14. Синхронные генераторы электростанций.

Основными элементами электростанций являются турбо-или гидроагрегаты, которые состоят из:

-турбины(паровые, газовые или гидравлические)

-электрического синхронного генератора.

Электрический генератор (лат. generator «производитель») —устройство, вырабатывающее электроэнергию.

Синхронный генератор (СГ) —это электрический генератор переменного тока, частота вращения ротора которого равначастоте вращения магнитного поля статора.

Синхронные генераторы предназначены для преобразования механической энергии (паровой, газовой или гидравлической турбины), вращающей ротор СГ, в электрическую энергию.

Подвижная часть – ротор

Неподвижная часть – статор

Явно-и неявнополюсный ротор

Ротор может быть выполнен с сосредоточенной обмоткой. В этом случае ротор и сам генератор называются явнополюсными.

Если обмотка ротора является распределенной, ротор и генератор называются неявнополюсными.

1 -сердечник ротора

2-обмотка возбуждения

Турбо-и гидрогенераторы

Генераторы, первичными двигателями которых являются паровые или газовые турбины, принято называть турбогенераторами,

Генераторы, первичными двигателями которых являются гидравлическиетурбины, принято называть гидрогенераторами.

Турбогенераторы

Турбогенератор (ТГ) представляет собой быстроходную(1500, 3000 об/мин) электрическую машину с неподвижным статором и вращающимся цилиндрическим ротором.

Увеличение частоты вращения повышает экономичность работы паровых турбин и уменьшает габариты турбин и генераторов. Быстроходность обеспечивается конструкцией ротора.

Ротортурбоагрегатов выполняется неявнополюсным.

Максимальный диаметр ротора (1,0 -1,3 м) при высокой скорости вращения определяется механической прочностью поковки, а длина ограни-чена прогибом вала (до 12 м).

Гидрогенераторы

Гидрогенераторы относятся к числу тихоходныхэлектрических машин (60 -750 об/мин) в зависимости от напора и расхода воды.

Так как скорость вращения определяется потенциалом реки, где сооружается ГЭС, то генераторы могут иметь разное количество пар полюсов и мощность их не стандартизируется (от 8 до 640 МВт).

Для ГЭС генераторы обычно изготавливаются по заказу.

В зависимости от расположения вала гидроагрегаты бывают горизонтальными(малой мощности) и вертикальными(большой мощности) (Большинство гидроагрегатов имеют вертикальноеисполнение с размещением генератора над турбиной)

Роторгидрогенератора принципиально отличается от ротора турбогенератора –он выполняется явнополюсным.

Роторы гидрогенераторов достигают в диаметре 15-20м при длине до 5м.

1 –водохранилище; 2 –затвор; 3 –трансформаторная подстанция с распределительным устройством; 4 –гидрогенератор; 5 –гидравлическая турбина

15. Силовые трансформаторы и автотрансформаторы: назначение, конструкционное исполнение, принцип действия, классификация.

Трансформатор(от лат. transformo —«преобразовывать») —это статическоеэлектромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений), без изменения частоты.

В основе работы трансформатора лежит явление электромагнитной индукции, в соответствии с которым значение электродвижущей силы (ЭДС), наведенной в контуре, пропорционально скорости изменения потока Ф, пронизывающего этот контур

Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. При подключении трансформатора к источнику переменного тока (электрической сети) в витках его первичной обмотки протекает переменный ток i1, образуя переменный магнитный поток Ф. Этот поток проходит по магнитопроводу трансформатора и, пронизывая витки первичной и вторичной обмоток, индуцирует в них переменные э. д. с. е1 и е2. Если к вторичной обмотке присоединен какой-либо приемник, то под действием э. д. с. е2 по ее цепи проходит ток i2.Э. д. с, индуцированная в каждом витке первичной и вторичной обмоток трансформатора, согласно закону электромагнитной индукции зависит от магнитного потока, пронизывающего виток, и скорости его изменения. Магнитный поток каждого трансформатора является определенной величиной, зависящей от напряжения и частоты изменения переменного тока в источнике, к которому подключен трансформатор.

Типы трансформаторов

Применяют:

•однофазные и трехфазные трансформаторы;

•двухобмоточныеи трехобмоточныетрансформаторы;

•автотрансформаторы.

Одно-и трехфазные трансформаторы

Трехфазные трансформаторы по сравнению с однофазными экономичней (на 20 -25% меньше стоимость, на 12 -15% меньше потери) и проще в эксплуатации. Поэтому в основном применяют 3-х фазные трансформаторы.

Группы из трех однофазных трансформаторов применяют при больших мощностях (более 100 МВА) по условиям изготовления или по условиям транспортировки.

Двух-и трехобмоточные трансформаторы

Двухобмоточныетрансформаторы (35/10 кВ; 110/10 кВ и т.п.) применяются в тех случаях, когда на подстанции нужно иметь одно вторичное напряжение.

Если требуется получить два вторичных напряжения, применяются трехобмоточныетрансформаторы (220/110/10 кВ, 110/35/10 кВ).

Трансформаторы с расщепленной обмоткой

Разновидностью трехобмоточного трансформатора является трансформатор с расщепленной обмоткой низшего напряжения (110/10/10 кВ; 110/6/6 кВ или 110/10/6 кВ).

Обмотка низшего напряжения (НН) состоит из двух ветвей, расположенных симметрично обмотке высшего напряжения. Каждая ветвь рассчитана на 0,5 Sном.

Трансформаторы с расщепленной обмоткой имеют большое сопротивление, что позволяет ограничить токи короткого замыкания на стороне НН.

Автотрансформаторы

Для передачи электрической энергии с незначительным изменением напряжения и тока применяются автотрансформаторы, у которых, в отличие от обычного трансформатора, обмотки имеют не только магнитные, но и электрические связи(применяются в электроустановках 220-500 кВ).