Исходные данные Номер варианта –4

Турбогенераторы

	Тип 1	Тип 2
Число турбогенераторов -	1	2
Номинальная активная мощность, МВт; -	100	63
Номинальное напряжение обмотки статора, кВ, -	10,5	10,5
Коэффициент расхода на собственные нужды в %, К с.н.,-	10	10
Число часов использования максимальной нагрузки Т max, час	7000	7000
Дополнительные сведения: 1. Для всех вариантов значение коэффициента расхода на собственные нужды при отключенном генераторе Кс.н._откл принять равным 4 % от P ном_G.

Нагрузка

	Нагрузка 1	Нагрузка 2	Нагрузка 3
1. Напряжение, кВ U_нагр	10,5	35	110
2. Максимальная мощность одной линии P max_нагр, МВт	9	9	45
3. Число линий с Р max_нагр	8	8	3
4. Коэффициент одновременности К одн_нагр	0,82	0,78	0,79
5. Коэффициент мощности Cos F_нагр	0,76	0,81	0,83
Для всех вариантов значение коэффициента снижения максимума нагрузки в минимальном режиме принять равным 0.8.

Данные по линиям связи энергообъекта с энергосистемой

Напряжение, кВ, -110	Число линий связи объекта с энергосистемой -2
Длина одной линии связи, км, -120	Сечение сталеалюминиевого провода, мм*мм, -70/11
Количество проводов в фазе -1	Отношение Х0 / Х1 для линии связи -2,18
Дополнительные сведения: 1. Для всех вариантов число линий связи объекта с энергосистемой принять равное двум. 2. Для всех вариантов число цепей в одной линии связи принять равное единице.

Данные по энергосистемe

Напряжение, кВ, -110	Мощность короткого замыкания энергосистемы, МВ*А, -1600
Коэффициент ударный, о.е., -1,72

1. Выбор турбогенераторов

Тип турбогенератора выбираем на основании исходных данных по номинальным параметрам машины:

• По активной мощности;

• По напряжению на выводах обмотки статора.

Согласно исходным данным, выбираем турбогенераторы типа ТВФ-120-2У3 и ТВФ-63-2УЕ3.

Таблица 5 - Характеристики турбогенераторов

ТВФ-63-2УЕ3

Т-турбогенератор;

В- водородно-водяное охлаждение;

63- номинальная активная мощность, МВт;

2- число полюс ротора;

Е- единая унифицированная серия;

У-для работы с умеренным климатом

3-для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией

Продолжение таблицы 5

ТВФ-120-2У3

Т-турбогенератор;

В- водородно-водяное охлаждение;

100- номинальная активная мощность, МВт;

2- число полюс ротора;

У-для работы с умеренным климатом

3-для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией

Продолжение таблицы 5

Маркировка	S ном, МВА	Р ном, МВт	U ном, кВ	cosφ
ТВФ-63-2УЕ3	78.75	63	10.5	0,8
ТВФ-120-2У3	125	100	10.5	0,8

Продолжение таблицы 5

Маркировка	I ном, кА	Х”d	Х d	Х 2	Т а 3, с
ТВФ-63-2УЕ3	4.33	0,136	1,513	0,166	0,247
ТВФ-120-2У3	6.875	0,192	1,907	0,234	0,4

Продолжение таблицы 5

Маркировка	Схема соединения обмоток статора	Вид системы возбуждения	Описание системы охлаждения
			статора	ротора
			обмотки стали	обмотки бочки
ТВФ-63-2УЕ3	-	ВЧ	НВ	НВ
ТВФ-120-2У3	YY	ВЧ	НВ	НВ

Система охлаждения. У турбогенераторов серии ТВФ статор имеет косвенное, а ротор непосредственное водородное охлаждение (смешанная система).

При непосредственном водородном охлаждении с целью повышения эффективности охлаждения давление водорода доведено до 0.3-0.5 МПа. Для охлаждения ротора применяют аксиальную и многоструйную радиальную системы охлаждения, а для охлаждения обмотки статора применяют только аксиальную систему. Охлаждения активной стали статора производят либо с использованием одноструйной (радиально вытяжной), либо одновременно и аксиальной, и одноструйной систем охлаждения. Водород циркулирует в аксиальных прямоугольных каналах, которые образуются корытообразными проводниками обмотки возбуждения. При непосредственном охлаждении обмоток статора водород попадает в тонкостенные трубки из немагнитной стали, заложенные внутри стержней обмотки и открытые в лобовых частях. Недостатком аксиальной системы вентиляции, при котором водород проходит или вдоль всей обмотки, или вдоль ее половины, является резкая неравномерность нагрева обмотки по длине, а также необходимость в высоконапорном компрессоре, использование которого приводит к усложнению конструкции машины и увеличению расхода энергии на охлаждение, т.е. к снижению общего КПД машины.

Косвенная водородная система охлаждения может быть только замкнутой. Увеличение мощности генераторов в единице требует такого повышения электромагнитных нагрузок, при которых воздух не обеспечивает необходимый отвод тепла. Поэтому в системах охлаждения крупных турбогенераторов и синхронных компенсаторов воздух был заменен водородом. Большие размеры гидрогенераторов усложняют создание надежных уплотнений, поэтому для охлаждения гидрогенераторов водород не применяется.

При косвенной системе охлаждения, даже в случае использования среды с высокими охлаждающими свойствами, такой как водород, повышение мощности генераторов ограничено превышениями температуры в изоляции и стали. Поэтому в настоящее время косвенное охлаждение имеют турбогенераторы мощностью лишь от 32 до 110 МВт и синхронные компенсаторы мощностью 32 и более.

Система возбуждения. Турбогенераторы серий ТВФ-63-2УЕ3 и ТВФ-120-2У3 имеют статические тиристорные системы самовозбуждения. На рис. 1 видно, что в ней использованы тиристоры, на которые подается напряжение от статора генератора через специальный выпрямительный трансформатор ТА1, подключенный к выводам обмотки статора, и последовательный трансформатор ТА2, первичная обмотка которого включена последовательно в цепь статора со стороны нулевых выводов генератора. Выпрямительная установка состоит из двух тиристоров: рабочей группы VD1, которая обеспечивает основное возбуждение в нормальном режиме, и форсировочной группы VD2, которая обеспечивает возбуждение синхронной машины при форсировке. Рабочие тиристоры подключены к низковольтной части обмотки выпрямительного трансформатора, а форсировочные – через последовательный трансформатор – к высоковольтной части обмотки выпрямительного трансформатора. Управление тиристорами осуществляется от систем управления AVD1 и AVD2 через трансформаторы собственных нужд TAVD1 и TAVD2. Начальное возбуждение генератор получает от резервного возбудителя.

Достоинством схемы только с выпрямительным трансформатором является ее простота. Однако при коротких замыканиях вблизи генератора напряжение на его выводах снижается, что приводит к снижению напряжения на тиристорах. Последовательный трансформатор обеспечивает более надежное возбуждение при близких замыканиях. Наличие только статических элементов обусловливает высокую надежность систем самовозбуждения.

Рисунок 1 – Статическая тиристорная система возбужденb