
- •Краткий курс лекций. Современные проблемы электроэнергетики
- •Раздел 1
- •Введение.
- •Индексы физического объема продукции по отраслям
- •Традиционные и нетрадиционные источники электроэнергии.
- •Характеристика структуры энергетики ведущих регионов.
- •Раздел 2
- •Устройство и функционирование тепловых электростанций.
- •Раздел 3 Лекция 6. Технологический процесс преобразования химической энергии топлива в электроэнергию на тэс
- •Место атомной энергетики в мире, России и в ее европейской части
- •Ресурсы, потребляемые аэс, ее продукция и отходы производства
- •Представление о ядерных реакторах различного типа
- •Сравнение реакторов типов ввэр и рбмк
- •Устройство и функционирование гэс
- •Данные о речном стоке отдельных стран мира
- •Типы гидроэнергетических установок
- •Раздел 4
- •Синхронные генераторы электростанций
- •Принцип действия синхронных генераторов
- •Пути совершенствования изоляций обмоток синхронных генераторов
- •Трансформаторное оборудование
- •Конструкция трансформатора
- •Принцип работы и устройство трансформатора
- •Автотрансформаторы
- •Современное состояние, тенденции развития трансформаторостроения
- •Коммутационные и защитные аппараты высокого напряжения
- •Условия работы аппаратов высокого напряжения и общие требования, предъявляемые к ним
- •Выключатели высокого напряжения
- •Раздел 5
- •Применение силовой электроники в электроэнергетике
- •Силовые электронные ключи
- •Преобразователи электроэнергии
- •Применение силовой электроники в электроэнергетике
- •Раздел 6
- •Качество электроэнергии в системах электроснабжения
- •Показатели качества электроэнергии
- •Влияние качества электроэнергии на функционирование технических средств
- •Раздел 6
- •Экологические проблемы электроэнергетики, электромагнитная совместимость в электроэнергетике
- •Влияние электромагнитных полей различных устройств электроэнергетики на человека и устройства, работающие поблизости.
- •Список литературы
Принцип действия синхронных генераторов
Вращение ротора с размещенной на нем обмоткой возбуждения, создающей магнитное поле чередующейся полярности, приводит к возникновению ЭДС в проводниках обмотки статора, который нередко называется якорем. Индуктируемая ЭДС равна произведению скорости магнитного поля возбуждения на его интенсивность. Интенсивность поля возбуждения определяется током обмотки возбуждения и числом ее витков.
При присоединении генератора к нагрузке, т.е. к потребителю электрической энергии или к электрической сети, ЭДС обмотки статора создает в ней ток. Обмотка статора — трехфазная, поэтому протекающие по ней токи — тоже трехфазные. Они создают вращающееся со скоростью ротора магнитное поле. Магнитное поле обмотки статора вращается с той же частотой вращения, что и ротор. В синхронном генераторе оба магнитных поля: обмотки ротора, созданное постоянным током возбуждения, и обмотки статора, созданное переменными токами трехфазной обмотки, оказываются взаимно неподвижными, вращающимися синхронно.
Взаимодействие вращающего и электромагнитного (тормозящего) моментов на валу синхронного генератора в синхронном режиме
Взаимодействие магнитных полей ротора и статора создает электромагнитный момент, направленный в генераторном режиме электрической машины навстречу механическому моменту, созданному паровой, газовой или гидравлической турбиной. В случае равенства этих двух моментов ротор генератора будет вращаться с постоянной скоростью, обеспечивая индуктирование стабильной частоты ЭДС обмотки статора, совпадающей с частотой напряжения сети. Это нормальный синхронный режим работы генератора, когда частота вращения (угловая скорость) ротора определяется частотой напряжения сети. Задачей персонала является регулирование подачи на турбину, создающую механический момент, требуемого количества агента (пара, газа, воды) необходимых параметров для обеспечения равновесия вращающего и тормозящего электромагнитного моментов.
При аварийном отключении генератора от нагрузки токи статора становятся равными нулю. Электромагнитный тормозящий момент также исчезает, а из-за сохраняющегося вращающего механического момента ротор начинает разгоняться сверх номинальной скорости до тех пор пока не будет прекращена подача агента (т.е. пара, газа, воды и т.п.) на турбину. Очевидно, что наиболее быстро это можно осуществить для паровой или газовой турбин. Частота вращения при этом успевает возрасти на 10—20 %. Гораздо сложнее остановить поток воды. В зависимости от типа применяемого гидравлического колеса частота вращения может возрасти в процессе прекращения подачи воды в 1,8—3,5 раза по сравнению с номинальной. Эта предельно возможная частота вращения ротора при наиболее неблагоприятном отказе системы регулирования подачи воды в турбину носит название угонной частоты вращения, или угонной скорости. Механическая прочность ротора генератора рассчитывается так, чтобы при угонной частоте вращения механические напряжения в элементах ротора из-за действующих центробежных сил, пропорциональных квадрату частоты вращения, не превосходили пределов текучести материалов ротора. Деформация обода ротора не должна превышать размера воздушного зазора. После того как гидрогенератор вращался с угонной частотой вращения, его следует остановить для тщательного осмотра, контроля всех креплений, а в случае необходимости, и для ремонта. В соответствии с ГОСТ все гидрогенераторы должны в течение 2 мин выдерживать без остаточных деформаций повышенную частоту вращения, равную 1,75 номинальной. В этих случаях останавливать их для осмотра необязательно.