Генераторы-двигатели для ГАЭС

В настоящее время номинальная мощность изготовленных гидрогенераторов-двигателей находится в пределах 200-400 MB-А при номинальных частотах вращения 150 — 400 об/мин. В разных странах ведутся разработки более мощных гидрогенераторов-двигателей на большие частоты вращения.

Угонная частота вращения гидрогенераторов-двигателей, как правило, находится в пределах 1,45 — 1,7 номинальной частоты вращения.

Коэффициент мощности в генераторном режиме для большинства мощных генераторов-двигателей составляет 0,85 — 0,95. В двигательном режиме cosq> выбирается из условия потребления реактивной мощности при наивысшем значении напряжения в точке присоединения к сети. Для большинства выполненных машин он находится в пределах cos ф = 0,95 4- 1,0.

Напряжение статора генераторов-двигателей существенно влияет на стоимость машины.

Во многих машинах напряжение статора равно 15,75 — 16,5 кВ, а в ряде случаев 18 — 20 кВ и выше. Выбор повышенного напряжения характерен для генераторов-двигателей, установленных на подземных ГАЭС, в связи со стремлением снизить размеры ши-нопроводов от генератора до повышающего трансформатора, протяженность которых относительно велика.

Пределы изменения напряжения в обратимых гидрогенераторах, как правило, допускаются большими, чем в генераторах обычного типа, и составляют +(10 -т- 15)%.

Момент инерции гидрогенераторов-двигателей, как правило, значительно меньше, чем гидрогенераторов обычного исполнения. Это связано с меньшей угонной частотой вращения насосотурбин, а также со стремлением уменьшить диаметр ротора для снижения пусковой мощности и времени пуска в насосном режиме. Снижение момента инерции ротора особенно важно для агрегатов с асинхронным пуском в насосном режиме.

Для гидрогенераторов-двигателей является характерным снижение индуктивного сопротивления по продольной оси x_d.

По требованиям статической перегружаемое™ значение x_d не должно быть более 1,2 о.е.

Требование к переходному реактивному сопротивлению x_d определяется, с одной стороны, стремлением повысить динамическую устойчивость агрегата, с другой стороны — ограничением пусковых токов при применении прямого асинхронного пуска в режиме двигателя. Как правило, значение x'_d не должно быть более 0,5 — 0,6 о.е.

Величина ОКЗ для гидрогенераторов-двигателей с частотой вращения до 300 об/мин находится в пределах 1,1 —1,0. В мощных высокоскоростных машинах ОКЗ выбирается меньше единицы — 0,8 —1,0.

В настоящее время в СССР серийно выпускаются гидрогенераторы-двигатели мощностью 200 МВт, 150 об/мин по типу генераторов-двигателей Загорской ГАЭС (рис. 8.7).

Генератор-двигатель Загорской ГАЭС выполнен в зонтичном исполнении с одним направляющим подшипником в зоне верхней крестовины, с опорой подпятника на крышку насоса-турбины и предназначен для непосредственно асинхронного пуска.

В машине применены массивные полюсы, которые по торцам соединены мощными медными перемычками, приваренными к массиву полюсов. Уменьшение термомеханических напряжений в массивном полюсе достигается с помощью прорезей по длине полюса. Для полюсов применена сталь 20Х2М с повышенной термоусталостной прочностью.

Для ограничения пульсационных потерь поверхность полюсных башмаков выполнена рифленой.

Генератор-двигатель имеет следующие расчетные характеристики асинхронного пуска:

Кратность пускового тока.....2,3

Кратность пускового момента... 0,36

Длительность пуска, с......30

Превышение температуры на поверхности полюсных башмаков за время пуска, °С..........200

Для обмотки статора применена термореактивная изоляция типа «монолит». На выходе стержней из паза и в головках лобовых частей установлены расклинивающиеся элементы с подпружиниванием. Крепление лобовых частей обмотки к бандажным кольцам осуществляется с применением формообразующих прокладок. В пазовой части обмотка крепится пазовыми клиньями с упругими подклиновыми прокладками.

Рис. 8.7. Генератор-двигатель Загорской ГАЭС

Между стержнями и на дне паза предусмотрены прокладки из формообразующего материала.

Для уменьшения пускового тока обмотка статора имеет увеличенное число витков и специально заглубленный паз. Для увеличения пазового рассеяния под клиньями в пазу установлены магнитные вставки, представляющие собой склеенные пакеты пластин электротехнической стали.

Конструкция сердечника статора — бесстыковая с шихтовкой статора в кольцо на месте установки.

Подпятник — однорядный сегментный на гидравлических опорах с автоматическим выравниванием нагрузки между сегментами, с нулевым эксцентриситетом. Поверхность трения сегментов покрыта фторопластом.

Система охлаждения — воздушная, замкнутая с самовентиляцией. Для обеспечения одинакового расхода воздуха в генераторном и двигательном режимах все напорные элементы имеют симметричные радиальные каналы.

Основные технические данные генератора-двигателя

Мощность в генераторном режиме, MB А/МВт..... 236/200

Мощность в двигательном режиме, MB А/МВт.... 236/220 Частота вращения номинальная, об/мин....... 150

Коэффициент угона..... 1,6

Напряжение, кВ...... 15,75

Момент инерции ротора, 10³

кгм²......... 8000

Номинальный ток возбуждения, А......... 1680

Напряжение возбуждения, В 240 Индуктивное сопротивление по

продольной оси..... 1,37

Статическая перегружаемость 2,0 Внутренний диаметр статора,

мм.......... 9350

Активная длина, мм..... 2450

Диаметр корпуса, мм... 12000

Общая высота, мм..... 7870

Высота над уровнем перекрытия, мм........ 1740

Осевая нагрузка на подпятник, МН........ 14,3

Система возбуждения генератора-двигателя...... Тиристор-

ная по схеме самовозбуждения

Машины Загорской ГАЭС являются унифицированными для ряда ГАЭС (например, Кайшядорской ГАЭС).

Дата добавления: 2015-06-27