Основные технические характеристики синхронных турбогенераторов с воздушным охлаждением серии тф

Параметр	ТФ-1,5-2	ТФ-3-2	ТФ-6-2	ТФ-10-2	ТФ-16-2	ТФ-25-4	ТФ-25-2	ТФ-36-2	ТФ-60-2	ТФ-80-2	ТФ-110-2	ТФ-160-2	ТФ-180-2	ТФ-220-2
Активная мощность, МВт	1,5	3	6	10	16	25	30	36	60	80	110	160	180	220
Полная мощность, МВА	1,87	3,75	7,5	12,5	20	27,7	37,5	45	75	100	137,	200	211,	258
Коэффициент мощности	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,85	0,85
Н апряжение статора, кВ	6,3	6,3	6,3	10,5	10,5	10,5	10,5	10,5	10,5	10,5	10,5	15,7	15,7	15,7

Основные технические характеристики синхронных турбогенераторов

с водородно-водяным охлаждением серии ТВВ

Параметр	ТВВ-160-2Е	ТВВ-220-2Е	ТВВ-320-2Е	ТВВ-350-2	ТВВ-500-2Е	ТВВ-800-2Е	ТВВ-1000-2	ТВВ-1000-4	ТВВ-1200-2	ТВВ-220- 3600
Активная мощность, МВт	160	220	320	350	500	800	1000	1000	1200	220
Полная мощность, МВА	188,2	259	376	411,2	588,3	889	1111	1111	1333	259
Коэффициент мощности	0,85	0,85	0,85	0,85	0,85	0,9	0,9	0,9	0,9	0,85
Напряжение статора, кВ	18	15,75	20	20	20	24	24	24	24	15,75
ОКЗ, о.е.	0,615	0,512	0,624	-	0,428		-	0,63	0,437	0,512

Основные технические характеристики двухполюсных синхронных турбогенераторов с полным водяным

охлаждением серии Т3В

Параметр	Т3В-63-2	Т3В-110-2	Т3В-160-2	Т3В-220-2	Т3В-320-2	Т3В-400-2	Т3В-540-2	Т3В-645-2	Т3В-800-2	Т3В-1100-2У3	Т3В-1300-2У3	Т3В-1500-2У3
Активная мощность, МВт	63	110	160	220	320	400	540	645	800	1100	1300	1500
П олная мощность, МВА	78,75	137,5	188,2	258,2	376,5	470,6	635,3	758,8	888,9	1222	1444	1667
Коэффициент мощности	0,8	0,8	0,85	0,85	0,685	0,85	0,85	0,85	0,9	0,9	0,9	0,9
Напряжение статора, кВ	10,5	10,5	15,75	15,75	20	20	20	20	24	24	24	27
Ток статора, кА	4,33	7,6	6,9	9,5	10,9	13,6	18,3	21,9	21,4	29,43	34,778	35,668
ОКЗ, о.е., не менее	0,47	0,6	0,71	0,51	0,5	0,4	0,41	0,48	0,5	-	-	-

Параметры энергосистемы

Вариант	UС , кВ	SКЗ, МВА
1,а	110	800
1,б	110	1000
2,а	220	2000
2,б	220	3000
3,а	330	5500
3,б	330	6500
4,а	500	10000
4,б	500	12000
4,в	500	16000

14

Приложение 2

ПРИМЕР ПОСТРОЕНИЯ ДИАГРАММЫ МОЩНОСТИ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

Исходные данные: Генератор ТВФ – 110, ОКЗ = 0,499,

cos  = 0,8.

Построение диаграммы мощности.

Принимаем S*_ном = 1.

Тогда Р*_ном = S*_ном  cos_ном = 1 0,8 = 0,8 о.е.;

Построение диаграммы мощности (рис.П 7.1) ведём следующим образом.

Из произвольно намеченной точки О проводим оси Р (вертикальная) и Q (горизонтальная), на которых откладываем соответственно значения Р*_ном и Q^_ном. Проводя через эти точки перпендикуляры к соответствующим осям, на их пересечении получаем точку А (точка номинального режима работы – номинальный ток статора, номинальный ток возбуждения, номинальная полная мощность). Из т.О, как из центра, проводим дугу радиуса ОА – ограничение мощности по номинальному току статора.

Продолжая горизонтальную ось влево от т.О, откладываем на ней величину ОКЗ. Получаем т.В. Соединяя т.В с т.А, получаем вектор ВА, соответствующий току возбуждения в номинальном режиме. Через т.В проводим вертикальную ось – ось электромагнитной мощности. Строим ограничение мощности в режиме недовозбуждения.

Для этого на оси электромагнитной мощности наносим произвольно т. Е. Из т.В радиусом ВЕ проводим дугу. Умень-шаем отрезок ВЕ на величину запаса статической устойчивости генератора (в данном построении он принят равным 10 %  в долях полной мощности), получаем т.Е’. Через т.Е’ проводим горизонталь до пересечения с дугой радиуса ВЕ. Выполнив ряд подобных построений, соединяем полученные точки кривой, являющейся границей мощности в режиме недовозбуждения.

Рис. П 2.1. Расчётная диаграмма мощности турбогенератора ТВФ-110

С учётом ограничения минимальной мощности по условиям работы турбины (вентиляционный пропуск пара через турбину принят равным 10 % от номинального) откладываем т.D’, через которую проводим линию ND’ нижней границы мощности турбогенератора.

Согласно заданию турбогенератор работает в блоке с котлом. Топливо  газ. Нижняя граница устойчивой работы блока котёл-турбина-генератор в этом случае определяется нижней границей устойчивой работы котла, принятой равной 30 % от номинальной мощности блока, – т.D”. Проводя через т.D” горизонтальную линию МD”, получаем нижнюю границу диаграммы мощности блока. Таким образом, в данном случае диаграмма мощности блока ограничивается зоной AGMD”.

Приложение 3

ПРИМЕР РАСЧЁТА РЕЖИМА РАБОТЫ ТУРБОГЕНЕРАТОРА

По диаграмме мощности, построенной в приложении 2, определить ток статора при номинальном токе возбуждения и работе блока с минимально допустимой активной мощностью (рис. П 3.1).

По заданию турбогенератор работает в блоке с котлом. Топливо  газ. Нижняя граница устойчивой работы блока котёл-турбина-генератор в этом случае определяется нижней границей устойчивой работы котла, принятой равной 30 % от номинальной мощности блока, – т.D”.

Рис. П 3.1. Определение тока статора при работе блока с минимально

допустимой нагрузкой

В этом режиме получаем:

Этому режиму соответствует т.D” (рис. П 3.1). Точка O’ отвечает значению Q в этом режиме.

Аналогичным образом определяются токи статора и ротора для любых нагрузочных режимов.

Приложение 4

Схема расчета параметров внезапного трехфазного короткого замыкания, несинхронного трехфазного включения

№ п/п	Обозначение величин. Расчетные формулы	Значения параметров								Примечания
		3-фазное КЗ		Несинхронные включения при угле Θ, 20л.град.				Самосинхронизация
		на выводах генератора	за повыша-ющим трансфор-матором	15	30	120	180	на выводах гене-ратора	за повышаю-щим трансформатором
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	uс	-	-	1,05	1,05	1,05	1,05	1,05	1,05	-
2	е”	1,05	1,13	1,05	1,05	1,05	1,05	1,05	1,05	-
3	cos φном	0,85		0,85				0,85		табл. П3.1
4	хd”	.…	-	.…				.…		табл. П3.1
5	хq”	.…	-	.…				.…		табл. П3.1
6	х”dq	.…	.…	.…				.…		0,5(хd”+ хq”)
7	хтр	-	.…	.…				-	.…	uк,%/100
8	хс	-	.…	.…				.…	.…	u2/Sкз(кВ2 / кВА)
9	хвн	-	.…	.…				.…		п.7+п.8
10	Σ хd”	-	-	-	-	-	-	-	.…	п.4+п.9
11	Σ хq”	-	-	-	-	-	-	-	.…	п.5+п.9
12	Σ х”dq	х”dq	Σ х”dq	х”dq /Σ х”dq				х”dq	Σ х”dq	п.6+п.9
13	Сопротивления привести к расчётной ступени напряжения	.…	.…	.…				.…	.…	u2ступени/ u2элемента
14	cosθ	-	-	.…	.…	.…	.…	-	-	-
15	∆u	1,05	1,05	.…	.…	.…	.…	-	-	см. прим. к ф-ле (1.1)

и метода самосинхронизации при включении генератора в сеть

Окончание прил.4

С хема расчета параметров внезапного трехфазного короткого замыкания, несинхронного трехфазного включения

и метода самосинхронизации при включении генератора в сеть

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
16	Iп.0	.…	.…	.…	.…	.…	.…	.…	.…	ф-ла (1.6)
17	iп.нсх	-	-	.…/ .…				-	-	ф-ла (1.1)
18	Проверка допустимости несинхронного включения	-	-	iп.нсх ≤ 1				-	-	ф-ла (1.7)
19	определение θнсх	-	-	.…				-	-	ф-ла (1.8)
20	sin θ	-	-	.…	.…	.…	.…	-	-	-
21	tg θ/2	-	-	.…	.…	.…	.…	-	-	-
22	mнсх	-	-	.…	.…	.…	.…	-	-	ф-ла (1.10)
23	кнсх	-	-	кнсх = u2с / Σ х”dq۰ cos φном				-	-	-
24	зависимость mнсх(t,θ)	-	-	.…	.…	.…	.…	-	-	-
25	mнсх.доп	-	-	.…	.…	.…	.…	-	-	ф-ла (1.14)
26	iп.с/с 0	-	-	-	-	-	-	.…	.…	ф-ла (1.25)
27	сравнить iп.с/с 0 с iп.нсх.доп и Iп.0	-	-	-	-	-	-	.…	.…	-
28	uост	-	-	-	-	-	-	(27)	(26)	-
29	mс/с, макс	-	-	-	-	-	-	.…	.…	ф-ла (1.28)
30	сравнить mс/с, макс с mнсх.доп	-	-	-	-	-	-	.…	.…	mном =1

Примечание. Значения сопротивлений (п.п.6,7,8) определять в относительных единицах при одинаковых базисных

условиях.

Приложение 5

ПРИМЕР РАСЧЁТА ПАРАМЕТРОВ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА ПРИ ВКЛЮЧЕНИИ ЕГО

НА ПАРАЛЛЕЛЬНУЮ РАБОТУ С СЕТЬЮ

Исходные данные: блок генератор-трансформатор работает в систему 110 кВ.

Параметры генератора: S_г.ном = 137,5 МВА, = 0,189, cos j = 0,8, S_{КЗ системы} = 1950 МВА.

Параметры блочного трансформатора: S_тр.ном = 200 МВА, u_к = 10,5 %.

Расчёт удобно вести по схеме, приведенной в П4.

При включении генератора в сеть способом точной синх-ронизации определить периодическую составляющую тока несинхронного включения и электромагнитный момент на валу генератора при различных углах q расхождения векторов напря-жения генератора и сети.

q = 15 (30; 60; 90; 120) 22л.град.;

Полученное значение периодической составляющей тока несихронного включения удовлетворяет условию i_п.нсх < 1 (1.7) и, следовательно, при этом значении угла q включение генератора в сеть возможно без превышения электрических и механических

параметров.

По выражению (1.8) 1 определяем допустимый угол рас-хождения векторов:

При допустимом угле q = 15° в начальный момент (t = 0) включения генератора в систему бесконечной мощности (х_с = 0) по выражениям (1.15) 1 определяем “броски” активной и реак-тивной мощностей:

Знак «-» означает, что при точном выполнении условий синхронизации (u_г = u_с) при включении даже с допустимым углом q в начальный момент времени генератор потребляет реактивную мощность из сети, что отрицательно сказывается на режиме напряжения сети.

По выражению (1.10)1 определим кратность суммарного электромагнитного момента генератора при несинхронном включении :

Таблица

Кратности момента генератора при трёхфазном несинхронном включении с углом q = 15 эл. град. расхождения векторов ЭДС генератора и напряжения сети в функции времени t замыкания контактов выключателя

mнсх,о.е.	0	1,1	1,95	0,846	0
t,с	0	0,005	0,01	0,015	0,02
Т=wt	0	Т / 4 = p / 2	Т / 2 = p	3 / 4 Т	Т = 2p

По выражению (1.11) 1 определяем максимальную вели-чину момента при q = 120 эл.град. и wt = 120 эл.град.

= 9,77 о.е.

Таким образом, даже при включении с допустимым углом q конструктивные элементы генератора, турбины и валопровода подвержены ударным механическим нагрузкам, быстро затухаю-щим по мере втягивания генератора в синхронизм.

Полный ток несинхронного включения

С учётом требования ограничения допустимых механических усилий, условие допустимости несинхронного включения определяем по выражению (1.17) 1:

По этому условию несинхронное включение с углом q =15 эл.град. допустимо.

При других значениях угла q расчёт выполняется аналогично.

При включении способом самосинхронизации начальное значение периодической составляющей тока статора определяем по выражению (1.25) 1:

Эта величина начального тока самосинхронизации меньше тока трёхфазного короткого замыкания на выводах генератора:

Следовательно, механические усилия в элементах конструкции не будут превышать допустимые.

Остаточное напряжение на шинах повышенного напряжения определяем по выражению (1.26) 1:

Понижение напряжения составит 3 %, что в пределах допустимого.

Электромагнитный момент генератора при включении этим способом определим по выражению (1.28) 1:

Таким образом, включение генератора способом самосинхронизации при заданных исходных условиях допустимо по всем параметрам.

Приложение 6