1598005532-5efccc82d7858e29ebdbf519c57a9a6c (811230), страница 25
Текст из файла (страница 25)
за 20 лет увеличился в 4 раза. Однако при этом увеличилось заглубление машин, возросла опасность кавитацви, вибрации, уровня шума и т. д. Поэтому повысилась роль и ответственность модельных исследований обратимых гидромашин, на основании которых устанавливаются гарантийные показатели натурного образца. Для определения энергетических характеристик проводятся исследования на крупномасштабной модели с измерением к.
п.д. в четырехквадрантном поле режимов работы (насосный режим, турбинный режим, тормозной режим в насосном направлении вращения, тормозной режим в турбинном направлении вращения). Расчетный режим с максимальным к. п. д, при насосной работе выбирается в зоне максимальной подачи при низких напорах, что обеспечивает спокойную работу в насосном и турбинном режимах. При значительных колебаниях напора на ГАЭС возможно смещение расчетного насосного режима с максимальным к. п. д. в сторону большего напора.
Очень важным является обеспечение постоянной крутизны характеристики Π— Н в насосном режиме, без явлений так называемого помпажа. Это достигается за счет удлинения лопастей рабочего колеса, уменьшения диффузорности каналов и углов атаки, исключения возникновения водоворотных зон.
Для определения кавитационных характеристик проводятся кавитационные и эрозионныс испытания; ведутся наблюдения за возникновением и развитием кавитационных явлений в области рабочего колеса прн различных режимах работы агрегата (в первую очередь в насосном режиме). При модельных исследованиях изучаются нестационарные и переходные процессы, проводятся разгонные испытания. Кроме того, определяются силовые и моментные характеристики, проводятся прочностные исследования наиболее ответственных узлов и деталей гидромашины. С ростом единичных мощностей и напоров лопатки становятся наиболее нагруженными узлами гидромашины, особенно в насосном режиме. Для учета возможных гидроупругих явлений модельные исследования рекомендуется проводить при максимально возможном (лучше натурном) напоре.
В первую очередь должны быть тщательно изучены вопросы резонансных колебаний во всех элементах гидравлического тракта. Для построения эксплуатационной характеристики как в турбинном, так и в насосном режиме используется, как правило, двучленная формула вида 128 129 А 5 Заказ М !Вбб тура«нный режем !О 3,0 410 1500 Насосный режем 8 2,3 395 1500 Мощность, МВт Расход максимальный, мз/с Напор максимальный, м Частота вращения, об/мнн 130 Заглубление рабочего колеса под уровень ни подсчитывается по обычной зависимости.
Некоторые зарубежные фирмы ищут новые конструктивные решения по созданию мобилысога обратимого агрегата с одним направлением вращения в обоих режимах. Швейцарская фирма «Шармиль» разработала таиую гидромзшииу под названием «Изожир». Гидромашина имеет одну общую спиральную камеру, дза рабочих колеса п два направляющих аппарата: одно колесо с направляющим аппаратом для работы в турбинном режиме, другое для работы в режиме насоса. Рабочие колеса вынодятся из работы путем закрытия подвижных цилиндрических затворов. Гидромашияа работает в условиях, близких к условиям рабаты трехмашиипых агрегатов. Оба раба их колеса могут быть выполнены так, чтобы при данной частоте вращения они работали в области оптимального к. п.
д. при различных расходах, заданных для каждого режима работы. Сшшастся, чта область применения такага агрегата по напору лелсит в пределах 130 — 400 м. Опытный агрегат «Изожир», изготовленный фирмой «Шарчиль» для ГАЭС Робией, имеет следующие параметры: Другое конструктивное решение применено в ЧССР для гидромашнпы «Гоне» [66). В этой машине к флаицу вала ирисоеднпеиа сферическая вращающаяся каыера, в которой иа поперечной асн установлены два рабочих колеса (насосное и турбинное), соединенные между собой на болтах. Ротациаииый гидравлический серводвигатель поворачивает рабочие колеса вокруг оси на такой угол, прв котором адно кз них будет установлено против направляющего аппарата, а другое скрыто в полусферической камере.
Лопатки направляющего аппарзта могут быть устаиоилены либо в положение, при катаром овн создают прв насосном режйме прямые каналы дпффузорз насоса, лабо в полок«ение, требуемое в турбинном режиме. Для придания каналам благоприятиога очертания применяются вспомогательные лопатки, которые выдвигаются одиоврсмеино с установкой н требуемое положение основных направляющих лопаток. Остальные элементы пс отличаются от принятых для обычных гидромашин. Так же как и «Изожир», машина «Гоне» одностороннего вращения и обладает преимушествами трехмапшипай схемы.
В настоящее время выполнены модельные исследования и состаялен проект машины мощностью окала 100 МВт иа напор 63 — 90 м прн частоте вращения 136,5 об/мин. Оригинальная конструкция обратимой радиально-осевой гндромашкны с поворотными лопастнмн (рис. 5-15) разработана и МИСИ. имена В. В. Куйбышева проф.
Г. И. Кривченко и доцентом Н. Н. Аршеяевскнм [1, 20]. Опа обеспечивает близкую к оптимальной лапзстиую систему для работы как в турбинном, так и в насосном режиме. Рабочее колесо имеет иеподввжные / и поворотные лопасти 2. Наружный диаметр неподвижных лопастей определяется условнямн работы в турбинном режиме, а поворотных лопастей (при их установке в рабочее полажение)— условиями в насосном режиме. Управление поворотсгммп лопастями осуществляется при помощи крыльчатого сервомотора 3, воздез1ствующега па регулирующее кольцо 4. Сервомотор располагается вокруг полога нала, внутри которого проходят маслоправоды. Соответствие положения лопаток направляющего аппарата и лопастей рабочего колеса обеспечивается устройством обратной связи.
На основании модельных испытаний устанавливается оптимальная иомбииаторпан зависимость между этими положениями. чопасти профилируются таким образом, чтобы прн соответст з щеи их )становке они находились в условиях нерабочего обтекания и не валяли иа работу гпдромашииы. В этом случае рабочее колесо имеет размеры, соответствующие оптимальным условиям работы в турбинном режиме. Прп изменении направления вращения и переходе в насосный рек«им поворотные лопасти устанавливаются в положение, при котором они становятся продолжением жсстко закрепленных лопастей.
Диаметр рабочего колеса при этом увеличивается, а эта приводит к тому, что прн одной и той же частоте вра- Рнс. 5-15. Обратимая радиально-оссвая поворотно-лопастная гидромашпна (ОРОГ1Л). щения обеспечиваются оптпмальяые условия работы и в насосном режиме. Кроме того, поворот лопастей позволяет снизить пусковой момент и облегчить запуск агрегата. в-2. зввнтрвпхнвчвнов вворрдвваннв а) Денгагенн-гвнврагвры При создании электротехнического оборудования для ГАЭС требуется решить ряд новых технических задач, обусловленных особенностями работы ГАЭС в энергосистеме.
Частая смена двигательного и генераторного режимов прн различных направлениях вращения, переключения в режим синхронного компенсатора предъявляют особые требования к конструктивным узлам оборудования, построению главных схем электрических соединений, способам пуска и автоматизации управления. Наиболее сложно эти вопросы решаются для мощнь'х двигателей-генераторов. 1/ 131 К числу основных задач, возникающих при разработке двигателей-генераторов большой мощности и необходимой вспомогательной аппаратуры, относятся: создание крупных электромашин, рассчитанных на прямой асинхронный пуск от сети; мощных пусковых двигателей с системами регулирования; мощных частотных преобразователей для обеспечения частотного пуска двигателя-генератора; создание систем возбуждения, обеспечивающих надежную работу электромашин с учетом их реверсивного вращения; создание форсированной системы охлаждения; разработка мероприятий по снижению динамических нагрузок, улучшению пусковых характеристик; создание реверсивного подпятника; создание специальных выключателей и многополюсных разъединителей для обеспечения реверса; разработка контактных систем включающих устройств, рассчитанных на многократное переключение токов, превышающих номинальный в 2 — 3 раза; разработка трансформаторов, работающих в глубоких переменных режимах с частыми кратковременными перегрузками токами двух-, трехкратной величины; разработка мероприятий по повышению устойчивости параллельной работы двигателей-генераторов и автоматизации управления ГАЭС в связи с многообразнем эксплуатационных режимов агрегатов.
Как указывалось, в двухмашинпых агрегатах направление вра(ценна разное, т. е. электрическая машина должна быть и реверсивной и обратимой, В связи с особой напря>кенностью работы реверсивных двигателей-генераторов особое внимание должно уделяться повышению их эксплуатационной надежности, тщательности изготовления. Совмещение оптимумов турбинной и насосной характеристик и повышение к.
п. д. обратимой гидромашнны можно осуществить в двухскоростном агрегате за счет принятия в насосном режиме большей (на 15 — 20Р)о) частоты вращения, чем в турбинном. Недостатком двухскоростной машины является усложнение конструкции н значительное увеличение стоимости ~о сравнению с односкоростной, а также необходимость установки дополнительной аппаратуры для переключений 124$ Поэтому в настоящее время двухскоростные электромашины большой мощности практически не применяются. Основные параметры реверсивных двигателей-генераторов: номинальное напряжение, коэффициент мощности в генераторном и двигательном режимах, статическая и динамическая устойчивость — определяются с учетом особенностей их работы в энергосистеме. Так, если коэффициент мощности машины при работе агрегата в генераторном режиме выбирается с учетом обычных тре- 132 бованнй и составляет, как правило, 0,8 — 0,95, то для двигательного режима определяющими будут условия работы при повышенных напра>кениях и малых нагрузках в энергосистеме.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
