Генератор постоянного тока.
В СЭЭС постоянного тока используются следующие серии П и ПГ. Это компаундные ГПТ с саморегулированием (как правило это дизельгенераторы).
Серия П: могут работать как в двигательном, так и в генераторном режиме.
Серия ПГ: только генераторный режим, так как в режиме двигателя большие потери.
Uном=115, 230 В.
за счет Ф (компаундной обмотки) идет регулирование.
Для более точного регулирования используют угольный регулятор (для увеличении/уменьшения оборотов).
Синхронный генератор.
Используют БЩСГ и ССГ. Особенности СГ в том, что у него внешняя характеристика – это семейство:
Все СССГ выпускаются на cosφ=0,8. СГ не может работать без АРН, потому поставляются вмести с ним (АРН на самом СГ, корректор – на ГРЩ или пульте).
Используются ССГ основных серий: МСК, СН, ГПМ, МСС, ГСС и др.
На напряжение: Uном=230, 400 В
На частоту: fном=50 Гц
На обороты n=500..1500 об/мин.
Все они с воздушным принудительным охлаждением.
На частоту fном=400 Гц – серия ГПЧ.
Применяются так же СГ с водяным охлаждением, например ТМВ (турбогенератор морской с водяным охлаждением)
ТМВ 3-2 (“3” – 3000кВт, “2” – система охлаждения водяная):
fном=50 Гц,
n=3000 об/мин.,
Uном=400 В Это турбогенератор.
Наилучшие показатели весового исполнения g(Вт/кг) имеют СГ с водяным охлаждением, так же и габаритного исполнения b(кВт/м3).
Для ТМВ: g=260..300 Вт/кг
b=220..260 кВт/м3
Для МСК (зависит от номинальной мощности, как и для других серийгеенраторов):
g=180
Вт/кг Лучшие показатели для
b=200 кВт/м3 генераторов МСК (2000 кВт)
МСК Р=50 кВт g<100 Вт/кг
Бесщеточный синхронный генератор.
ОС – обмотка статора БЩСГ.
В – выпрямитель.
ОВ – обмотка возбуждения.
ВБ – рабочая обмотка возбудителя.
На практике либо вариант “а” либо “б”.
а) обмотка возбуждения возбудителя (ОВВ) в случае синхронного возбуждения.
б) ОВВ – асинхронного возбудителя.
Синхронный возбудитель – обращенный СГ (или машина постоянного тока с «выдранным» коллектором) – полюса неподвижны, обмотка вращается на роторе.
в) стабилизация напряжения может обеспечиваться через управление по ОВВ.
г) или через выпрямитель В (но тогда вентили выпрямителя управляемые).
Главный недостаток “в” – инертность (большая постоянная времени ОВВ).
Для “г” – быстродействие такое же, как и в ССГ, то есть такой вариант лучше, так как к тому же надежность БЩСГ выше.
Химические источники тока.
Химические источники тока – это преобразователи химической энергии в электрическую.
В зависимости от циклов преобразования различают:
Г
альванические
элементы.
Wр – энергия разряда.
Аккумуляторные элементы.
Процесс разряда и заряда разделены во времени.
Топливные элементы (электрохимические генераторы).
Wт – энергия топлива.
В СЭЭС используются аккумуляторные и топливные элементы, гальванические элементы используются в отдельных видах электрооборудования (то есть не как источники питания в СЭЭС).
Аккумуляторы (АЭ).
Для получения нужного тока и напряжения АЭ собирают в батареи. Используют в качестве аварийных и вспомогательных источников электроэнергии в СЭЭС.
А
ккумуляторы
– это обратимые элементы, преобразующий
сообщаемую ему при заряде электрическую
энергию в химическую, накапливающий
её и отдающий обратно при разряде.
1 – корпус
2 – электролит
3 – катод (-)
4 – анод (+)
Любой аккумулятор характеризуется следующими параметрами:
ЭДС Е=φк- φа (разность потенциалов катода и анода).
Напряжение на клеммах при заряде: Uз=E+IR
Разряде: Uр=E-IR
I – ток заряда/разряда
R – внутреннее сопротивление (величина переменная)
R=max – заряженное состояние
R=min – разряженное состояние.
Ёмкость аккумулятора.
при Iр=const → Q= IрTр
Это важная характеристика АБ.
На величину ёмкости влияют следующие факторы:
площадь электродов (чем выше площадь, тем больше ёмкость).
пористость электродов (тот же эффект, что и от площади).
сила разрядного тока (чем меньше Iр, тем больше ёмкость).
температура электролита.
плотность электролита (чем выше, тем выше ёмкость → так как облегчается диффузия электролита через поры электродов).
количество электролита (чем больше, тем лучше).
Мощность аккумулятора – количество электроэнергии, которую заряженный аккумулятор отдает при своем разряде.
Коэффициент отдачи по ёмкости.
КПД аккумулятора.
Коэффициент понижения напряжения.
Применяются, в зависимости от типа электролита, кислотные и щелочные аккумуляторы.
Кислотные аккумуляторы.
Электроды: свинец с присадкой сурьмы,
Электролит: серная кислота.
Напряжение одного элемента ≈ 2 В.
Реакция разряда/заряда:
E≈0,84+γ, где γ – удельный вес электролита, при t=15˚С.
Напряжение элемента очень сильно зависит от температуры.
Из-за малого внутреннего сопротивления кислотные АБ применяются там, где возможны большие кратковременные перегрузки (стартерный пуск дизелей).
Коэффициент отдачи по ёмкости – ηQ=0,85
КПД – η=0,7
Характеризуются:
Относительно высокие показатели,
Относительно дешевые и имеют меньшие габариты (в сравнении со щелочными),
Имеют большую вредность.
Щелочные аккумуляторы.