2. Перечислите наиболее вероятные анормальные режимы работы турбогенераторов и их причины.

Короткие замыкания в электрической сети происходят довольно часто. При нормальном действии защиты короткие замыкания, как правило, не представляют непосредственной опасности для турбогенераторов. Наиболее тяжелыми являются случаи КЗ между генератором и блочным трансформатором, при которых токи в обмотках и вызванные ими динамические усилия во много раз превосходят токи нормального режима.

Турбогенераторы должны выдерживать все возможные симметричные и несимметричные КЗ как на выводах, так и в непосредственной близости к ним.

Методика расчетов токов и моментов, возникающих при КЗ в статорной цепи турбогенераторов известна и приведена во многих литературных источниках.

При нормальном действии устройств релейной защиты тепловое воздействие на турбогенератор токов КЗ при его возникновении как за трансформатором, так и непосредственно на выводах турбогенератора не представляет опасности.

Основную же опасность при КЗ представляет механическое воздействие, связанное с возникновением электродинамических усилий между стержнями обмотки и механических моментов на валу, которое может вызвать большие деформации и повреждения в элементах турбогенератора.

Поэтому на мощных турбогенераторах необходима установка регистрирующих приборов, позволяющих своевременно анализировать тяжесть переходного процесса в турбогенераторе при очередном КЗ, а также фиксировать количество случаев возникновения КЗ с целью определения сроков профилактического осмотра и проведения текущего ремонта.

В соответствии с Правилами технической эксплуатации наибольшее рабочее напряжение турбогенераторов не должно превышать 110% от номинального. Это связано с тем, что с увеличением напряжения увеличивается индукция магнитного поля генератора, которая пропорциональна напряжению. Увеличение индукции приводит к насыщению, а следовательно, и к недопустимому увеличению нагрева стали статора.

Увеличение напряжения на зажимах статора генератора происходит, как правило, в случаях существенного увеличения напряжения в примыкающей электрической сети. Это характерно для периодов работы энергосистемы с малыми нагрузками, и может быть следствием внезапного ослабления связи избыточного энергорайона с другими участками энергосистемы из-за отключения части линий электропередачи, когда складывающийся баланс выработки и потребления реактивной энергии приводит к повышению напряжения в избыточном районе.

Если в избыточном энергорайоне увеличивается частота, то это приводит к еще большему возрастанию напряжения, так как с увеличением частоты увеличивается генерация реактивной мощности сетью, а ее потребление индуктивной нагрузкой уменьшается.

В таких ситуациях основным средством предотвращения нарастания напряжения в сети, а следовательно, и на зажимах генераторов является применение шунтирующих реакторов. Кратковременно может быть использован резерв маневренности генераторов по реактивной мощности. Эти меры должны осуществляться автоматически или по указанию диспетчера энергосистемы. Одним из эффективных средств для понижения напряжения является быстрая разгрузка генераторов по активной мощности. Она может производиться только по указанию диспетчера энергосистемы или должна быть предусмотрена местной инструкцией по ликвидации аварий.