Файл: Усов С.В. Основы эксплуатации электрических станций конспект лекций.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.07.2024
Просмотров: 123
Скачиваний: 0
турбиной, и конец вектора ОА будет перемещаться при изме нении coscp по прямой АВ. Если турбина способна повышать свою мощность сверх номинальной (как это имеет место, на пример, для теплофикационных машин типа КО и КОО), то в части режимов при повышенных коэффициентах мощности генератор сможет работать при номинальной полной мощ ности (участок АА' диаграммы).
При работе в емкостном квадранте в режимах с недовозбуждением (влево от прямой ОБ) активная мощность генера тора ограничивается устойчивостью его работы.
Работа в режиме недовозбуждения все чаще практикуется в современных энергосистемах в часы провала нагрузки из-за избытков реактивной мощности и невозможности кратковре менных остановок крупных генераторов. Такой режим осуще ствим только при применении автоматического регулирования
возбуждения, эффективного |
при работе |
с опережающими |
cos ср. Но и при выполнении |
этого условия |
требуется умень |
шение активной нагрузки генератора для обеспечения устой чивости в области низких cos ф (участок GF диаграммы мощ ности). В табл. 8 приведены допустимые нагрузки турбогене раторов в режимах недовозбуждения [13].
В практике эксплуатации для определения допустимых на грузок в режимах перевозбуждения пользуются не диаграм мой мощности, а так называемой картой допустимых нагру зок, позволяющей одновременно оценить влияние температуры охлаждающей среды, напряжения и соэф. Такие карты состав ляются для каждой машины на основании специальных экс плуатационных испытаний на нагрев. Исходными условиями для их составления являются сохранение полной мощности ге нератора при отклонении напряжения на ±5, увеличение мощности при снижении температуры охлаждающей среды и уменьшение мощности при повышении температуры этой среды.
В табл. 9 приводятся для иллюстрации карты нагрузок генераторов ТВФ-60-2, 6,3 кВ, р80Д = 2 кгс/см2 и ТВВ-300-2,
20кВ, рвод = 3,5 кгс/см2.
Вмашинах со смешанным водородно-водяным охлажде нием статора повышение нагрузки при уменьшении темпера туры охлаждающей среды не допускается, так как темпера туры газа и воды могут изменяться независимо и затруднить контроль нагрузок настолько, что нагрузка генератора из-за неправильной оценки условий охлаждения может быть увели чена до недопустимых значений.
Следует учесть также возможность длительной перегрузки генераторов по току при изменении давления водорода в ма шинах с косвенным и непосредственным охлаждением обмоток
130
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 8 |
|
|
|
|
|
|
|
Допустимая |
потребляемая реактивная |
||||
Тип генератора и номинальные |
мощность, Мвар, |
при активной |
|
||||||||
|
|
данные |
|
|
|
|
нагрузке, |
% Р к |
|
||
|
|
|
|
|
|
1 0 0 |
95 |
90 |
80 |
60 |
40 |
|
|
ТВФ-60-2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р н = |
60 |
МВт; |
cos 9,, = |
0,8; |
|
|
|
|
|
|
|
U n = 6,3 кВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Избыточное давление водорода |
|
|
|
|
31 |
|
|||||
2 кгс/см2 |
..................................... |
|
|
13 |
16 |
18 |
23 |
37 |
|||
|
|
ТВФ-60-2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р я = |
60 |
МВт; |
cos ср„ = |
0,8; |
|
|
|
|
|
|
|
U и = |
Ю,5 |
кВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Избыточное давление водорода |
16 |
2 0 |
2 2 |
28 |
37 |
42 |
|||||
2 кгс/см2 |
..................................... |
|
|
||||||||
|
|
ТВФ-100-2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Я„ = |
100 МВт; cos 9,, |
= |
0,85; |
|
|
|
|
|
|
||
U » |
= |
10,5 |
кВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Избыточное давление водорода |
16 |
2 0 |
2 2 |
28 |
37 |
42 |
|||||
2 кгс/см2 |
..................................... |
|
|
||||||||
|
|
ТВВ-165-2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Рн = |
150 |
МВт; costs,, |
= |
0,85; |
|
|
|
|
|
|
|
U „ |
= |
1S кВ |
водорода |
|
|
|
|
|
|
||
Избыточное давление |
27 |
32 |
35 |
41 |
50 |
54 |
|||||
3 кгс/см2 |
..................................... |
|
|
||||||||
|
|
ТВВ-200-2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р н = 200 |
МВт; cos <р„ = |
0,85; |
|
|
|
|
|
|
|||
U „ |
= |
15,75 |
кВ |
водорода |
|
|
|
|
|
|
|
Избыточное давление |
|
3-4 |
|
|
62 |
|
|||||
3 кгс/см2 |
..................................... |
|
|
2 2 |
39 |
47 |
74 |
||||
|
|
ТВ В-320-2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Рн = 300 МВт; cos tpH= 0,85; U„ = 20 кВ
Избыточное давление |
водорода |
54 |
60 |
72 |
90 |
1 0S |
|
3,5 кгс/см'-’ ................................. |
48 |
||||||
|
ТГВ-200* |
|
|
|
|
|
|
Р н — 200 |
МВт; cos tpH= 0,85; |
|
|
|
|
|
|
Uа = |
15,75 кВ |
водорода |
|
|
|
|
|
Избыточное давление |
|
18 |
40 |
57 |
69 |
||
3 кгс/см2 ..................................... |
|
|
|||||
* Турбогенераторы ТГВ-200 не допускают работу в режиме потребле ния реактивной мощности при активной нагрузке 95% номинальной и выше, при этом отдаваемая реактивная мощность при активной нагрузке 200 МВт должна быть не менее 20 Мвар. Турбогенераторы ТГВ-300 до пускают работу с номинальной нагрузкой и cos 9 = 1 .
9* |
131 |
(рнс. 98). Из этих зависимостей следует также, что при пони жении давления водорода нагрузка генератора должна пони жаться.
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 9! |
||
|
Напряжение |
Допустимые нагрузки, А, при температуре |
|||||||
Обмотка |
|
охлаждающего |
газа, °С, для генератора |
||||||
статора, |
|
|
|
ТВФ-60-2 |
|
|
|||
|
кВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
и ниже |
3 1 -3 5 |
3 6 -4 0 |
4 1 -4 5 |
46 -50 |
51—55. |
||
Статор |
6,62 |
6880 |
6700 |
6540 |
6220 |
5900 |
5530 |
||
6,30 |
7240 |
7060 |
6880 |
6540 |
6200 |
5800 |
|||
|
5,98 |
7600 |
7400 |
7220 |
6860 |
6510 |
6100 |
||
Ротор |
6,62 |
1840 |
1787 |
1735 |
1680 |
1620 |
1560 |
||
6,30 и ниже |
1800 |
1750 |
1700 |
1650 |
1590 |
1520 |
|||
|
|||||||||
|
|
|
|
|
П р о д о л ж е и и е т а б л . 9' |
||||
|
Напряжение |
Допустимые нагрузки, А, при температуре |
|||||||
Обмотка |
|
охлаждающего |
газа, |
°С для генератора |
|||||
статора, |
|
|
|
ТВВ-320-2 |
|
|
|||
|
кВ |
|
|
|
Ю |
4 6 -5 0 |
|
|
|
|
40 |
и ниже |
| 1_ |
5 1 -5 5 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Статор |
2 1 |
1 0 |
1 0 0 |
9 700 |
9 100 |
|
8550 |
||
2 0 |
1 0 600 |
1 0 2 0 0 |
9 600 |
|
9000 |
||||
|
19 |
11 |
1 0 0 |
10 700 |
1 0 1 0 0 |
|
9450 |
||
Ротор |
2 1 |
2925 |
2830 |
2720 |
|
2630 |
|||
2 0 и ниже |
2900 |
2800 |
2690 |
|
2580 |
||||
|
|
||||||||
132
§ 35. Допустимые перегрузки статора и ротора
Кратковременные перегрузки статора и ротора по току, не обходимость в которых возникает довольно часто при работе автоматики, форсировке возбуждения, работе различных ви дов АПВ, асинхронных режимах и т. п., допускаются в до вольно широких пределах (табл. 10 и 11).
|
|
|
Т а б л и ц а 10 |
|
Допустимая кратность перегрзчюк ///дл для |
||
Продолжитель |
турбогенераторов |
|
|
ность, |
мин |
|
|
|
ТВФ |
ТВВ |
ТГВ |
1 |
2 , 0 |
1,5 |
1,5 |
2 |
1,5 |
1,4 |
1,31 |
3 |
1,4 |
1,35 |
1,25 |
4 |
1,3 |
1,3 |
1 ,2 |
5 |
1,25 |
1,25 |
1,15 |
6 |
1 ,2 |
1 ,2 |
|
1 0 |
— |
— |
1, 1* |
15 |
1,15 |
1,15 |
|
60 |
1.1 |
1,1 |
— |
* При работе с перегрузкой по току более 10 мин требуется повыше ние давления водорода не менее чем на 0,5 кгс/см2.
|
|
Т а б л и ц а 11 |
|
Допустимая кратность перегрузки /у///дл |
|
Продолжительность, с |
для турбогенераторов |
|
|
ТВФ |
ТВВ и ТГВ |
2 0 |
2 |
2 |
30 |
— |
|
60 |
1,7 |
1,5 |
240 |
1 ,2 |
1 ,2 |
3600 |
1,06 |
1,06 |
П р и м е ч а н и е . |
Снятие перегрузки роторов |
генераторов указан |
ных типов должно, |
как правило, производиться |
автоматически. При |
■отсутствии автоматики меры по снятию перегрузки должны быть ука заны в инструкции.
При определении допустимых перегрузок учитывают си стему охлаждения машин, ее конструктивные особенности и необходимость сохранения электрических и механических свойств изоляции. Для генераторов с непосредственным охлаждением обмоток статора и ротора учитывается еще не допустимость вскипания охлаждающей воды или теплового разложения масла при повышенных нагревах, сопровождаю щих перегрузки. Для роторной обмотки очень важно также не превысить наибольшую разность температур между медью об
133
мотки и сталью бочки ротора, при которой могут возникнуть остаточные деформации стержней и повреждение изоляции об мотки ротора.
При анализе режима перегрузки исходят из классического уравнения нагрева, учитывающего как отвод тепла от обмот ки, так и повышение ее температуры:
ДР = &Fdt° -ф- cG— , |
(11) |
|
где ДР — добавочные потери при перегрузке, |
|
|
ДР = / ^ ф; |
|
|
R — сопротивление обмотки |
постоянному току; £ф— коэффи |
|
циент, учитывающий влияние |
скин-эффекта на |
повышение |
активного сопротивления меди; а •—коэффициент теплоотдачи Вт/(см2-град); F — поверхность охлаждения обмотки, см2; с —
удельная теплоемкость обмотки, Вт-с/(кг-град); |
G — масса |
обмотки, кг; At° — превышение температуры обмотки над тем |
|
пературой охлаждающей среды, град. |
отводимое в- |
Первый член формулы (11) определяет тепло, |
|
охлаждающую среду, второй — тепло, идущее на |
повышение |
температуры обмотки. Отсюда искомая зависимость превыше ния температуры от времени
- д<;„ - - д о [i - exp (-f) ]•
где постоянная времени процесса
у. cG
1 ==~^F’
Нам важно выяснить время, за которое будет достигнут предельный перегрев и которое, следовательно, представит собою допустимую длительность перегрузки. Предполагая, что нагрев происходит по адиабатическому закону, получим
o.F dt° = О,
и все тепло добавочных потерь пойдет на повышение темпера туры обмотки:
ДР = / 8/?£ф = с О - ^ - .
Так как
/2 = (У3- Л ач)?2, |
/ = « / |
И
а
G = тlq,
134
