1.3. Асинхронный пуск турбогенератора

Во избежание повреждения посадочных мест бандажей на бочке ротора асинхронный пуск допустим только для тех турбогенераторов, роторы которых имеют отставленные бандажи (с посадкой только на центрирующее кольцо).

Для турбогенераторов с проволочными бандажами и наборными роторами асинхронный пуск не допускается.

Напряжение на выводах турбогенератора в начальной стадии пуска определяют расчетом, исходя из наличия подключенных индуктивных сопротивлений (трансформаторов, токоограничивающих реакторов, участков линии электропередачи и т.п.). Для этого удобнее всего привести схему связи генератора с сетью к виду, приведенному на рис. П4.1, а все индуктивные сопротивления привести к единому базисному напряжению и мощности. Тогда напряжение на выводах турбогенератора в начальной стадии его асинхронного пуска будет:

, ,

U_C - напряжение в узле нагрузки, которое может быть принято равным 1,05 номинального.

Рис. П4.1. Схема для расчета асинхронного пуска генератора

Допустимость режима асинхронного пуска следует проверять по условиям воздействия на другие потребители (понижение напряжения на высокой и низкой сторонах трансформатора) и на турбогенератор (нагрев бочки ротора, усилия, возникающие в лобовых частях обмотки статора). Ограничивающим, как правило, является нагрев бочки ротора за время пуска, расчетное значение которого не должно превышать 200 °С. Для расчета нагрева во время пуска необходимо определить удельные потери в зубцовой поверхности и продолжительность пуска, по которым определяется наибольшее превышение температуры поверхности (рис. П4.2). Удельные потери (кВт/м²) в зубцовой поверхности определяются по формуле:

где I_НОМ - номинальный ток статора генератора, А;

U_П - напряжение на выводах генераторов при пуске, отн. ед;

– приведенное к статору сопротивление ротора, Ом, которое может быть подсчитано по результатам опыта определения и при питании обмотки статора напряжения промышленной частоты и неподвижном роторе за вычетом потерь в обмотке статора или по формуле:

где m_n – кратность начального пускового момента, отн. ед;

Р_НОМ – номинальная мощность генератора, кВт;

– сверхпереходное индуктивное сопротивление генератора, отн. ед.

Для турбогенераторов мощностью до 12 мВт включительно при определении расчетным путем допускается принимать кратность начального пускового момента равной 2.4.

Площадь поверхности ротора F₃ (м²) определяется по формуле

где D_p - диаметр бочки ротора,

L - длина бочках ротора, м;

K - коэффициент, учитывающий уменьшение поверхности за счет пазов, если неизвестны конструктивные данные, то обычно принимается К = 0,65.

Рис. П4.2. Зависимость наибольшего превышения температуры поверхности ротора от времени пуска при различных удельных потерях в зубцовой поверхности

Подсчет длительности пуска (с) приближенно может быть произведен по формуле:

где T_j - механическая постоянная времени агрегата, определяемая по формуле:

где GD² - маховой момент агрегата, м²;

n - номинальная частота вращения турбогенератора, об/мин;

U_n - напряжение при пуске, отн. ед;

m_acp - средний асинхронный момент (отн. ед), который может быть принят равным 0,85m_n или определен по формуле:

По кривым рис. П4.2 для соответствующих p и t_n определяется превышение температуры ротора при асинхронном пуске.

При необходимости напряжение в начальной стадии пуска должно быть понижено до требуемого значения путем использования возможности подключения дополнительных индуктивных сопротивлений.

При отсутствии расчетных или экспериментальных данных по определенному типу турбогенератора пуск его может быть осуществлен при напряжении на выводах, равном 0,5 номинального или ниже.

В тех случаях, когда пуски предполагаются достаточно частыми, для снижения напряжения при пуске следует предусмотреть установку дополнительных шунтируемых реакторов.

Асинхронный пуск турбогенератора следует выполнять в следующей последовательности:

пустить масляный насос турбогенератора и прогреть его подшипники маслом до температуры 35-40 °С;

пустить воду в масло - и газоохладители турбогенератора;

убедиться в том, что обмотка ротора турбогенератора замкнута на якорь возбудителя (если в качестве возбудителя применяется коллекторная машина постоянного тока, механически связанная с валом пускаемой машины) или на резистор сопротивлением, равным трех-пятикратному сопротивлению обмотки ротора. Резистор должен выдерживать длительно 20% номинального тока возбуждения пускаемого турбогенератора. Реостат возбуждения возбудителя при пуске с подключенным якорем возбудителя должен быть установлен в положение, примерно соответствующее возбуждению при холостом ходе с номинальным возбуждением;

подготовить схему пуска. Если для ограничения пускового тока применяются шунтируемые реакторы, убедиться, что шунтирующий выключатель отключен;

включить турбогенератор в сеть;

установить по достижении синхронной скорости требуемое возбуждение, если генератор пускался с глухо подключенным возбудителем, или подключить возбудитель (включить АГП). Произвести внешний осмотр и убедиться в том, что масло в подшипнику подается в достаточном количестве.

Если применяется реактор, то он должен быть зашунтирован по достижении турбогенератором синхронной частоты вращения, после чего производится регулирование возбуждения.