6.4 Кэс, сэс, аэс-ның трансформаторының қуатын және санын таңдау

 

Қуатты КЭС, АЭС және СЭС-да барлық электрэнергия энергожүйе-

ге және әртүрлі кернеу деңгейінде шалғайда орналасқан тұтынушыларға  жібереді, ал әртүрлі кернеудегі тарату құрылғылары автотрансформатор арқылы  байланысады.

Егер энергоблоктан тек қана өзіндік  мұқтаждық  жүктемесі  қоректенсе,   блок трансформаторының  қуаты мынаған  тең

Автотрансформатор қуаты жоғарғы және орта кернеулі тарату  құрылғы-лары арасындағы максималды қуат ағыны бойынша таңдалынады.

Автотрансформатор  арасындағы  қуат  ағыны  мына  өрнекпен  анықталады

 

мұнда Р_r, Q_r - генератордың  активті  және  реактивті  қуаттары;

            Р_с,н>Q_с,н-өзіндік мұқтаждықтың активті және реактивті  жүктемесі;

            Р_С, Q_С – ӨМ  шинасындағы активті  және  реактивті  жүктемесі.

Есептік қуат үш режимге есептелінеді: максималды, минималды ӨМ   жүктемесі және ӨМ шинасына жалғанған энергоблокты тұтынушылардың жүктемесі кезінде ажыратылған режимдер. Ең үлкен есептік қуат бойынша рұқсат  етілетін асқын жүктемесі мен автотрансформатордың номиналды қуаты  таңда-лынады.

Автотрансформатордың сол немесе  басқа әдіспен жалғануы техника- экономикалық  негізделгеннен  кейін  жүргізіледі.

 

6.5 Құрылымдық сұлбаларды техника-экономикалық таңдау

 

Сұлбалардың  экономикалық  мақсаттылығы  минималды  келтірілген  шығындармен  анықталады

З = р_нК + И + У,

 

мұнда К - электрқондырғы  ғимаратының  қаржысы;

           р_н= 0,12, экономикалық  тиімділіктің  нормативті  коэффициенті;

          И - жылдық  қолданыс  шығыны (издержки );

         У - электрэнергия берілмеу  шығыны.

Есептік шығындардың екінші құраушысы-жылдық қолданыс шығындары  мына формуламен  анықталады

мұнда Р_а, Р_о - күту  мен  амортизация   қалдықтары, %;

           W- электрэнергия   шығыны, кВт-ч

            –1 кВтс  электрэнергия  шығын  құны.

 

 

Трансформатордағы электрэнергия шығынын оқу әдебиетіндегі әдіспен  есептейді.

Электрэнергиясы өндірілмеуіндегі шығын тек салыстырылатын нұсқау-лардың  қоректену сенімділігі әртүрлі болған жағдайда ғана анықталады.

 

 

          7 - дәріс   Синхронды генераторлар

 

 

7.1 Құрылыс  элементтері

 

Синхронды электр машиналарына агрегаттың  айналу жиілігі мен n, ай/мин және желі жилігі f, Гц қатаң сәйкес болуы керек

 

n = 60f/p,

 

мұнда   p- генератор статорының жұп полюстер саны.

Генератор  құрылысы  турбинаның  айналу  жылдамдығына  тәуелді. Жылу электрстанцияларында (ЖЭС) қарапайым отынды жағады, n =3000 айн/мин, ал p=2. АЭС-да айналу жылдамдығы 1500 және 3000 айн/мин құрайтын  агрегатты   қолданады.

Жылдам жүрісті турбогенераторлар цилиндрлі статордан тұрады, оның  ойығында айнымалы ток орамаларының секциялары  орналасқан. Статор  ішінде    бойлық  білікті  цилиндрлік  ротор  айналады.

 

а – жанама  салқындатудағы  статор ойығы; б – тікелей  салқындатудағы  статор  ойығы;  в – жанама  салқындатудағы  статор ойығы; г - тікелей  салқындатудағы  статор  ойығы;

7.1 Сурет - Турбогенератор  ойығының  сұлбалық   тілігі

 

Үлкен механикалық және жылулық жүктемеде жұмыс істейтін ротор, жоғары магнитті және механикалық қасиеттерге ие бүтін арнайы болат  жоба-сынан дайындалады. Ротор полюсті айқын емес болып орындалады. Ротор  диаметрі механикалық беріктік есептелуімен шектеледі, 3000 айн/мин  жылдамдықта 1,1-1,2 м. Ротор  бөшкесінің  ұзындығының  шекті  мәні  6-6,5  м-ге тең, ол 7.2 - суретінде көрсетілгендей біліктің статикалық иілу шекті  шарты бойынша қолдануға болатын дірілдік сипаттамалар алғанға дейінгі  мәнді ескереді.   

 

               

7.2 Сурет

 

Ротордың активті бөлігінде дюралюминді магнитті емес сыналарымен  бекітілген қоздыру орамасының орамымен толтырылған пазалар фрезерленеді. Ораманың беттік бөлігі ортаға тартқыштық күштер әсерімен ығысудан өте қатты  магнитті емес болаттан жасалған құрсау арқылы сақталынады.

Турбогенератор статоры өзекше корпусынан тұрады. Корпус ұшымен  дәнекерленіп жасалынады, ол басқа бөліктермен түйіскен жерлерде нығыз-даушы қалқанмен жабылады. Статор өзекшесі қалыңдығы 0,5мм болатын оқшауланған электротехникалық  болаттан  жиналады. Беттерді  дестелі  қылып 

жинайды, оладың арасынан 7.3 суретіндегідей желдеткіш арналарды қалдырады.

1 – сегмент; 2 сегмента тістері; 3-а сегмент  арқасы; 4 - аксиалды  желдеткіш  арна; 5- радиалды  желдеткіш  арна; 6 - распорка;  7 - статор  ойығы.

7.3 Сурет - Турбогенератор  статорының  дестелік  сегменті

 

Өзекше  ішінде жонғышы бар  ойықтарға үшфазалы  екіқатпарлы  орама  отырғызылады. 7.4  суретінде  әртүрлі  типті  турбогенераторлардың  жалпы  көрінісі  көрсетілген.              

7.4 Сурет -  ААВ фирмасының  турбогенераторлары

 

Гидравликалық турбиналар салыстырмалы түрде аз айналу жиілікті  болады (60-600 айн/мин), сондықтан гидрогенераторлар баяу жүрісті және үлкен  пішінді, салмақты, полюстер саны көп машина болып табылады. Гидрогенераторларды полюсті айқын емес, роторлы және білігін тік  орналастырып жасайды ал статор  диаметрі - 20-22 м, оның  жалпы көрінісі        7.5 суретінде   көрсетілген.

                                                 

1 – статор; 2 – ротор; 3 – көмекші  генератор;  4 – подпятник;5 – крестовина; 6 – бағыттаушы подшипник.   .

 

7.5. Сурет -  Аспалы  типті  қуаты 225 МВт жилігі 125 айн/мин су генераторы

 

Су генератор статоры тура осындай турбогенератор статорындай құры-лысты,  ал  соңғысына  қарағанда ажыратылатын болып  жасалынады. Ол  өз шеңбер айналасында бірнеше тура бөліктерге бөлінеді.

Дайындаушы зауыт  генераторды белгілі рұқсат ұзақтылық режим  жұмысына дайындайды, оның параметрлері номиналды болады. Оған  генера-тордың номиналды кернеуі, статордың номиналды тоғы, номиналды толық  қуаты, генератордың номиналды активті қуаты, номинальдық ротордың  номиналды тоғы және номиналды қуат коэффициенті және 96,3-98,8% құрай-тын  номиналды пайдалы әсер коэффициенті жатады.

 7.2 Синхронды  генераторларды  салқындату

 

Синхронды генератордың жұмысы кезінде  оның  орамалары  мен  активті  болаттары  қызып тоза бастайды. Ротор және статор орамаларының шекті  қызу  температурасы қолданатын оқшаулатқыш материалдарға байланысты. Оқшау-лама  тозуының  негізгі  себебі оның  қызуы  болып  табылады. Орама  қызуын  шекті  температурадан  асыруға  болмайды. Сондықтан  генераторды  жасанды  салқындататын  мүмкіндікте  жасайды.

Электрлік  машиналар  курсынан  белгілі  генератор  қуаты  мынаған  тең

 

  (кВА)

 

мұнда - пропорционалдық  коэффициенті; 

          - сызықтық  жүктеме;

           - ауа  саңылауындағы  индукция; 

          - ротор  диаметрі;    - ротор  ұзындығы;

           - айналым  саны.

Ротор және статор орамасынан жылу шығару әдісін бойынша жанама  және  тікелей  салқындатуға  бөледі.

Жанама салқындатуда газ (ауа немесе сутегі) желдеткіш көмегімен, генератор  ішіне  кіреді  және ауа  саңылауы  желдеткіш  арналар  арқылы сыртқа  шығарылады. Бұл кезде салқындататын газ статор және ротор орама  өткізгіштерімен  жанаспайды, олардан бөлінетін жылу орама оқшауламасы  арқылы газға беріледі.

Тікелей  салқындату кезінде салқындататын зат (газ немесе сұйық) генератор орамасының өткізгіштері мен болат тістерінің  оқшауламасын  жанай жанасады.

Қуаты 100 МВт-тан  асатын қазіргі генераторларында ораманың қуыс  өткізгіштеріне сутегін беру арқылы салқындататын тікелей сутектік  салқын-дату  қолданылады. ТВФ сериялы генераторларда статор орамасын сутекті жанама салқындату, ал  роторын тікелей (еселік) салқындату  қолданылады . ТГВ сериялы  қуаты 200 және  300 МВт  генераторларда  ротор  салқындатудың  жаңа әдістері қолданылады. Сутегі акциалды тікбұрышты арналарды айналады, статор орамасының жабықтәріздес өткізгіштерін құрайды. 7.6 суретінде  көрсетілгендей  жұқа  қабырғалы магнитті емес болатқа  беріледі.

 

1 - ойықтық сына; 2 - корпустық  оқшаулама ; 3- массивті  элементарлы  өткізгіштік;4 - газдық  трубкалар; 5 - ротор  бөшкесі; 6 -дюралюминдік   клин;   7 - подклиндік оқшаулама; 8 -ораманың  жарты  орамы; 9- бойлық  желдеткіш  арна

 

7.6 Сурет - ТВГ  типті  генератордың статор ойығының  (а) және ротор ойығының (б) тілігі

 

Генератордың тікелей сұйықтық салқындатуы  кезінде салқындатқыш  сұйықтық  ретінде жылуөткізгіштік  қасиеті  жоғары тазартылған суды немесе майды қолданады. ТВМ сериялы турбогенераторлар біріккен салқындату жүйесін  қолданады: ротор сумен, ал статор (орама, активті болат және  құрастырмалы  элементтер) - кабель майымен  салқындатылады.

Салқындату жүйесінің келесі даму бағыты сұйық гелимен салқында-тылатын криогенді генераторды  өңдеу. 

8 - дәріс  Күштік трансформаторлар және автотрансформаторлар  

8.1 Жалпы  мәліметтер, құрылыс  элементтері  және параметрлер  

Трансформаторлар электрэнергияның бір кернеуін екінші түрге алмас-тыру үшін пайдаланылды. Трансформаторлардың бірлік қуаты салмағымен, өлшемдерімен, тасымалдау  шарттарымен    шектеледі.

Егер керек қуаттағы үшфазалық трансформатор дайындау мүмкіндігі  шектеулі болса, бірфазалық трансформаторлар қолданылады. Трансформатор-лар екіорамды, үшорамды және тармақталған орамалы болып бөлінеді.  Ораманың негізгі  жалғану  сұлбалары  8.1 суретінде  көрсетілген.

 

а)екіорамдық; б) үшорамдық; в) тарамдалған орамды

8.1 Сурет -  Күштік  трансформаторларының  негізгі  жалғану  сұлбалары

 

Трансформаторлар номиналды қуатпен, номиналды кернеу орамасымен, трансформация  коэффициентімен, номиналды тоқтармен, қысқа тұйықталу кернеуімен, бос жүріс тоғымен, бос жүріс және қысқа тұйықталу шығындары-мен сипатталады. 

8.2  Трансформатор  элементтерінің  құрылысы 

Трансформатордың  магнит  орамасы  электротехникалық  болаттың  жеке  беттерінен  жиналады. Ол  оқтаушадан  және  ярмодан  тұрады. Оқтаушалар  әйнекқұрсаудан  тұрады, ал  ярма – болат  құрсаудан  тұрады. 

 ТК және ЖК  орамаларын   цилиндр  түрінде  жасайды  және  оқтаушаға 

бір-біріне  салыстырмалы  түрде  орналастырады. Орама  материалы  мыс  пен  алюминий. Оқшаулама ретінде  қатты диэлектриктері аралас май  қолданы-лады. ТК орамалары сым  қимасын  азайтуға  мүмкіндік  туғызатын  үшбұрыш  түрінде жалғанады. Осының салдарынан үшеселі жоғары гармоника токтарына  тұйықталған контур пайда болады. Нөлдік нүктелі жұлдызшаны жалғану бейтарап  сым  жерленген  жағдайда   пайдалану  керек.

Активті бөлік - бұл бакта орналастыратын магнитөткізгіштік. Бак қақпасына шықпалар орналастырылады, сақтандырғыш  труба кеңейткіш термометрлер және басқа элементтерден тұрады. Бак қабырғасына   салқындатқыш  қондырғы  радиатор орналасады.