Что такое режим нагрузки генератора - NEVINKA-INFO.RU

Что такое режим нагрузки генератора

Основными величинами, характеризующими синхронный генератор, являются: напряжение на зажимах, нагрузка, полная мощность, число оборотов ротора в минуту, коэффициент мощности. Важнейшие рабоч

Что такое режим нагрузки генератора

Режимы работы синхронных генераторов, рабочие характеристики генераторов

Основными величинами, характеризующими синхронный генератор, являются: напряжение на зажимах U , нагрузка I , полная мощность P (кВа), число оборотов ротора в минуту n , коэффициент мощности cos φ .

Важнейшие рабочие характеристики синхронного генератора следующие:

характеристика холостого хода,

Характеристика холостого хода синхронного генератора

Электродвижущая сила генератора пропорциональна величине магнитного потока Ф, создаваемого током возбуждения i в, и числу оборотов n ротора генератора в минуту:

где с — коэффициент пропорциональности.

Хотя величина электродвижущей силы синхронного генератора зависит от числа оборотов n ротора, регулировать ее путем изменения скорости вращения ротора невозможно, так как с числом оборотов ротора генератора связана частота электродвижущей силы, которая должна быть сохранена постоянной.

Следовательно, остается единственный способ регулировки величины электродвижущей силы синхронного генератора — это изменение основного магнитного потока Ф. Последнее обычно достигается путем регулирования тока возбуждения iв с помощью реостата, введенного в цепь возбуждения генератора. В том случае когда обмотка возбуждения питается током от генератора постоянного тока, сидящего на одном валу с данным синхронным генератором, ток возбуждения синхронного генератора регулируется изменением напряжения на зажимах генератора постоянного тока.

Зависимость электродвижущей силы Е синхронного генератора от тока возбуждения iв при постоянстве номинальной скорости вращения ротора ( n = const) и нагрузке, равной нулю ( 1 = 0), называется характеристикой холостого хода генератора.

На рисунке 1 приведена характеристика холостого хода генератора. Здесь восходящая ветвь 1 кривой снята при возрастании тока i в от нуля до i в m , а нисходящая ветвь 2 кривой — при изменении iв от iвm до iв = 0.

Рис. 1. Характеристика холостого хода синхронного генератора

Несовпадение восходящей 1 и нисходящей 2 ветвей объясняется остаточным магнетизмом. Чем больше площадь, ограниченная этими ветвями, тем больше потерь энергии в стали синхронного генератора на перемагничивание.

Крутизна подъема кривой холостого хода на ее начальном прямолинейном участке характеризует магнитную цепь синхронного генератора. Чем меньше расход ампер-витков в воздушных зазорах генератора, тем при прочих одинаковых условиях будет круче характеристика холостого хода генератора.

Внешняя характеристика генератора

Напряжение на зажимах нагруженного синхронного генератора зависит от электродвижущей силы Е генератора, от падения напряжения в активном сопротивлении его статорной обмотки, падения напряжения, обусловленного электродвижущей силой самоиндукции рассеяния Es, и падения напряжения, обусловленного реакцией якоря.

Электродвижущая сила рассеяния Es, как известно, зависит от магнитного потока рассеяния Ф s , который не проникает в магнитные полюса ротора генератора и, следовательно, не изменяет степени намагничивания генератора. Электродвижущая сила самоиндукции рассеяния Es генератора относительно мала, а поэтому практически ею можно пренебречь. В соответствии с этим ту часть электродвижущей силы генератора, которая компенсирует электродвижущую силу самоиндукции рассеяния Es, можно считать практически равной нулю.

Реакция якоря оказывает более заметное влияние на режим работы синхронного генератора и, в частности, на величину напряжения на его зажимах. Степень этого влияния зависит не только от величины нагрузки генератора, но и от характера нагрузки.

Рассмотрим вначале влияние реакции якоря синхронного генератора для случая, когда нагрузка генератора носит чисто активный характер. Для этой цели возьмем часть схемы работающего синхронного генератора, изображенную на рис. 2 ,а. Здесь показаны часть статора с одним активным проводником якорной обмотки и часть ротора с несколькими его магнитными полюсами.

Рис. 2. Влияние реакции якоря для нагрузок: а — активного, б — индуктивного, в — емкостного характера

В рассматриваемый момент времени северный полюс одного из электромагнитов, вращающихся вместе с ротором против часовой стрелки, как раз проходит под активным проводником статорной обмотки.

Электродвижущая сила, индуктированная в этом проводнике, направлена к нам из-за плоскости рисунка. А так как нагрузка генератора носит чисто активный характер, то ток I в якорной обмотке совпадает по фазе с электродвижущей силой. Следовательно, в активном проводнике статорной обмотки ток течет к нам из-за плоскости рисунка.

Магнитные линии поля, создаваемого электромагнитами, показаны здесь сплошными линиями, а магнитные линии поля, создаваемого током провода якорной обмотки, — пунктирной линией.

Внизу на рис. 2 ,а показана векторная диаграмма магнитной индукции результирующего магнитного поля, находящегося над северным полюсом электромагнита. Здесь мы видим, что магнитная индукция В основного магнитного поля, создаваемого электромагнитом, имеет радиальное направление, а магнитная индукция В я магнитного поля тока якорной обмотки направлена вправо и перпендикулярно вектору В .

Результирующая магнитная индукция Врез направлена вверх и вправо. Это значит, что в результате сложения магнитных полей произошло некоторое искажение основного магнитного поля. Слева от северного полюса оно несколько ослабилось, а справа — несколько усилилось.

Нетрудно видеть, что радиальная составляющая вектора результирующей магнитной индукции, от которой по сути дела зависит величина индуктированной электродвижущей силы генератора, не изменилась. Следовательно, реакция якоря при чисто активной нагрузке генератора не влияет на величину электродвижущей силы генератора. Это значит, что и падение напряжения в генераторе при чисто активной нагрузке обусловлено только падением напряжения в активном сопротивлении генератора, если пренебречь электродвижущей силой самоиндукции рассеяния.

Теперь допустим, что нагрузка синхронного генератора носит чисто индуктивный характер. В этом случае ток I отстает по фазе от электродвижущей силы Е на угол π/2 . Это значит, что максимум тока возникает в проводе несколько позднее, чем максимум электродвижущей силы. Следовательно, когда в проводе якорной обмотки ток достигнет максимального значения, северный полюс N будет уже не под этим проводом, а сместится несколько дальше в направлении вращения ротора, как это показано на рис. 2 ,б.

В этом случае магнитные линии (пунктирные линии) магнитного потока якорной обмотки замыкаются через два соседних разноименных полюса N и S и направлены навстречу магнитным линиям основного магнитного поля генератора, создаваемого магнитными полюсами. Это приводит к тому, что основное магнитное пате не только искажается, но и делается несколько слабее.

На рис. 2,6 приведена векторная диаграмма магнитных индукций: основного магнитного поля В, магнитного поля, обусловленного реакцией якоря В я, и результирующего магнитного поля В рез.

Здесь мы видим, что радиальная составляющая магнитной индукции результирующего магнитного поля стала меньше магнитной индукции В основного магнитного поля на величину Δ В. Следовательно, стала меньше и индуктированная электродвижущая сила, так как она обусловлена радиальной составляющей магнитной индукции. А это значит, что напряжение на зажимах генератора при всех прочих равных условиях будет меньше, чем напряжение при чисто активной нагрузке генератора.

Если генератор имеет нагрузку чисто емкостного характера, то ток в нем опережает по фазе электродвижущую силу на угол π/2 . Ток в проводниках якорной обмотки генератора теперь достигает максимума раньше, чем электродвижущая сила Е. Следовательно, когда в проводе якорной обмотки (рис. 2,в) ток достигнет максимального значения, северный полюс N еще не подойдет под этот провод.

В этом случае магнитные линии (пунктирные линии) магнитного потока якорной обмотки замыкаются через два соседних разноименных полюса N и S и направлены попутно с магнитными линиями основного магнитного поля генератора. Это приводит к тому, что основное магнитное поле генератора не только искажается, но и несколько усиливается.

На рис. 2,в приведена векторная диаграмма магнитной индукции: основного магнитного поля В , магнитного поля, обусловленного реакцией якоря Вя, и результирующего магнитного поля B рез. Мы видим, что радиальная составляющая магнитной индукции результирующего магнитного поля стала больше магнитной индукции В основного магнитного поля на величину Δ В. Следовательно, увеличилась и индуктированная электродвижущая сила генератора.А это значит, что напряжение на зажимах генератора при всех прочих одинаковых условиях станет больше, чем напряжение при чисто индуктивной нагрузке генератора.

Выяснив влияние реакции якоря на электродвижущую силу синхронного генератора при различных по своему характеру нагрузках, перейдем к выяснению внешней характеристики генератора. Внешней характеристикой синхронного генератора называется зависимость напряжения U на его зажимах от нагрузки I при постоянной скорости вращения ротора (n = const), постоянстве тока возбуждения (i в = const) и постоянстве коэффициента мощности (cos φ = const).

На рис. 3 приведены внешние характеристики синхронного генератора для различных по своему характеру нагрузок. Кривая 1 выражает внешнюю характеристику при активной нагрузке (cos φ = 1,0). В этом случае напряжение на зажимах генератора падает при изменении нагрузки от холостого хода до номинальной в пределах 10 — 20% напряжения при холостом ходе генератора.

Кривая 2 выражает внешнюю характеристику при активно-индуктивной нагрузке (cos φ = 0 ,8). В этом случае напряжение на зажимах генератора падает быстрее из-за размагничивающего действия реакции якоря. При изменении нагрузки генератора от холостого хода до номинальной напряжение уменьшается в пределах 20 — 30% напряжения при холостом ходе.

Кривая 3 выражает внешнюю характеристику синхронного генератора при активно-емкостной нагрузке (cos φ = 0,8). В этом случае напряжение на зажимах генератора несколько растет из-за намагничивающего действия реакции якоря.

Рис. 3. Внешние характеристики генератора переменного тока для различных нагрузок: 1 — активной, 2 — индуктивной, 3 емкостной

Регулировочная характеристика синхронного генератора

Регулировочная характеристика синхронного генератора выражает зависимость тока возбуждения i в генератора от нагрузки I при постоянстве действующего значения напряжения на зажимах генератора (U = const), постоянстве числа оборотов ротора генератора в минуту ( n = const) и постоянстве коэффициента мощности (cos φ = const).

На рис. 4 приведены три регулировочные характеристики синхронного генератора. Кривая 1 относится к случаю активной нагрузки (cos φ = 1 ) .

Рис. 4. Регулировочные характеристики генератора переменного тока для различных нагрузок: 1 — активной, 2 — индуктивной, 3 — емкостной

Здесь мы видим, что с ростом нагрузки I генератора ток возбуждения растет. Это понятно, так как с ростом нагрузки I увеличивается падение напряжения в активном сопротивлении якорной обмотки генератора и требуется увеличить электродвижущую силу Е генератора путем увеличения тока возбуждения i в , чтобы сохранить постоянство напряжения U.

Кривая 2 относится к случаю активно-индуктивной нагрузки при cos φ = 0 ,8 . Эта кривая поднимается круче, чем кривая 1, вследствие размагничивающего действия реакции якоря, снижающего величину электродвижущей силы Е, и, следовательно, напряжение U на зажимах генератора.

Кривая 3 относится к случаю активно-емкостной нагрузки при cos φ = 0,8. Эта кривая показывает, что с ростом нагрузки генератора требуется меньший ток возбуждения iв генератора для поддержания постоянства напряжения на его зажимах. Это понятно, так как в этом случае реакция якоря усиливает основной магнитный поток и, следовательно, способствует увеличению электродвижущей силы генератора и напряжения на его зажимах.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Нормальный режим работы генераторов, недовозбуждение, перевозбуждение

Под нормальным режимом работы подразумевается такой режим, в котором Г может длительно работать без ограничений. Это, например, номинальный режим, при этом все параметры номинальные, и температуры обмоток ротора, статора, стали статора не выходят за допустимые нормированные пределы:

  • обмотки ротора — 100-130 * (измерена термометром),
  • обмотки статора — 95-105* (измерена методом термосопротивлений),
  • активной стали — 105* (методом термометра).

При номинальных параметрах генератор может работать в течение всего срока службы.

К нормальным режимам относятся также режимы с неполной (частичной) нагрузкой и изменяющейся нагрузкой при условии, что в процессе изменения основные параметры Г не выходят за допустимые пределы.

Изменение активной нагрузки производят за счет турбины, изменяя впуск рабочего тела, изменение реактивной нагрузки — изменяя ток возбуждения. Режим считается неизменным, если параметры изменились в следующих пределах: J обм считается неизменной, если изменилась на 1* в течение часа, *охл. ср –на 1* в час для газа, на 1,5* в час для жидкости, *U и *I — на *3*, *iвозб, *f – на * 1%. Отклонения возможны в процессе эксплуатации и большие: меняется нагрузка, изменяются условия охлаждения, меняется U и f в сети. При этом необходимо ответить на вопрос, какие режимы являются нормальными, длительно допустимыми.

Одновременно могут меняться ряд параметров. Примем сначала для анализа, что *охл, U, f =const, рассмотрим изменение только активной и реактивной нагрузки, cos*. Для этого построим диаграмму мощности ненасыщенного генератора (xd =const).

Читайте также  Хендай акцент ремень генератора длина

Способ построения диаграммы будет ясен из вспомогательной диаграммы (рис.1).

Так как Uг =const, xd =const, то можно умножить все векторы этой диаграммы на величину Uг / xd.

Достроим треугольник НОА (рис.2) до прямоугольного, получим АС=I*U*cos * =Р активная мощность генератора, ОC реактивная мощность генератора, также из диаграммы можем получить другие известные выражения для активной и реактивной мощности Г через угол d

AC=P=Eq U sind / xd ; ОС=Q=Eq U cos d /xd — U 2/xd .

За счет снижения Р, получили большее значение Q. Однако при этом ЭДС генератора больше номинального значения, ток возбуждения должен быть больше номинального, что недопустимо по условиям нагрева обмотки возбуждения. Проведем окружность радиусом НА, которая будет ограничивать режим работы генератора в области cosj Qном, за счет P

Можно принять cos = 0, т.е., где будет работать в режиме синхронного компенсатора. При этом Р= 0, но Q cos jном . В этом режиме существуют ограничения по току статора Г, он не должен превышать номинальный, и S = S ном . Точка режима А3: cos j > сos jном , S = S ном , P > P ном , Q P ном. Для многих Г работа с cos j, близким к 1, может оказаться неприемлемой с точки зрения устойчивости параллельной работы с энергосистемой из-за большого угла d и уменьшенным, по сравнению с номинальным, током возбуждения.

Помимо этого на участке АВ и дальше возникают ограничения электромагнитного характера, связанные с величиной местных потерь и местного нагрева зоны лобовых частей обмоток статора и ротора, крайних пакетов активной стали статора. Этот дополнительный нагрев обусловлен повышенной результирующей индукцией в торцевых зонах, что объясняется слабой магнитной связью обмоток ротора и статора в этих зонах и недостаточной компенсацией потока реакции статора потоком ротора. Магнитная связь этих обмоток здесь слабее, потому что поля, образованные лобовыми частями обмоток статора и ротора в торцевых зонах, вынуждены замыкаться по путям, проходящим большей частью по воздуху.

В номинальном режиме, являющемся расчетным, нагрев допустимый. В режимах с cosj > cos j ном увеличивается активная мощность и уменьшается реактивная, а ток возбуждения становится меньше. Результирующая индукция возрастает, потери и нагрев возрас-тают. Поэтому, например, ТГВ-200 при Р =200 МВт должен иметь Q ? 20 МВАр, но ТГВ-300 допускает работу с cos j =1.

Рассмотрим режим с недовозбуждением: выдачи активной мощности в сеть и потребления реактивной мощности.

Использование Г в этом режиме, в режиме потребления реактивной мощности, вызывается необходимостью снижения напряжения в сети, например, при малой нагрузке электростанции, связанной с ЛЭП высокого напряжения, когда из-за большой зарядной мощности ЛЭП напряжение на шинах станции чрезмерно высоко. Для его снижения приходится снижать ток в обмотке возбуждения. При этом условия для крайних пакетов активной стали становятся весьма неблагоприятными. Для уменьшения нагрева нагрузку приходится снижать. На диаграмме мощности участок, ограниченный нагревом, обозначен буквами BG и B1G1. Как получают эту часть характеристики?

Интенсивность результирующего магнитного поля и уровень нагрева крайних пакетов зависит от конструктивного выполнения торцевых зон, от типа генератора. Ограничения определяются экспериментально для каждого типа генератора. Например, ТГВ-2000 не допускает работу в режиме потребления реактивной мощности при активной нагрузке, составляющей 95% номинальной и выше.

В режиме недовозбуждения имеем дело со значительными углами d . Поэтому активная мощность генератора ограничивается устойчивостью его работы (участок BМ диаграммы). Если d =90 ° , то можно получить Р г макс, обычно работают с Рпред =0.9 Рмакс (10 % запас). На прямой d =90 ° откладываем НК, пропорциональный Eq и Рмакс. Этим радиусом проводим часть окружности; откладываем НЕ =0,9 НК — это предельная активная мощность, пересечение горизонтали и дуги окружности дает точку N на диаграмме режимов. Точки на участке B1М получаются аналогично. Таким образом, в режиме недовозбуждения нагрузки генератора значительно снижены по сравнению с номинальными.

В устройстве АРВ необходимо иметь специальный элемент, ограничивающий минимальный ток возбуждения.

Диаграмма мощности Г дает представление о допустимых режимах работы Г. На практике пользуются, однако, картой допустимых нагрузок, они составлены для каждого типа Г на основании специальных испытаний. В карте также оценивается влияние на режим работы Г изменения U, f, параметров охлаждающей среды.

Режим нагрузки синхронного генератора

СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ

Роль синхронных машин в работе электроэнергетики невозможно переоценить. Во-первых, потому что практически 100% электроэнергии мы получаем от этих машин. Как ни какая другая машина синхронная машина используется во всем спектре промышленных технологий от производства электроэнергии до ее потребления. Эта машина обладает уникальным свойством потреблять и выдавать реактивную мощность, независимо от того работает она в режиме генератора или двигателя. Этим решается одна из глобальных проблем большой энергетики – оптимальное регулирование потоков мощности по системным связям.

Своими параметрами синхронные машины обеспечивают успешное функционирование энергосистем, как в нормальных, так и в аварийных режимах.

Крупнейшие экземпляры синхронных генераторов имеют мощность 1200–1600 МВт и одна такая машина способна обеспечить электроэнергией крупный мегаполис (например, зимний максимум сибирского города-миллионника 1500-1700 МВт). Современные синхронные машины предельных мощностей — это образцы самой передовой технологии, не уступающей космическим технологиям.

Понимание физических процессов протекающих в синхронных машинах, это путь к глубокому пониманию физики всей электроэнергетики. Теоретические построения для синхронной машины не зависят от режима ее работы (генератор это или двигатель), но как принято в мировой и отечественной учебной практике, теорию этих машин обычно излагают для режима генератора.

Рассматривая ниже основные теоретические и физические аспекты работы синхронной машины, мы полагаем, что читатель знаком с конструкцией и принципом действия этой машины.

ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ И ФИЗИКИ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ

Режим холостого хода синхронного генератора

Генератор возбужден и вращается с синхронной скоростью n. Магнитное поле возбуждения Фв индуктирует в обмотке якоря симметричную трехфазную ЭДС. Направление этой ЭДС в фазах обмотки якоря определяется по правилу “правой руки” и показано на рис. 3.1: (+) от наблюдателя, (·) к наблюдателю. Следует помнить, что правило “правой руки” справедливо для неподвижного поля, поэтому при определении направления ЭДС индуктор был мысленно заторможен, а проводники якоря вращались в обратном направлении.

Поскольку цепь якоря разомкнута в ней тока нет, и поэтому никаких других электромагнитных процессов в генераторе не происходит.

Рис. 3.1. Режим холостого хода возбужденного синхронного генератора (в проводниках якоря показаны направления ЭДС и тока)

Режим нагрузки синхронного генератора

При подключении возбужденного генератора на симметричную 3х-фазную нагрузку,в обмотке якоря появится ток I, который создаст свое магнитное поле. Это поле называют – полем реакции якоря и обозначают Фа. В установившемся режиме работы поле реакции якоря постоянно по амплитуде, вращается относительно якоря с синхронной скоростью и поэтому неподвижно относительно ротора.

Когда была построена теория синхронных машин, выяснилась решающая роль магнитного поля реакции якоря на параметры машины и на работу всей энергосистемы. Поэтому рассмотрим физические процессы, связанные с реакцией якоря подробнее. Для построения теории вводится система координат d-q неподвижная относительно индуктора, и говорят о продольной — d и поперечной — q оси синхронной машины.

Реакция якоря синхронной машины.В установившемся режиме поле реакции якоря и индуктор неподвижны относительно друг друга. Однако взаимное расположение поля реакции якоря и индуктора зависит от характера нагрузки (активная, индуктивная, емкостная или смешанная), и этот факт имеет важнейшее значение для понимания энергетических процессов в синхронной машине. Покажем это.

Чисто активная нагрузка(рис. 3.2).При чисто активной нагрузке ток якоря совпадает по фазе с ЭДС. Это означает, что во всех проводниках якоря Е и Iбудут иметь одинаковое направление. На рис. 3.2 это иллюстрируется на векторной диаграмме и на осцилограмме. По направлению ЭДС в проводниках определим направления токов. Токи в верхней половине якоря направлены (+), в нижней половине направлены (·) и согласно “правилу буравчика” такая система токов создает поле реакции Фа направленное перпендикулярно полю возбуждения Фв. Таким образом чисто активный ток якоря создает поперечную реакцию Фаq.

Рассматривая установившийся режим синхронной машины, следует помнить, что вся картина распределения ЭДС и токов, индуктор и магнитные поля вращается относительно статора с синхронной скоростью nи неподвижна относительно индуктора. Это означает что электромагнитные процессы протекают только в якоре, а в индукторе их по прежнему нет.

Рис. 3.2. Положение магнитных полей возбуждения и реакции якоря при чисто активной нагрузке

Чисто индуктивная нагрузка.При такой нагрузке ток I отстает от ЭДС на 90 эл. градусов. При положении индуктора показанном на рисунке 3.3 ЭДС в проводнике А максимальна и направлена (+), тогда максимальное значение тока I с направлением (+) будет в проводнике отстающем от А на 90 эл. градусов (на рисунке он не показан) а также в проводниках С и Y.

Рис. 3.3. Положение магнитных полей возбуждения и реакции якоря при индуктивной нагрузке

Направления токов в остальных проводниках также показаны на рис. 3.3. Полученная система токов в обмотке якоря создает магнитное поле Фа направленное навстречу полю возбуждения и таким образом размагничивает генератор. Таким образом чисто индуктивный ток создает продольную размагничивающую реакцию якоря Фа=-Фd.

Вывод о размагничивании машины полностью соответствует физическим представлениям об индуктивной нагрузке. Как известно, индуктивная нагрузка, например, катушка индуктивности, потребляет реактивную мощность, которая идет на создание в ней магнитного поля. Ровно такую реактивную мощность генератор теряет за счет размагничивания.

Чисто емкостная нагрузка. При такой нагрузке ток I опережает ЭДС на 90 эл. градусов и поэтому распределение токов в витках обмотки якоря будет таким как показано на рис. 3.4. Полученная система токов в обмотке якоря создает магнитное поле Фа направленное согласно с полем возбуждения, в результате чего генератор намагничивается. Чисто емкостный ток создает продольную намагничивающую реакцию якоря Фа=+Фq.

Полученная картина токов и полей также соответствует физическим представлениям о емкостной нагрузке. Емкость, как известно, является источником реактивной мощности, которую генератор и потребляет, при этом намагничиваясь.

Рис. 3.4. Положение магнитных полей возбуждения и реакции якоря при емкостной нагрузке

Смешанная нагрузка (рис.3.5). В качестве примера рассмотрим активно-индуктивную нагрузку, при которой ток якоря отстает от ЭДС на угол . Ток I и созданный им магнитный поток Фа формально можно разложить на оси, получим токи Id, Iq.

Рис. 3.5. Реакция якоря при смешанной нагрузке

Разложению тока I можно дать следующее толкование. Реальная обмотка якоря с током I заменяется двумя фиктивными обмотками неподвижными относительно индуктора по которым протекают токи Id, Iq и которые создают свои магнитные поля Фad , Фaq . Эти поля индуктируют в обмотке якоря соответствующие электродвижущие силы Еad , Еaq

Итак реальное поле Фа заменили его составляющими вдоль осей d — q и говорят о продольной Фаd и поперечной Фаq реакции якоря.

§88. Режимы работы синхронного генератора и его характеристики

Холостой ход. Э. д. с, индуцированная в каждой фазе обмотки якоря синхронного генератора, при холостом ходе

cE — постоянная величина, зависящая от конструкции машины (числа витков обмотки якоря, числа полюсов и др.);

Фв — магнитный поток, создаваемый обмоткой возбуждения.
Регулирование напряжения и частоты. Из формулы (88) следует, что регулировать э. д. с. (напряжение генератора) можно двумя способами: изменением частоты вращения п или изменением магнитного потока возбуждения Фв. Для изменения потока возбуждения в цепь обмотки возбуждения включают регулировочный реостат (см. рис. 284) или автоматически действующий регулятор напряжения, которые позволяют изменить ток возбуждения, поступающий в эту обмотку, а следовательно, и создаваемый ею поток. Регуляторы напряжения широко применяют для регулирования возбуждения генераторов, работающих при переменной частоте вращения, т. е. генераторов, приводимых во вращение от дизеля (на тепловозах) или от колесной пары (на пассажирских вагонах). При изменении частоты вращения п и нагрузки машины они автоматически изменяют ток возбуждения Iв, т. е. поток Фв, так, чтобы напряжение генератора было стабильным или изменялось по заданному закону.

Читайте также  Трехпозиционный автомат для генератора однофазный

Регулирование частоты f1, как следует из формулы (86), осуществляется изменением частоты вращения ротора.

Работа машины при нагрузке. При увеличении нагрузки синхронного генератора напряжение его изменяется. Это изменение происходит по двум причинам. При протекании тока нагрузки по обмотке якоря создается так же, как и в асинхронной машине, вращающееся магнитное поле, т. е. свой магнитный поток якоря Фя. Поток якоря Фя и поток возбуждения Фв вращаются с одинаковой частотой и создают, следовательно, некоторый результирующий поток Фрез = Фяв. В результате э. д. с. машины Е = сЕФрезn, т. е. будет отличаться от э. д. с. Е при холостом ходе.

Воздействие потока якоря на результирующий поток синхронной машины называется реакцией якоря. Так как под действием реакции якоря изменяется результирующий поток в машине, то и напряжение генератора будет зависеть от тока, проходящего по обмотке якоря, и его сдвига фаз относительно напряжения. Когда ток в обмотке якоря совпадает по фазе с э. д. с. холостого хода Е (рис. 288,а), поток Фя действует по поперечной оси машины q — q; он размагничивает одну половину каждого полюса и под-магничивает другую. Результирующий поток Фрез в этом случае из-за насыщения магнитной цепи машины несколько уменьшается по сравнению с Фв.

В случае когда ток в обмотке якоря отстает от Е на 90° (рис. 288, б), поток якоря Фя действует по продольной оси машины против Фв, т. е. уменьшает результирующий поток (размагничивает машину); если ток в обмотке якоря опережает Е на 90° (рис. 288, в), поток Фя совпадает по направлению с Фв, т. е. увеличивает поток Фрез (подмагничивает машину). Если ток якоря отстает или опережает э. д. с. Е на угол, меньший 90°, то это можно рассматривать как сочетание рассмотренных случаев. В общем случае если ток якоря отстает от напряжения, то реакция якоря действует размагничивающим образом. Она уменьшает результирующий поток и напряжение генератора. Когда ток опережает напряжение, то реакция якоря увеличивает результирующий поток и напряжение генератора.

Второй причиной изменения напряжения генератора при его нагрузке являются внутренние падения напряжения в обмотке

Рис. 288. Реакция якоря синхронной машины при различном характере нагрузки

якоря — активное и реактивное. Эти падения напряжения возникают в синхронной машине по тем же причинам, что и в асинхронном двигателе и трансформаторе.

Внешние характеристики синхронного генератора (рис. 289) представляют собой зависимости изменения напряжения генератора U от тока нагрузки Iя при постоянных значениях т, Iв и cos?. Коэффициент мощности cos?, при котором работает генератор, определяется характером его нагрузки (соотношением между активным и реактивным сопротивлениями потребителей). При активной нагрузке напряжение генератора с ростом тока нагрузки уменьшается по кривой 2, а при активно-индуктивной — по кривой 1; чем больше угол сдвига фаз ? между током Iя и напряжением U, тем сильнее размагничивающее действие реакции якоря и тем ниже идет кривая напряжения. При активно-емкостной нагрузке, когда ток Iя опережает по фазе напряжение U, реакция якоря подмагничивает машину и напряжение U может даже возрастать по сравнению с U = E при холостом ходе (кривая 3).

В синхронных генераторах из-за значительной реакции якоря изменение напряжения во много раз больше, чем в трансформаторах. Обычно генераторы работают при cos? = 0,85-0,9 при отстающем токе, при этом ?U= 35-25% от Uном. При столь большом изменении напряжения для нормальной работы подключенных к генератору потребителей требуется применять специальные устройства для стабилизации его выходного напряжения, например быстродействующие регуляторы возбуждения.

Отдаваемая генератором мощность при одних и тех же значениях тока зависит от коэффициента мощности cos?, при котором работает генератор, т. е. от характера его нагрузки. Однако проводники генератора рассчитываются на определенный ток, а его изоляция и магнитная система — на определенное напряжение и магнитный поток независимо от cos ср нагрузки. По этой причине номинальной мощностью генератора считается его полная мощность S в киловольт-амперах (кВ*А), на которую рассчитана машина по условиям нагревания и длительной безаварийной работы. Регулировать активную мощность синхронного генератора при работе его на какую-либо нагрузку можно путем изменения сопротивления нагрузки или напряжения машины.

При передаче энергии от вала ротора синхронного генератора в обмотку статора в различных элементах машины возникают потери мощности (рис. 290). Потери имеют место в обмотках статора и ротора — электрические потери ?Рэл, в стали их сердечников — магнитные потери ?Рм и в трущихся элементах (подшипники, вентиляторы и пр.) — механические потери ?Рмх. К. п. д. синхронных машин находится в пределах от 0,85 до 0,95, т. е. имеет примерно те же значения, как и у асинхронных машин.

Короткое замыкание. При коротком замыкании синхронного генератора ток короткого замыкания Iк ограничивается внутренним сопротивлением обмотки якоря, которое имеет в основном индуктивный характер. Поэтому ток Iк отстает от напряжения

Рис. 289. Внешние характеристики синхронного генератора при различной нагрузке

Рис. 290. Энергетическая диаграмма синхронного генератора

на угол, близкий к 90°, и реакция якоря сильно размагничивает машину и резко уменьшает поток Фрез и э. д. с. генератора Е. В результате установившийся ток короткого замыкания в синхронных машинах сравнительно невелик (в некоторых машинах он меньше номинального), но из этого нельзя делать вывод, что короткое замыкание не опасно для генератора.

При внезапном коротком замыкании и уменьшении результирующего потока машины Фрез в обмотках возбуждения и демпферной индуцируются э. д. с. и возникают токи, которые согласно правилу Ленца препятствуют изменению потока Фрез. Поэтому этот поток и э. д. с. генератора уменьшаются сравнительно медленно, хотя машина уже замкнута накоротко. В результате ток в обмотке якоря в начальный момент короткого замыкания резко возрастает, а затем постепенно уменьшается. Наибольший ток Iк в начальный момент короткого замыкания называется ударным; он может превышать амплитуду номинального тока якоря в 10—15 раз.

Для ограничения ударного тока в цепь обмотки якоря иногда вводят дополнительную индуктивность (реактор).

Нормальные режимы работы генераторов

Нормальными режимами генератора являются такие, при которых он работает с номинальными параметрами, указанными на заводской таблице и в паспорте, или с от­клонениями, допустимыми по ГОСТ или ТУ. Работа гене­ратора точно с номинальными параметрами называется, кроме того, номинальным режимом. К основным парамет­рам генератора относятся: полная мощность, напряжение и ток статора, ток ротора, коэффициент мощности, частота, температура и давление охлаждающей среды.

Длительно допустимые значения тока статора и рото­ра генератора в зависимости от конкретных значений дав­ления газа и температуры охлаждающей среды, а также от значения рабочего напряжения на выводах статора обыч­но указываются в так называемой режимной карте генера­тора, которой пользуются при его эксплуатации.

При составлении режимных карт руководствуются сле­дующими соображениями. Длительно допустимые токи ста­тора и ротора должны быть снижены, если температура ох­лаждающей среды или давление газа отличаются от номи­нального в сторону ухудшения охлаждения. Если темпера­тура охлаждающего газа ниже номинальной, то мощность генератора разрешается повысить.

Допустимые при пониженной температуре холодного газа токи ротора и статора, если они не указаны заводом-изготовителем, устанавливаются на основании испытания на нагрев. При этом не должны быть превышены наиболь­шие допустимые в эксплуатации температуры, определен­ные при номинальном режиме. Не допускается увеличивать мощность при снижении температуры входящей в обмотку воды для генераторов с водяным охлаждением обмотки статора.

Если температура охлаждающего газа выше номиналь­ной, то допустимые токи статора и ротора уменьшаются до значений, при которых температуры обмоток не будут пре­вышать наибольших допустимых в эксплуатации. При температуре входящего газа выше 55° С работа генераторов не допускается.

Для генераторов с водяным охлаждением обмотки ста­тора снижение нагрузки в случае повышения температуры входящей в обмотку воды выше номинальной должно быть таким, чтобы температура выходящей из обмотки воды не превысила 85 °С.

Отклонение от номинального давления водорода в гене­раторе не должно быть больше ±0,02 МПа для генерато­ров с давлением 0,1 МПа и выше; ±0,01 МПа для генера­торов с давлением водорода 0,05 МПа и выше и ±0,001 МПа для генераторов с давлением водорода 0,005 МПа. Снижение водорода сверх нормы для генера­торов с давлением 0,005 МПа опасно в основном из-за воз­можности попадания воздуха в машину при сбросе нагруз­ки или при появлении утечки, а для генераторов с высоким давлением — из-за перегрева обмоток. Допустимая нагруз­ка при снижении давления водорода для этих генераторов устанавливается заводом-изготовителем или определяется испытанием на нагрев. При повышении давления сверх нормы снижается надежность системы водородного охлаж­дения. Например, из-за выпучивания при этом торцевых щитов может нарушиться работа уплотнений и появиться опасная утечка водорода, угрожающая пожаром или взры­вом.

Для предотвращения конденсации влаги на стенках га­зоохладителей температура точки росы водорода в корпусе генератора при рабочем давлении должна быть ниже, чем температура воды на входе в газоохладители, но не выше 15 °С. Последнее требование фактически определяет влагосодержание газа не более 12,8 г/м 3 . Повышение влажности водорода в генераторе при отсутствии течи воды в газоох­ладителях и применении для подпитки хорошо осушенного водорода может произойти только за счет попадания вла­ги вместе с воздухом из масла, сливающегося из уплотне­ний в сторону водорода.

Повышение влажности водорода снижает надежность и срок службы изоляции, вредно сказывается на механичес­кой прочности бандажей ротора, ограничивает снижение температуры холодного водорода в зимнее время из-за воз­можности конденсации влаги на стенках газоохладителей. Наконец, повышение влагосодержания в газе на 1 г/м 3 , увеличивая плотность газовой смеси, повышает вентиляци­онные потери в генераторе на 0,8—1 %. В настоящее время для снижения влагосодержания газа начали применять холодильные установки.

Генераторы с поверхностным водородным охлаждением могут работать на воздушном охлаждении при сниженной нагрузке. Для генераторов с непосредственным охлаждени­ем работа с нагрузкой на воздушном охлаждении недопус­тима, так как это привело бы к перегреву и повреждению обмотки. Генераторы серии ТВФ должны быть переведены на водород до включения в сеть, а генераторы серий ТВВ и ТГВ при воздушном охлаждении могут работать на XX только без возбуждения и то кратковременно. Чистота во­дорода в генераторе должна быть не ниже следующих зна­чений:

Давление водорода, МПа:

0,05 и выше в генераторах с косвенным охлаждением…………………………97
В генераторах с непосредственным охлаждением и синхрон­ных

Снижение чистоты водорода на 1 % приводит к увели­чению вентиляционных потерь на 10—11 %. Например, в генераторе ТВФ-100-2 с давлением водорода 0,3 МПа при снижении чистоты водорода только на 1 % дополнительные потери составят за год не менее 200 МВт-ч. В более мощ­ных генераторах дополнительные вентиляционные потери при снижении чистоты водорода еще больше. Кроме того, снижение чистоты водорода приводит к ухудшению охлаж­дения или образованию взрывоопасной смеси. При сниже­нии чистоты водорода ниже нормы генератор должен быть продут путем выпуска из него водорода с пониженной чис­тотой и добавлением такого же количества чистого водо­рода из ресиверов или баллонов.

Содержание кислорода в корпусе генератора не долж­но превышать 1,2 %, а в бачке продувки—2 %. Несоблюде­ние этого требования резко увеличит опасность образова­ния в генераторе взрывоопасной смеси. Поэтому, если со­держание кислорода достигает значений, близких к пре­дельно допустимым, производится продувка генератора чистым водородом, как и при снижении чистоты водорода.

Все генераторы допускают работу с номинальной мощ­ностью при изменении напряжения в пределах ±5 % номи­нального и при допустимых в эксплуатации изменениях частоты. Попутно отметим, что наибольший ток ротора в одном из трех режимов по напряжению (0,95; 1; 1,05 Uном) принимается за номинальный ток ротора.

Читайте также  Устройства статора трехфазного синхронного генератора

Длительно допустимое отклонение напряжения не дол­жно превышать ±10% номинального. При отклонении напряжения свыше ±5 % номинального полная мощность генератора уменьшается согласно указанию завода-изгото­вителя или на основании испытания.

Рис. 4.2. Диаграмма мощности

Повышение напряжения свыше 105 % номинального связано с повышением тока возбуждения и магнитной ин­дукции генератора, что вызывает повышенный нагрев ста­ли статора, возрастание дополнительных потерь в роторе и конструктивных элементах статора. Чтобы не превысить нагрева обмотки ротора и стали статора сверх допустимо­го в эксплуатации, нагрузка генератора при повышении напряжения сверх 105 % должна понижаться. Умень­шение же мощности генератора при снижении напря­жения ниже 95 % номинального вызывается тем, что повы­шать ток свыше 105 % номинального недопустимо. Повышение напряжения свыше 110 % недопустимо из-за резкого усиления местных перегревов активной стали сердечника статора в результате роста при этом магнитного потока рассеивания.

Рассмотрим работу генератора с различными коэффи­циентами мощности, пользуясь диаграммой мощности (рис. 4.2). Полная мощность генератора ограничивается:

в зоне перевозбуждения при коэффициенте мощности менее номинального — нагревом обмотки ротора, так как для увеличения реактивной нагрузки необходимо увеличи­вать ток ротора. При номинальном токе ротора из-за раз­магничивающего действия реакции реактивного тока ста­тора наибольшее значение тока статора составит всего лишь около 80 % номинального;

в зоне от номинального значения коэффициента мощно­сти до значения, равного единице, — нагревом обмотки ста­тора или допустимой мощностью турбины;

в зоне недовозбуждения (коэффициент мощности менее единицы)—мощностью турбины, током статора, нагревом торцевых элементов сердечника статора.

В режиме недовозбуждения из-за подмагничивающего характера реакции тока статора заметно возрастает акси­альная составляющая магнитного поля рассеивания в зубцовой зоне торцевых пакетов сердечника (в основном в трех крайних пакетах), в результате чего резко увеличива­ются вихревые токи в листах активной стали, в нажимных плитах и пальцах, вызывающие сильный нагрев этих эле­ментов. Для обмотки статора особенно опасен нагрев ак­тивной стали в зоне под пазами и в зубцах, с которыми обмотка непосредственно соприкасается.

Уровень нагрева концевых элементов сердечника стато­ра особенно значителен в генераторах с непосредственным охлаждением, имеющих повышенные электромагнитные на­грузки. Несмотря на меры, принимаемые по снижению на­грева (выполнение разрезов в зубцах крайних пакетов, усиление охлаждения этих пакетов и т.д.), торцевые эле­менты статора этих машин нагреваются до высоких темпе­ратур не только в режимах недовозбуждения, но и при ра­боте их с отстающим током при коэффициенте мощности, близком к единице. Поэтому допустимая длительная на­грузка в режиме недовозбуждения, а также при повышении коэффициента мощности от номинального до единицы для генераторов с непосредственным охлаждением должна оп­ределяться на основании специальных испытаний или директивных материалов с учетом обеспечения устойчивости параллельной работы в сети.

Для генераторов с косвенным охлаждением разрешает­ся длительная работа при повышении коэффициента мощ­ности от номинального до единицы с сохранением номи­нального значения полной мощности.

При регулярной работе генератора в режимах недовоз-буждения должно быть обеспечено автоматическое ограни­чение минимального тока возбуждения для исключения по­тери устойчивости в случаях внезапного повышения напря­жения в сети.

НОРМАЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ ГЕНЕРАТОРОВ

Нормальными режимами генератора являются такие, при которых он работает с номинальными параметрами, указанными на заводской таблице и в паспорте, или с отклонениями, допустимыми по ГОСТ или ТУ. Работа генератора точно с номинальными параметрами называется, кроме того, номинальным режимом. К основным параметрам генератора относятся: полная мощность, напряжение и ток статора, ток ротора, коэффициент мощности, частота, температура и давление охлаждающей среды.

Длительно допустимые значения тока статора и ротора генератора в зависимости от конкретных значений давления газа и температуры охлаждающей среды, а также от значения рабочего напряжения на выводах статора обычно указываются в так называемой режимной карте генератора, которой пользуются при его эксплуатации.

При составлении режимных карт руководствуются следующими соображениями. Длительно допустимые токи статора и ротора должны быть снижены, если температура охлаждающей среды или давление газа отличаются от номинального в сторону ухудшения охлаждения. Если температура охлаждающего газа ниже номинальной, то мощность генератора разрешается повысить.

Допустимые при пониженной температуре холодного газа токи ротора и статора, если они не указаны заводом-изготовителем, устанавливаются на основании испытания на нагрев. При этом не должны быть превышены наибольшие допустимые в эксплуатации температуры, определенные при номинальном режиме. Не допускается увеличивать мощность при снижении температуры входящей в обмотку воды для генераторов с водяным охлаждением обмотки статора.

Если температура охлаждающего газа выше номинальной, то допустимые токи статора и ротора уменьшаются до значений, при которых температуры обмоток не будут превышать наибольших допустимых в эксплуатации. При температуре входящего газа выше 55° С работа генераторов не допускается.

Для генераторов с водяным охлаждением обмотки статора снижение нагрузки в случае повышения температуры входящей в обмотку воды выше номинальной должно быть таким, чтобы температура выходящей из обмотки воды не превысила 85 С С.

Отклонение от номинального давления водорода в генераторе не должно быть больше ±0,02 МПа для генераторов с давлением 0,1 МПа и выше; ±0,01 МПа для генераторов с давлением водорода 0,05 МПа и выше и ±0,001 МПа для генераторов с давлением водорода 0,005 МПа. Снижение водорода сверх нормы для генераторов с давлением 0,005 МПа опасно в основном из-за возможности попадания воздуха в машину при сбросе нагрузки или при появлении утечки, а для генераторов с высоким давлением — из-за перегрева обмоток. Допустимая нагрузка при снижении давления водорода для этих генераторов устанавливается заводом-изготовителем или определяется испытанием на нагрев. При повышении давления сверх нормы снижается надежность системы водородного охлаждения. Например, из-за выпучивания при этом торцевых щитов может нарушиться работа уплотнений и появиться опасная утечка водорода, угрожающая пожаром или взрывом.

Для предотвращения конденсации влаги на стенках газоохладителей температура точки росы водорода в корпусе генератора при рабочем давлении должна быть ниже, чем температура воды на входе в газоохладители, но не выше 15 °С. Последнее требование фактически определяет влаго-содержание газа не более 12,8 г/м 3 . Повышение влажности водорода в генераторе при отсутствии течи воды в газоохладителях и применении для подпитки хорошо осушенного водорода может произойти только за счет попадания влаги вместе с воздухом из масла, сливающегося из уплотнений в сторону водорода.

Повышение влажности водорода снижает надежность и срок службы изоляции, вредно сказывается на механической прочности бандажей ротора, ограничивает снижение температуры холодного водорода в зимнее время из-за возможности конденсации влаги на стенках газоохладителей. Наконец, повышение влагосодержания в газе на 1 г/м 3 , увеличивая плотность газовой смеси, повышает вентиляционные потери в генераторе на 0,8—1 %. В настоящее время для снижения влагосодержания газа начали применять холодильные установки.

Генераторы с поверхностным водородным охлаждением могут работать на воздушном охлаждении при сниженной нагрузке. Для генераторов с непосредственным охлаждением работа с нагрузкой на воздушном охлаждении недопустима, так как это привело бы к перегреву и повреждению обмотки. Генераторы серии ТВФ должны быть переведены на водород до включения в сеть, а генераторы серий ТВВ и ТГВ при воздушном охлаждении могут работать на XX только без возбуждения и то кратковременно. Чистота водорода в генераторе должна быть не ниже следующих значений:

Давление водорода, МПа:

0,05 и выше в генераторах с косвенным охлаждением . . 97 В генераторах с непосредственным охлаждением и синхронных компенсаторах. 98

Снижение чистоты водорода на 1 % приводит к увеличению вентиляционных потерь на 10—11 %. Например, в генераторе ТВФ-100-2 с давлением водорода 0,3 МПа при снижении чистоты водорода только на 1 % дополнительные потери составят за год не менее 200 МВт-ч. В более мощных генераторах дополнительные вентиляционные потери при снижении чистоты водорода еще больше. Кроме того, снижение чистоты водорода приводит к ухудшению охлаждения или образованию взрывоопасной смеси. При снижении чистоты водорода ниже нормы генератор должен быть продут путем выпуска из него водорода с пониженной чистотой и добавлением такого же количества чистого водорода из ресиверов или баллонов.

Содержание кислорода в корпусе генератора не должно превышать 1,2 %, а в бачке продувки—2 %. Несоблюдение этого требования резко увеличит опасность образования в генераторе взрывоопасной смеси. Поэтому, если содержание кислорода достигает значений, близких к предельно допустимым, производится продувка генератора чистым водородом, как и при снижении чистоты водорода.

Все генераторы допускают работу с номинальной мощностью при изменении напряжения в пределах ±5 % номинального и при допустимых в эксплуатации изменениях частоты. Попутно отметим, что наибольший ток ротора в одном из трех режимов по напряжению (0,95; 1; 1э05 ^ном) принимается за номинальный ток ротора.

Длительно допустимое отклонение напряжения не должно превышать ±10% номинального. При отклонении напряжения свыше ±5 % номинального полная мощность генератора уменьшается согласно указанию завода-изготовителя или на основании испытания.

Рис. 4.2. Диаграмма мощности

Повышение напряжения свыше 105 % номинального связано с повышением тока возбуждения и магнитной индукции генератора, что вызывает повышенный нагрев стали статора, возрастание дополнительных потерь в роторе и конструктивных элементах статора. Чтобы не превысить нагрева обмотки ротора и стали статора сверх допустимого в эксплуатации, нагрузка генератора при повышении напряжения сверх 105 % должна понижаться. Уменьшение же мощности генератора при снижении напряжения ниже 95 % номинального вызывается тем, что повышать ток свыше 105 % номинального недопустимо, Повышение напряжения свыше ПО % недопустимо из-за резкого усиления местных перегревов активной стали сердечника статора в результате роста при этом магнитного потока рассеивания.

Рассмотрим работу генератора с различными коэффициентами мощности, пользуясь диаграммой мощности (рис. 4.2). Полная мощность генератора ограничивается:

в зоне перевозбуждения при коэффициенте мощности менее номинального — нагревом обмотки ротора, так как для увеличения реактивной нагрузки необходимо увеличивать ток ротора. При номинальном токе ротора из-за размагничивающего действия реакции реактивного тока статора наибольшее значение тока статора составит всего лишь около 80 % номинального;

в зоне от номинального значения коэффициента мощности до значения, равного единице, — нагревом обмотки статора или допустимой мощностью турбины;

в зоне недовозбуждения (коэффициент мощности менее единицы) — мощностью турбины, током статора, нагревом торцевых элементов сердечника статора.

В режиме недовозбуждения из-за подмагничивающего характера реакции тока статора заметно возрастает аксиальная составляющая магнитного поля рассеивания в зуб-цовой зоне торцевых пакетов сердечника (в основном в трех крайних пакетах), в результате чего резко увеличиваются вихревые токи в листах активной стали, в нажимных плитах и пальцах, вызывающие сильный нагрев этих элементов. Для обмотки статора особенно опасен нагрев активной стали в зоне под пазами и в зубцах, с которыми обмотка непосредственно соприкасается.

Уровень нагрева концевых элементов сердечника статора особенно значителен в генераторах с непосредственным охлаждением, имеющих повышенные электромагнитные нагрузки. Несмотря на меры, принимаемые по снижению нагрева (выполнение разрезов в зубцах крайних пакетов, усиление охлаждения этих пакетов и т.д.), торцевые элементы статора этих машин нагреваются до высоких температур не только в режимах недовозбуждения, но и при работе их с отстающим током при коэффициенте мощности, близком к единице. Поэтому допустимая длительная нагрузка в режиме недовозбуждения, а также при повышении коэффициента мощности от номинального до единицы для генераторов с непосредственным охлаждением должна определяться на основании специальных испытаний или директивных материалов с учетом обеспечения устойчивости параллельной работы в сети.

Для генераторов с косвенным охлаждением разрешается длительная работа при повышении коэффициента мощности от номинального до единицы с сохранением номинального значения полной мощности.

При регулярной работе генератора в режимах недовоз-буждения должно быть обеспечено автоматическое ограничение минимального тока возбуждения для исключения потери устойчивости в случаях внезапного повышения напряжения в сети.

Дата добавления: 2016-06-02 ; просмотров: 1876 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: