42.Турбогенераторы.

Турбогенераторы - это быстроходные горизонтальные электрические машины с вращающимся цилиндрическим неявнополюсным статором. Они предназначены для непосредственного соединения с паровыми или газовыми турбинами. Особенность этих турбин - их быстроходность. Поэтому и ТГ имеют высокую частоту вращения. Чем выше частота вращения турбины, тем меньше ее габариты и выше к.п.д. и по этой причине стремятся повысить быстроходность турбогенераторов. Но быстроходность имеет предел, который ограничивается частотой сети f=50 Гц и минимальным числом пар полюсов генератора р=1:

П ри частоте сети 50 Гц, принятой в СНГ, максимальная частота вращения турбогенератора равна 3000 об/мин.

Иногда максимальная частота вращения турбогенератора определяется турбиной и должна быть меньше 3000 об/мин.

Для АЭС используются более тихоходные, четырехполюсные турбогенераторы с номинальной частотой вращения 1500 об/мин.

В соответствии с вышесказанным в СНГ введена стандартная шкала номинальных активных мощностей турбогенераторов:2,5; 4; 6; 12; 32; 63; 110; 160; 220; 320; 500; 800; 1000; 1200; 1600; 2000 МВт.

Кроме частоты вращения СГ характеризуются такими номинальными параметрами:

Номинальная мощность S_н - это полезная мощность, на которую рассчитан синхронный генератор и с которой он может длительно работать при нормальной системе охлаждения.

К числу номинальных параметров также относятся: напряжение статора U_н ток статора I_н, напряжение возбуждения ротора U_f, ток возбуждения ротора I_f, реактивная мощность генератора Q_p, коэффициент мощности (0.8-0.9), к.п.д.(92-99%) и др.

Номинальное напряжение синхронного трехфазного генератора U_н - это линейное напряжение статорной обмотки.

Номинальные напряжения генераторов согласованы ГОСТ с напряжением электрических сетей и образуют стандартную шкалу номинальных напряжений генераторов:3,15; 6,3; 10,5; (13,8); (15,75); 18; 20; 21; 24 кВ.

Эти напряжения на 5% выше номинального напряжения электрических сетей для компенсации потерь напряжения в сетях при нагрузке Номинальная полная мощность синхронного генератора

И номинальная активная мощность

где - номинальный коэффициент мощности.

Н оминальные реактивные мощности турбогенератора не указываются ГОСТ, а определяются по номинальной полной или активной мощностью из выражений:

43.Гидрогенераторы.

Гидрогенераторы (ГГ) относятся к числу тихоходных электрических машин. Номинальная частота вращения ниже частоты вращения турбогенератора.

Частоту вращения ГГ принимают равной наивыгодной частоте вращения турбины. Она должна отвечать при заданном напоре и расходе воды лучшим гидравлическим характеристикам турбины и ее наибольшей экономичности.

г де - коэффициент быстроходности (частота вращения при напоре 1 м,

зависящая от конструкции турбины); Н - напор, м; Р - мощность турбины, МВт.

Напоры и расходы воды гидроэлектростанции сильно отличаются, поэтому частота вращения гидрогенераторов лежит в диапазоне от 50 до 750 об/мин.

Большая часть эксплуатируемых машин имеют частоту вращения, лежащую в диапазоне от 50 до 125 об/мин, т. е. относятся к тихоходным машинам.

В зависимости от расположения вала ГГ бывают вертикальные и горизонтальные. ГГ средней и большой мощности имеют вертикальное расположение вала.

Разница в скоростях вращения ТГ и ГГ приводит к тому, что существует принципиальное различие в конструкции их роторов. ГГ имеют явнополюсный ротор - это колесо большого диаметра, состоящее из внутренней части - остова (насаживается на вал) и нагруженной части -обода. На ободе располагаются полюсы с обмоткой возбуждения.

У тихоходных генераторов диаметры роторов значительно больше, чем у быстроходных.

Для ГГ ГАЭС характерны частые пуски, остановы и переводы из одного режима в другой с изменением направления вращения.

Гидрогенераторы выпускаются мощностью от 8 до 640 МВт и с номинальным напряжением от 3,15 до 15,75 кВ с номинальным током от 30 до 935 Т, массой генератора от 75 до 1790 Т, диаметром ротора от5 до 16м.