условиях для нх прочности, подвергаясь переменной ударной нагрузке. 64 В зависимости от диаметра ветроколеса, типа генератора и назначения для ветродвигателей ВЭУ могут примениться разные виды регулирования. а) скоростное регулирование с помощью центробежного регулятора прямого или косвенного действия; б) а~эродинамическое регулирование и в) регулирование выводом ветроколеса из-под ветра (5 2-2). Г ол ов к а в е т р од в и га т е л я представляет литую или сварную конструкцию, несущую ветроколесо, силовую передачу к генератору и устройство для поворота головки с вегроколесом на ветер.
Если конструкция ветродвигателя предназначена специально для ветроэлек" трического агрегата, то на головке обычно размещается также генератор. Головка устанавливается на верху опоры ветродвигателя на подшипниках. У ветродвигателей с ветроколесами диаметром до 3 л4 скорость вращения ветроколеса, допускаемая по условиям прочности, может быть принята достаточно большой для прямого соединения ветроколеса с генератором. При больших диаметрах ветроколеса скорость его вращения бывает для этого недостаточна. В этом случае ветроколесо соединяется с генератором через повышающую механическую передачу, в большинстве случаев представляющую собой одно-двухступенчатый зубчатый редуктор. Если для ВЭУ используется ветродвигатель универсального типа, имеющий вертикальный вал и два редуктора с конической передачей, генератор устанавливается под башней и присоединяется через муфту или клиноремеиную передачу к выходному валу нижнего редуктора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
