Назначение, принцип работы, конструкции, технические данные, режимы работы синхронных генераторов электростанций

Б638-11,21
12.10.2020
Лекция 3
Тема: Назначение, принцип работы, конструкции, технические данные,
режимы работы, область применения СГ.
Вопросы
1.Назначение синхронных генераторов.
Синхронные генераторы (далее СГ) электрических станций предназначены для преобразования механической энергии первичных двигателей в электрическую энергию в соответствии с требованиями НТД по эксплуатации и
ведению режимов электроэнергетических систем (ЭЭС).
2. Принцип действия (работы) СГ.
Принцип работы собственно СГ(СМ) основан на законе электромагнитной
индукции (ЭМИ) Майкла Фарадея (1831 год). СГ как электромеханический
агрегат состоит из следующих электромагнитных и механических устройств: собственно СГ(СМ), системы возбуждения и охлаждения.
Причем элементы этих устройств являются конструктивными компонентами СГ и составляют его неотъемлемую часть.
3.Конструкции СГ.
Конструкции СГ определяются в основном типом первичного
двигателя: паровой, парогазовой или гидравлической турбины, дизеля
и носят соответственно следующие названия - турбогенераторы,
гидрогенераторы, дизель-генераторы.
В данной лекции мы сосредоточим свое внимание на турбогенераторах, как основных типах СГ, применяемых на тепловых и атомных
электростанциях, составляющих базовую часть электроэнергетики РФ.
Для предварительного ознакомления с конструкциями СГ рассмотрим
принцип работы СГ сравнительно небольшой мощности, (см. файл « Принцип работы генератора переменного тока.mp4»). Основной принцип работы синхронной машины (СГ) любой мощности неизменен, но её конструктивная часть определяется типом первичного двигателя и технологией преобразования механической энергии в электрическую, т.е.
типом электрической станции.
Турбогенераторы. Эти
машины,
приводимые
во
вращение
быстроходными паровыми или газовыми (парогазовыми) турбинами,
выполняются неявнополюсными. Турбогенераторы, предназначенные для
установки на тепловых электростанциях обычного типа, работают, как
правило, при максимально возможной частоте вращения 3000 об/мин (имеют
два полюса), что позволяет существенно уменьшить габариты и массу
машины, а также паровой турбины. На атомных электростанциях реакторы
вырабатывают пар с относительно низкими температурой и давлением.
Поэтому для них более экономичными являются турбины и турбогенераторы
с частотой вращения 1500 об/мин (они имеют четыре полюса). Однако из-за
этого значительно увеличивается диаметр ротора турбогенератора (при
одинаковой мощности приблизительно в √2раза).
Турбогенераторы выполняются с горизонтальным расположением вала
ротора . При мощности до 30 МВт они имеют поверхностное или косвенное
(посредством обдува) воздушное охлаждение, а при больших мощностях —
косвенное водородное. В турбогенераторах мощностью более 60 МВт
применяют непосредственное внутреннее охлаждение проводов обмоток
водородом, дистиллированной водой или трансформаторным маслом.
В турбогенераторах с косвенным водородным охлаждением давление
водорода составляет 0,05 • 105 Па, при этом исключается проникновение
воздуха внутрь корпуса через неплотности и масляные уплотнения концов
вала. Смесь водорода с воздухом взрывоопасна при содержании водорода
в смеси от 7 до 70%, поэтому содержание водорода в корпусе
поддерживается на уровне примерно 97%. Несмотря на это, корпус
машины с водородным охлаждением обычно рассчитывают так, чтобы
давление, развивающееся при возможном взрыве водорода, не
повредило машину.
(Далее переходим в ЭТС Т2, раздел 27, с. 196)., а также рассмотрим файлы:
 «Упрощенная электромагнитная и электрическая схемы СГ (СМ).
 Схематический разрез ротора неявнополюсной СГ (СМ).
4. Технические данные СГ электрических станций.
См.файл « Технические данные турбогенераторов».
5. Режимы работы ТГ электростанций.
Основной режим работы ТГ – номинальный, небольшие отклонения от
номинальных параметров ТГ регламентируются заводской инструкцией
по эксплуатации и подлежат автоматической регулировке.
6. Область применения ТГ
ТГ применяются на тепловых электрических и атомных станциях в
качестве основного устройства (турбоагрегата) для преобразования
механической энергии первичных двигателей в электрическую энергию.
Контрольные вопросы