НОРМАЛНА РАБОТА НА ГЕНЕРАТОРИТЕ
Нормалните режими на генератора са тези, при които той работи с номиналните параметри, посочени на фабричната таблица и в паспорта, или с отклонения, разрешени от GOST или TU. Работата на генератора точно с номиналните параметри се нарича още номинален режим. Основните параметри на генератора включват: привидна мощност, напрежение и ток на статора, ток на ротора, фактор на мощността, честота, температура и налягане на охлаждащата среда.
Дългосрочните допустими стойности на тока на статора и ротора на генератора, в зависимост от специфичните стойности на налягането на газа и температурата на охлаждащата среда, както и от стойността на работното напрежение на клемите на статора, обикновено се посочват в така наречената режимна карта на генератора, която се използва по време на неговата работа.
При съставянето на режимни карти се ръководят следните съображения. Дългосрочно допустимите токове на статора и ротора трябва да бъдат намалени, ако температурата на охлаждащата среда или налягането на газа се различава от номиналното в посока на влошаване на охлаждането. Ако температурата на охлаждащия газ е под номиналната, тогава мощността на генератора може да се увеличи.
Допустимите токове на ротора и статора при ниска температура на студен газ, ако не са посочени от производителя, се установяват въз основа на тест за нагряване. В същото време не трябва да се превишават най-високите допустими работни температури, определени при номинална работа. Не се допуска увеличаване на мощността с намаляване на температурата на водата, влизаща в намотката за генератори с водно охлаждане на намотката на статора.
Ако температурата на охлаждащия газ е по-висока от номиналната, тогава допустимите токове на статора и ротора се намаляват до стойности, при които температурите на намотките няма да надвишават най-високите допустими при работа. Притемпература на входящия газ над 55°C не се допуска работа на генератора.
За генератори с намотка на статора с водно охлаждане, намаляването на натоварването в случай на повишаване на температурата на водата, влизаща в намотката, над номиналната стойност трябва да бъде такава, че температурата на водата, напускаща намотката, да не надвишава 85 ° C.
Отклонението от номиналното налягане на водорода в генератора не трябва да надвишава ±0,02 MPa за генератори с налягане от 0,1 MPa и повече; ±0,01 MPa за генератори с налягане на водорода от 0,05 MPa и повече и ±0,001 MPa за генератори с налягане на водорода от 0,005 MPa. Намаляването на водорода над нормата за генератори с налягане от 0,005 MPa е опасно главно поради възможността за навлизане на въздух в машината при падане на товара или при възникване на теч, а за генератори с високо налягане - поради прегряване на намотките. Допустимото натоварване за намаляване на налягането на водорода за тези генератори се задава от производителя или се определя чрез топлинен тест. Когато налягането се повиши над нормата, надеждността на водородната охладителна система намалява. Например, изкривяването на крайните щитове може да доведе до повреда на уплътненията и изтичане на опасен водород, причинявайки пожар или експлозия.
Увеличаването на влажността на водорода намалява надеждността и експлоатационния живот на изолацията, влияе неблагоприятно върху механичната якост на капаците на ротора, ограничава понижаването на температурата на студения водород през зимата поради възможността за кондензация на влага по стените на газовите охладители. И накрая, увеличаването на съдържанието на влага в газа с 1 g/m 3, увеличаването на плътността на газовата смес, увеличава вентилационните загуби в генератора с 0,8-1%. Понастоящем хладилните агрегати са започнали да се използват за намаляване на съдържанието на влага в газа.
Генераторите с повърхностно водородно охлаждане могат да работятс въздушно охлаждане при намалено натоварване. За генератори с директно охлаждане не се допуска работа с товар с въздушно охлаждане, тъй като това би довело до прегряване и повреда на намотката. Генераторите от серията TVF трябва да бъдат превключени на водород, преди да бъдат включени към мрежата, а генераторите от серията TVV и TGV с въздушно охлаждане могат да работят само на XX без възбуждане и след това за кратко време. Чистотата на водорода в генератора не трябва да бъде по-ниска от следните стойности:
Налягане на водорода, MPa:
0,05 и повече в генератори с индиректно охлаждане. . 97 В генератори с директно разширение и синхронни компенсатори. 98
Намаляването на чистотата на водорода с 1% води до увеличаване на вентилационните загуби с 10–11%. Например, в генератор TVF-100-2 с налягане на водорода от 0,3 MPa, с намаляване на чистотата на водорода само с 1%, допълнителните загуби ще възлизат на най-малко 200 MWh годишно. При по-мощните генератори допълнителните вентилационни загуби с намаляване на чистотата на водорода са още по-големи. В допълнение, намаляването на чистотата на водорода води до лошо охлаждане или образуване на експлозивна смес. Когато чистотата на водорода падне под нормата, генераторът трябва да се продуха, като от него се освободи водород с намалена чистота и се добави същото количество чист водород от приемници или цилиндри.
Всички генератори са способни да работят при номинална мощност, когато напрежението се променя в рамките на ±5% от номиналното напрежение и при приемливи промени в честотата на работа. Между другото, отбелязваме, че най-големият ток на ротора в един от трите режима на напрежение (0,95; 1; 1e05 ^nom) се приема като номинален ток на ротора.
Дългосрочното допустимо отклонение на напрежението не трябва да надвишава ± 10% от номиналното. Ако отклонението на напрежението е повече от ±5% от номиналната стойност, общата мощност на генераторанамалени според указанията на производителя или въз основа на тестване.
Ориз. 4.2. мощност диаграма
Увеличаването на напрежението над 105% от номиналното е свързано с увеличаване на тока на възбуждане и магнитната индукция на генератора, което води до повишено нагряване на статорната стомана, увеличаване на допълнителните загуби в структурните елементи на ротора и статора. За да не се превишава нагряването на намотката на ротора и стоманата на статора над допустимото при работа, натоварването на генератора трябва да се намали, когато напрежението се повиши над 105%. Намаляването на мощността на генератора, когато напрежението падне под 95% от номиналното, се дължи на факта, че е неприемливо да се увеличи токът над 105% от номиналния , Увеличаването на напрежението над 10% е неприемливо поради рязко увеличаване на локалното прегряване на активната стомана на статорното ядро в резултат на увеличаване на магнитния поток на изтичане.
Помислете за работата на генератор с различни коефициенти на мощност, като използвате диаграмата на мощността (фиг. 4.2). Общата мощност на генератора е ограничена:
в зоната на свръхвъзбуждане при фактор на мощността, по-малък от номиналната стойност - чрез нагряване на намотката на ротора, тъй като за увеличаване на реактивния товар е необходимо да се увеличи токът на ротора. При номиналния ток на ротора, поради демагнетизиращия ефект на реакцията на реактивния ток на статора, максималната стойност на тока на статора ще бъде само около 80% от номиналния;
в зоната от номиналната стойност на фактора на мощността до стойност, равна на единица - чрез нагряване на намотката на статора или допустимата мощност на турбината;
в зоната на недовъзбуждане (коефициент на мощност по-малък от единица) - мощност на турбината, ток на статора, нагряване на крайните елементи на ядрото на статора.
В режим на недовъзбуждане, поради магнетизиращия характер на реакцията на статорния ток, нааксиален компонент на разсеяното магнитно поле в зъбната зона на крайните пакети на сърцевината (главно в трите крайни пакета), в резултат на което вихровите токове рязко се увеличават в листове от активна стомана, в притискащи плочи и пръсти, причинявайки силно нагряване на тези елементи. За намотката на статора нагряването на активна стомана е особено опасно в областта под жлебовете и в зъбите, с които намотката е в пряк контакт.
Степента на нагряване на крайните елементи на сърцевината на статора е особено значима при генератори с директно охлаждане, които имат повишени електромагнитни натоварвания. Въпреки предприетите мерки за намаляване на нагряването (нарязване на зъбите на външните пакети, увеличаване на охлаждането на тези пакети и т.н.), крайните елементи на статора на тези машини се нагряват до високи температури не само в режими на недовъзбуждане, но и когато работят с изоставащ ток при фактор на мощността, близък до единица. Следователно допустимото продължително натоварване в режим на недовъзбуждане, както и с увеличаване на коефициента на мощност от номинална до единица за генератори с директно охлаждане, трябва да се определи въз основа на специални тестове или директивни материали, като се вземе предвид стабилността на паралелната работа в мрежата.
За генератори с индиректно охлаждане е разрешена дългосрочна работа с увеличаване на коефициента на мощност от номинална до единица при запазване на номиналната стойност на привидната мощност.
При редовна работа на генератора в режими на недовъзбуждане трябва да се осигури автоматично ограничаване на минималния ток на възбуждане, за да се предотврати загуба на стабилност в случай на внезапно повишаване на напрежението в мрежата.