Файл: Шубенко, В. А. Использование синхронных генераторов электрических станций в качестве синхронных компенсаторов учебное пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.11.2024
Просмотров: 23
Скачиваний: 0
Т аб л иц а 1
|
Л |
|
|
EJ г |
|
|
0) О |
|
|
н к |
|
Период пуска |
3 Л |
|
ЕЗ К си |
||
|
| s
£7 О о?
С я п
Максималь- Минималь-'
ный ток |
НЫЙ ТОК |
статора |
статора |
А J/Jh |
А J/Jн |
Начало пуска |
10 |
900 |
1,3 |
900 |
1,3 |
Промежуточный |
55 |
1000 |
1,45 |
500 |
0,73 |
период |
|||||
Период вхож |
|
|
|
|
|
дения в син |
5 |
1200 |
1,74 |
1100 |
1,45 |
хронизм |
Ток J/JH для вспо-
ротомогательного ра, А генератора
1,96
1,69-f 1,96
'150 2,174-2,6
электрической нагрузки и всю тепловую нагрузку, то исполь зовать его в качестве вспомогательного невозможно.
Использован следующий способ перевода СГ в режим СК. Возбудитель, который находится на одном валу с ротором’ генератора, используют как двигатель. Резервный возбуди тель, имеющийся на станции, приводится в действие асин хронным двигателем и используется как генератор. Получен ную систему генератор-двигатель применяют для трогания с места ротора и разворота его до. подсинхронной скорости. За тем СГ включают на шины 6,3 кВ и собственный возбудитель переводят из двигательного режима в генераторный.
■Питание асинхронного двигателя, приводящего в дейст вие резервный возбудитель, осуществляли с шин 0,4 кВ. Во время пуска обмотка возбуждения генератора отключалась от возбудителя контактами АГП и включалась на сопротив ление. Собственный возбудитель во время пуска . является двигателем постоянного тока, независимого возбуждения, так как последовательная обмотка отключается, а параллельная получает питание только от аккумуляторной батареи. Для регулирования тока возбуждения в схеме установлены рео статы.
Перед переводом СГ в .режим СК выполнено отсоединение роторов генератора и турбины и опробование работы масля ной системы от вспомогательного маслонаеоеа.
(Произведенный электромеханический расчет показал, что собственный возбудитель мощностью 60 кВт в состоянии раз-
10
вернуть ротор генератора, имеющего вес 7 тонн, до подсин хронной скорости. Расчетное время разворота ротора до под синхронной скорости равно 28 минутам. Однако мощности возбудителя недостаточно для создания необходимого враща ющего момента во время трогания ротора с места. Это объ ясняется тем, что в состоянии покоя ротор своим весом вы давливает масло из подшипников и в момент трогания полу чается наибольший коэффициент трения. При вращении, в подшипнике возникает масляный слой, и коэффициент трения уменьшается.
Указанное затруднение можно устранить путем увеличе ния мощности собственного возбудителя. Возможно также создание специального устройства, которое позволяло бы тро нуть ротор генератора с места в начальный период пуска. При пуске генератора на Черногорской ТЭЦ было создано временное устройство для трогания ротора. Развертывание ротора генератора длилось 30 минут. Когда скорость достиг ла 2750 об/мин., генератор включали методом самосинхрони зации. Последующим переключением схемы собственный воз будитель отключали от резервного и переводили в генера торный режим.
СГ в 6 МВт, работающий на Черногорской ТЭЦ, имеет UHr= Ю,5 кВ. При работе СГ в режиме СК на шины генера торного напряжения 6,3 кВ оказалось возможным иметь ре активную нагрузку, равную номинальной полной (7,5 МВАр) при токе статора 688А и токе возбуждения 157 А.
3. РАСЧЕТ СОСТАВЛЯЮЩИХ ТОКА И ЭДС СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА
Для неявнополюсного СГ заданы: междуфазовое напряже ние U, активная Р и реактивная Q мощности на выводах, ак тивное сопротивление обмотки статора г, синхронные реак тивности в продольной оси — Xd и в поперечной оси — xq.
Полная мощность генератора
S = I 'V + Q2,
Р
COS ф == - g — .
На рис. 1 вектор напряжения на выводах генератора U совмещен с осью действительных величин и построены век торы тока
11
/
Рис. 1
Ia |
V з |
и ’ |
|
i |
= _ |
£ |
^ |
p |
V |
з и |
|
и полного тока J.
Внутренняя ЭДС генератора за продольным синхронным реактансом
Ed = U +УЗ/ (r+jxd)
и за поперечным реактансом xq<Xd
£ 'q = U + y 3 /(r+ jx (I).
На векторной диаграмме рис. 1 в масштабе напряжения dh = y 3Jr,
hk = y 3Jxd,
hc = y 3Jxq, OC= Eq.
Положение поперечной оси ротора q совпадает с направле
нием вектора Eq. |
q дает вектор ом = Ed. |
|
(Проекция точки К на ось |
||
Из треугольника омп следует, что |
||
ом = У (od+dn)2+ (пм)2, |
||
Ed = l/T0 + AU)2+(6U)2, |
||
где |
|
|
dn = AU= P-r + Q- |
||
|
|
U |
пм —6U = |
PXq |
Qr |
|
|
U |
tgg = ___ 5U |
= |
Pxq - Qr |
U + AU |
U2 + P-r-f- Qxq ’ |
|
Разность отрезков
ос—oa — ab + bc\
Eg—Ucos 6= ]/3j-rcos(<p + 6) +y3J-xd-sin(<p + 8).
Проекции вектора тока J на оси d и q дают составляю щие:
3—316 |
13 |
|
|
|
Jd= J sin(cp+ S); |
|
|
|
|
|
Jq = J eos(<p+ 6); |
|
|
|
|
Eq— U COS б = УЗ(Jq-r+Jd'Xq). |
3— 1 |
||
Разность отрезков |
bh—hd' = ad, |
|
|
||
|
УЗ[xqJ cos(q>+6)— Jr sin(ф + 6) ]= U sin 6, |
|
|||
|
|
|
U sin 6~=УЗ (JqXq— Jdr). |
3—2 |
|
Решение уравнений 3—J, 2 относительно Jd и Jq: |
|
||||
|
/ 3 |
Id = |
xq(Eq — U cos 8) — rU sin 8 |
3—3 |
|
|
Г2 + |
Xq2 |
|||
|
|
|
|
||
|
К 3 Iq = |
r(Eq — U cos 8) — xqU sin 8 |
3—4 |
||
|
r2 + xa2 |
||||
|
|
|
|
||
По векторной диаграмме рис. 1 |
|
|
|||
СМ = |
С К sin (cp-f-б) = У3J (Xd— Xq) sin (ф+ 6) =y3Jd(Xd— Xq). |
||||
Продольная |
ЭДС генератора |
|
|
||
|
|
Ed = ос + сж= E q+ уз Jd (xd—Xq). |
3—5 |
||
После подстановки выражения 3—3 в 3—5 |
|
||||
Ed = |
(r2 + |
xdxq) |
U (x<i — Xq)(Xq COS 8 + г • sin 8) |
3—6 |
|
|
Г2 + |
X 2 |
Г2 + V |
||
|
|
||||
Ed —Eq 4 |
U2(Xd - Xq) |
COS (8 — a ), |
3—6a |
||
где
Zd = yr2+Xd2; Zq = yr2+ Xq2; zc = yr2+XdXq;
14
При г= 0 выражения |
3—3, 4, 6 имеют вид: |
|
|
, — |
Ea — U cos 8 |
; |
3—7 |
V 3 id |
------- 3— =--------- |
||
|
Xq |
|
|
—UsinS
|
|
|
^ |
3, я = |
xq |
: |
3—8 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Fj _ |
Eq • Xd |
_ |
U COs8(xd — Xq) |
3—9 |
||
|
|
|
Xq |
|
|
Xq |
||
|
|
|
|
|
|
|||
Из |
выражения |
3—6а |
|
|
|
|
||
|
гг |
( zq \ 2 |
. |
U (xd — Xq) Zq(COS (о — otq) |
3—10 |
|||
|
E^ |
E“ U |
J |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Из |
векторной |
диаграммы |
следует, |
что |
|
|||
|
|
|
|
J a = JqCOS 6+ Jd sin б; |
3—H |
|||
|
|
|
|
Jp = Jd cos 6—jq sin 6. |
3—12 |
|||
Подстановка 3—41 в формулу активной мощности генератора дает
_ |
U • Е |
U2 |
. |
3—13 |
Р = V 3 U L = |
--------— sin (8 + |
<*q)--------sin а |
||
|
zq |
Zq |
4 |
|
Исключив Jp в формуле Q = ]/3UJP с помощью 3—12, получим
Н Е |
т т2 |
3—14 |
Q = -------3— COS (8 -}- otq) ------- Sinaq. |
||
zq |
zq |
|
Найдем выражение для Jd и Jq через Ed. |
|
|
По векторной диаграмме рис. 1 |
|
|
Ed—U cos 6= уЗ[г• J cos(<p+ 6) +Xd-J sin(ф+ б] = |
|
|
|
= y3(Jq-r+Jd-xd); |
3—15 |
U sin 6 = Y3[xd-J cos(ф + |
6 ) —j -j s ii p q > T o ; - |
||
•'COS (ф+ 6) ] =УЗ [JqXq—Jdr] |
|
||
Решение уравнений 3—45, |
16 относительно Jd, Jq дает |
||
/Г? |
1T~~~ *\ |
|
|
(Ed — U cos 8) xq — rU sin 8 |
|||
V з id= - |
|
И + XdXq |
|
Uxd sin 8 -|- (Ej —U cos 8) г |
|||
5 Iq = |
|
r2 + XdXq |
~ |
|
|
||
3—16
3—17
3—IS
3* |
15 |