Общий баланс активных мощностей проектируемой станции

Установленная мощность электростанции, равная суммарной мощности генераторов, предназначенных к установке, определяется:

,

где i = 1, 2, …– номер генератора мощностью P_Gi, n – колличество генераторов.

Нагрузка потребителей, присоединенных к шинам с напряжением U₁:

,

где K_CU1 – коэффициент системы для потребителей на напряжении U₁; i = 1, 2, … – номер потребителя мощности P_i ; m – количество потребителей на напряжении U₁.

Нагрузка потребителей, присоединенных к шинам с напряжением U₂:

,

где K_CU2 – коэффициент системы для потребителей на напряжении U₂; i = 1, 2, … – номер потребителя мощности P_i ; l – количество потребителей на напряжении U₂.

Суммарная мощность, отдаваемая внешним потребителям:

.

Баланс активной мощности в нормальном режиме составляет резерв мощности электростанции:

,

где – расход мощности на собственные нужды электростанции, согласно дополнительным условиям задания.

Потребность в аварийном резерве определяется при выходе из работы наиболее мощного генератора (P_Gmax):

где 0,04∙P_Gmax – расход мощности на собственные нужды отключившегося генератора (принимается 4 % от мощности генератора).

Значение величины отрицательное. Знак минус свидетельствует о том, что направление мощности в аварийном режиме меняется и дефицит мощности покрывается за счет резерва системы [1].

Паспортные данные турбогенератора, основные параметры и характеристики. Описание принятой системы охлаждения и возбуждения

Условия выбора: тип турбогенератора выбирается на основании исходных данных по номинальным параметрам машины, т.е. по активной мощности и по напряжению на выводах обмотки статора. Выбираем три генератора одного типа ТВФ-100-2У3 [2, стр. 76, табл. 2.1]:

Таблица 2. Пояснение к названию турбогенератора.
Маркировка	Пояснение буквенной части	Пояснение цифровой части	Sном, МВ.А	Pном, МВт
ТВФ-100-2У3	Т – турбогенератор; ВФ – водородное форсированное охлаждение; У – для работы в районах с умеренным климатом.	100 – номинальная активная мощность, МВт; 2 – число полюсов; 3 – для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией.	117,5	100

Таблица 3. Номинальные параметры турбогенератора.

Маркировка	Uном, кВ	cosφ	Iном, кА	Xd``	Xd	X2	Ta(3), с
ТВФ-100-2У3	10,5	0,85	6,475	0,183	2,04	0,230	0,41

Таблица 4. Система возбуждения турбогенератора.

Маркировка	Схема соединения обмоток статора	Вид системы возбуждения
ТВФ-100-2У3		ВЧ – возбуждение от машинного возбудителя переменного тока повышенной частоты, соединенного непосредственно с валом генератора через отдельно стоящее выпрямительное устройство

Таблица 5. Система охлаждения турбогенератора.

Маркировка	Описание системы охлаждения
	статора		ротора
	обмотки	стали	обмотки	стали
ТВФ-100-2У3	косвенное водородное охлаждение	непосредственное водородное охлаждение	непосредственное водородное охлаждение	непосредственное водородное охлаждение

Рис. 1. Высокочастотная система возбуждения генератора ТВФ-63-2У3

FV – разрядник, R – разрядный резистор, АГП – автомат гашения поля, КМ – контакты контактора, LG – обмотка возбуждения генератора, LE – обмотка возбуждения возбудителя, GEA – подвозбудитель, А – магнитный усилитель.

В данной схеме возбуждения для уменьшения размеров возбудителя и магнитных усилителей возбудитель переменного тока выполняют высокочастотным (обычно 500 Гц). Система работает по схеме независимого возбуждения. На одном валу с генератором G находится вспомогательный синхронный генератор повышенной частоты GE, возбуждение которого осуществляется подвозбудителем GEA. Группа статических выпрямителей преобразует переменный ток возбудителя в постоянный. В схеме также присутствуют элементы схемы автоматического гашения поля: автомат АГП, резистор R, разрядник FV. При отключении генератора от внешней сети сначала размыкаются рабочие контакты, а затем дугогасительные. Возникшая дуга затягивается магнитным дутьем в дугогасительную решетку и разбивается на ряд коротких дуг, которые поддерживаются имеющимся запасом энергии магнитного поля обмотки возбуждения ротора. Отключившимся контактом КМ в цепь возбуждения вводится сопротивление R, что влечет за собой уменьшение тока в обмотке ротора и энергии магнитного поля.

У турбогенераторов серии ТВФ статор имеет косвенное (отвод тепла от поверхности статора), а ротор – непосредственное водородное охлаждение. По сравнению с воздухом водород имеет ряд преимуществ: в 7 раз большая теплопроводность, в 14 раз меньшая плотность, в 1,44 раза больший коэффициент теплоотдачи с поверхности. Благодаря меньшей плотности уменьшаются вентиляционные потери; изоляция в среде водорода не окисляется. Однако применение водорода связано с опасностью взрыва смеси водорода с воздухом. Поэтому машины с водородным охлаждением должны иметь газоплотный корпус, масляные уплотнения вала, уплотнения токопроводов, крышек газоохладителей. В качестве косвенного охлаждения используется многоструйная система водородного охлаждения с газоохладителями, камерами горячего и холодного газа. При непосредственном водородном охлаждении ротора водород попадает внутрь полых проводников со стороны торцевой части ротора.