В зависимости от рода первичного двигателя синхронные генераторы делятся на турбогенераторы (с приводом от паровых или газовых турбин) и гидрогенераторы (с приводом от водяных турбин). Обозначения типов синхронных генераторов приведены ниже.
|
Турбогенераторы |
Т Г В В Ф |
||
|
Турбогенератор……………………………………………………………… |
|||
|
газовое ……………….. |
|||
|
Охлаждение |
водородное …………. водяное………………… форсированное…….. |
||
|
Мощность, МВт Количество полюсов |
|||
|
Гидрогенераторы |
|||
|
Синхронный генератор…………………………………………………… |
С |
||
|
Исполнение Капсулышй……………………………………. |
горизонтальный….. вертикальный……… ……………………………. |
Г В К О В Ф |
|
|
Обратимый……………. ……………………… Охлаждение |
……………………………. водяное………………… форсированное…….. |
||
|
Наружный диаметр, длина активной стали, см Количество полюсов |
|||
Турбогенераторы выполняются с горизонтальной осью вращения. Диаметр ротора турбогенератора значительно меньше, чем его активная длина, ротор обычно имеет неявнополюсное исполнение. Предельный диаметр ротора при частоте вращения 3000 об/мин по условиям механической прочности составляет 1,2–1,25 м. Активная длина ротора по условиям механической жесткости не превышает 6,5 м.
Стремление к увеличению единичной мощности турбогенераторов реализуется за счет внедрения более интенсивных способов охлаждения без заметного увеличения габаритных размеров. Турбогенераторы мощностью более 50 МВт изготавливаются с водородным или жидкостным охлаждением обмоток. Основные технические данные турбогенераторов мощностью 60 МВт и более приведены в табл. 5.1.
Асинхронизированные турбогенераторы обладают возможностью обеспечивать устойчивую работу с глубоким потреблением и большим диапазоном регулирования реактивной мощности. Применение асин-хронизированных турбогенераторов основывается на тех же принципах, что и при выборе средств компенсации реактивной мощности других видов. Основные технические данные выпускаемых и разрабатываемых асинхронизированных турбогенераторов приведены в табл. 5.2.
Гидрогенераторы выполняются преимущественно с вертикальной осью вращения. Турбина располагается под гидрогенератором, и ее вал, несущий рабочее колесо, сопрягается с валом генератора с помощью фланцевого соединения. Так как частота вращения мала, а число полюсов велико, ротор генератора выполняется с большим диаметром и сравнительно малой активной длиной. Относительно небольшая частота вращения (60–600 об/мин в зависимости от напора воды) определяет большие размеры (до 20 м в диаметре) и массы (до 1500 т) активных и конструктивных частей гидрогенераторов. Как правило, гидрогенераторы выполняются с вертикальным расположением вала. Исключение составляют гидрогенераторы с большой частотой вращения и капсуль-ные гидрогенераторы, которые выполняются горизонтальными. Основные технические данные гидрогенераторов мощностью 52,4 МВт и более приведены в табл. 5.3.
Данные о мощности генераторов соответствуют их номинальному режиму работы. В часы максимума реактивной нагрузки иногда требуется работа генератора с пониженным cos (p. Длительная работа турбогенератора в режиме синхронного компенсатора с перевозбуждением допускается только при токе возбуждения не выше номинального. У генераторов с непосредственным охлаждением, как правило, cos 0,95–0,96. При повышении cos до 1,0 длительно могут работать только генераторы с косвенным охлаждением. Максимальная реактивная нагрузка генератора при работе в режиме синхронного генератора с недовозбуждением определяется на основании тепловых испытаний и может быть оценена (для агрегатов 200 и 300 МВт) по рис. 5.1.
Полная мощность гидрогенератора, как правило, не зависит от cos и равна номинальной, если гидрогенератор приспособлен для работы в режиме синхронного компенсатора (режим работы определяется при выполнении проекта ГЭС).
В аварийных режимах допускается перегрузка генератора по токам статора и ротора согласно техническим условиям. Если в технических условиях соответствующие указания отсутствуют, кратковременные перегрузки по току статора принимаются по табл. 5.4. Данные по допустимой перегрузке по току ротора генераторов с непосредственным охлаждением приведены в табл. 5.5. Допустимая перегрузка генераторов с косвенным охлаждением обмоток определяется допустимой перегрузкой статора.
Моменты инерции некоторых паровых турбин имеют следующие значения:
|
Тип турбины |
К-100-90 |
К-150-130 |
К-200-130 |
|
Момент инерции, тм2 |
18,7 |
28,5 |
35 |
|
Тип турбины |
К-300-240 |
К-500-240 |
К-800-240 |
|
Момент инерции тм2 |
49 |
73 |
120 |
Моменты инерции гидротурбин составляют примерно 10 % момента инерции присоединенных к ним гидрогенераторов.
Таблица 5.1
Основные технические характеристики турбогенераторов 60 МВт и более
|
Тип |
Р, МВт |
cos |
Q, Мвар |
Uном, кВ |
КПД, % |
X «d , % |
X «d , % |
Хd, % |
Х, % |
Х2,% |
Х0, % |
ОКЗ |
GD2, тм2 |
Td0, с |
|
ТВФ-60-2 |
60 |
0,8 |
45 |
10,5; 6,3 |
98,5 |
19,5 |
28 |
161 |
12,1 |
23,8 |
9,2 |
0,64 |
8,85 |
4,9 |
|
ТВФ-63-2 |
63 |
0,8 |
47 |
10,5 (6,3) |
98,3 |
13,9 (18) |
22,4(27,5) |
220(192) |
12,1 |
22 (17) |
9,2 |
0,537 (0,544) |
9,7 |
8,7(6,1) |
|
ТВФ-100-2 |
100 |
0,8 |
75 |
10,5 |
98,4 |
19,1 |
27,8 |
192 |
16,7 |
23,4 |
9,73 |
0,563 |
13 |
6,5 |
|
ТВВ-160-2 |
160 |
0,85 |
102 |
18 |
98,5 |
22,1 |
32,9 |
230 |
16,7 |
26,9 |
11,5 |
0,475 |
13 |
5 |
|
ТГВ-200М |
200 |
0,85 |
124 |
15,75 |
98,0 |
20,4 |
31,0 |
186,2 |
16,7 |
24,9 |
11,5 |
0,572 |
25 |
6,8 |
|
ТВВ-200-2а |
200 |
0,85 |
124 |
15,75 |
98,6 |
18 |
27,2 |
210,6 |
15,6 |
22 |
10 |
0,512 |
21,1 |
7 |
|
ТВВ-220-2 |
220 |
0,85 |
137 |
15,75 |
98,6 |
20 |
29 |
197 |
20 |
24 |
9 |
0,46 |
21,1 |
6,4 |
|
ТГВ-300 |
300 |
0,85 |
186 |
20 |
98,7 |
19,5 |
30 |
219,5 |
17 |
23,8 |
9,6 |
0,505 |
31 |
7 |
|
ТВВ-320-2 |
320 |
0,85 |
198 |
20 |
98,7 |
17,3 |
25,8 |
169,8 |
17 |
21,1 |
9 |
0,624 |
29,8 |
5,9 |
|
ТГВ-500 |
500 |
0,85 |
310 |
20 |
98,7 |
24,3 |
37,3 |
241,3 |
21,75 |
29,6 |
14,6 |
0,428 |
36 |
6,3 |
|
ТГВ-500-4 |
500 |
0,85 |
310 |
20 |
98,6 |
26,8 |
39,8 |
215,8 |
26,8 |
32,7 |
13 |
0,494 |
190 |
6,9 |
|
ТВМ-500 |
500 |
0,85 |
310 |
36,75 |
98,8 |
27,3 |
38 |
243 |
26,8 |
33 |
13 |
0,443 |
36,5 |
6,6 |
|
ТВВ-500-2Е |
500 |
0,85 |
310 |
20 |
98,75 |
22,2 |
31,8 |
231 |
26,8 |
27,4 |
12,5 |
0,5 |
38,6 |
8,1 |
|
ТВВ-800-2 |
800 |
0,9 |
384 |
24 |
98,75 |
21,9 |
30,7 |
233 |
21,9 |
26,7 |
11,7 |
0,47 |
56 |
9,3 |
|
ТВВ- 1000-2 |
1000 |
0,9 |
475 |
24 |
98,75 |
26,9 |
38,2 |
282 |
26,9 |
32,8 |
14,2 |
0,4 |
56 |
9,6 |
|
ТВВ- 1000-4 |
1000 |
0,9 |
475 |
24 |
98,7 |
31,8 |
45,2 |
235 |
31,8 |
38,8 |
15,8 |
0,46 |
245 |
8,8 |
|
ТВВ-1200-2 |
1200 |
0,9 |
570 |
24 |
98,8 |
24,8 |
35,8 |
242 |
— |
30,2 |
15,2 |
0,448 |
— |
8,5 |
Примечание.
X «d – продольное сверхпереходное реактивное сопротивление; X «d – продольное переходное реактивное сопротивление; м Хd – продольное синхронное реактивное сопротивление; Х – реактивное сопротивление рассеивания; Х2 – реактивное сопротивление обратной последовательности; Хо – реактивное сопротивление нулевой последовательности.
Таблица 5.2
Основные технические характеристики
асинхронизированных генераторов
|
Наименование параметра, характеристики |
Ед. измер. |
Тип генератора |
|||
|
АСТГ- 200 |
ТЗВА- 110 |
ТЗВА- 220* |
ТЗВА- 320* |
||
|
Мощность |
МВт |
200 |
110 |
220 |
320 |
|
Номинальное напряжение статора |
кВ |
15,75 |
10,5 |
15,75 |
20,0 |
|
Коэффициент мощности: при выдаче реактивной мощности при потреблении реактивной мощности |
0,85 |
0,85 |
0,85 |
0,85 |
|
|
__ |
0,85 |
0,85 |
0,85 |
0,85 |
|
|
Ток статора |
А |
9470 |
7560 |
9490 |
10870 |
|
Частота вращения |
об/мин |
3000 |
3000 |
3000 |
3000 |
|
Максимальная потребляемая реактивная мощность: при Р = Рном при Р = 0 |
Мвар |
124 |
68 |
136 |
186 |
|
235 |
129 |
259 |
353 |
||
|
Максимальная длительная нагрузка в длительном асинхронном режиме (при потребляемой реактивной мощности) |
МВт (Мвар) |
150 (180) |
84 (98) |
174 (192) |
228 (269) |
*Разрабатываются.
Таблица 5.3
Основные технические характеристики гидрогенераторов мощностью 50 МВт и более
|
Тип |
Р, МВт |
cos |
Q, Мвар |
Uном, кВ |
КПД, % |
X «d , % |
X «d , % |
Хd, % |
Х, % |
Х2, % |
Х0, % |
ОКЗ |
GD2, тм2 |
Част. вращ. 1/мин |
Td0, с |
|
Серия ВГС |
|||||||||||||||
|
ВГС-1525/135-120 ВГС-1260/147-68 ВГС- 1260/200-60 ВГС-93О/233-ЗО ВГСВФ-940/235-30 |
57,2 82,5 150 294 353 |
0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 |
35,8 52,3 93,0 182,0 219,0 |
10,5 13,8 15,75 15,75 15,75 |
97,2 97,5 97,6 98,25 98,2 |
29,0 21,0 25,0 19,0 24 |
34,0 28,0 35,0 33,0 38 |
66 76 102 147 131 |
17,5 14,0 16,0 12,4 |
20 25 |
11,5 |
1,78 1,47 1,10 0,75 0,8 |
73 000 37 000 58 000 |
50 88,2 100 200 200 |
3,81 5,0 8,2 |
|
Серия СВ |
|||||||||||||||
|
СВ-375/195-12 СВ-430/210-14 СВ-1250/1 70-96 СВ-660/165-32 СВ-1340/140-96 СВН(СВК,СВКС)-1340/150-96 СВ-780/137-32 |
52,4 55 55 57 57,2 57,2 63 |
0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,85 |
39,2 41,3 41,3 42,7 43,0 43,0 39,4 |
10,5 10,5 13,8 10,5 13,8 13,8 10,5 |
97,4 97,559 7,3 97,5 96,7 96,88 97,95 |
16,0 18,0 33,0 19,0 21,0 21,0 17,0 |
28,0 28,0 33,0 29,0 29,0 29,0 26,0 |
130 114 77,0 104 63,0 63,0 88,0 |
12,1 12,1 10,4 |
19,0 20,1 21,2 |
8,0 |
0,86 1,01 1,12 1,78 1,63 |
4000 825 4500 51700 73 000 |
428 188 62 50 |
5,45 5,80 4,33 3,81 |
|
СВ-640/170-24 |
67 |
0,85 |
41,5 |
13,8 |
97,62 |
20,0 |
27,0 |
107 |
– |
– |
– |
1,03 |
4000 |
250 |
– |
|
СВ-1130/140-48 |
117,7 |
0,85 |
88,5 |
13,8 |
98 |
21,0 |
26,0 |
91,0 |
– |
22 |
10 |
— |
7250 |
125 |
– |
|
СВ-850/190-48 |
75 |
0,85 |
46,9 |
13,8 |
97,55 |
23,0 |
28,0 |
91,0 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
|
СВ-850/1 90-48 |
72,5 |
0,85 |
45,0 |
16,5 |
97,5 |
23,0 |
32,0 |
87,0 |
– |
23,1 |
11,0 |
1,30 |
14 080 |
125 |
6,75 |
|
СВБ-750/211-40 |
75 |
0,85 |
46,9 |
13,8 |
97,85 |
23,0 |
28,0 |
91,0 |
15,6 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
|
СВВ-780/190-32 |
77 |
0,85 |
48,2 |
13,8 |
97,66 |
15,0 |
24,0 |
85,0 |
9,6 |
– |
– |
– |
9500 |
188 |
_ |
|
СВ-850/190-40 |
90 |
0,9 |
43,2 |
16,5 |
98,0 |
19,0 |
27,0 |
87,0 |
– |
19,8 |
1,52 |
16 000 |
150 |
6,48 |
|
|
СВ-850/190-40 |
100 |
0.9 |
48,0 |
13,8 |
98,2 |
26,0 |
37,0 |
97,0 |
17,2 |
26,2 |
12,0 |
1,10 |
16 000 |
180 |
7,6 |
|
Тип |
Р, МВт |
cos |
Q, Мвар |
Uном, кВ |
КПД, % |
X «d , % |
X «d , % |
Хd, % |
Х, % |
Х2, % |
Х0, % |
ОКЗ |
GD2, тм2 |
Част. вращ. 1/мин |
Td0, с |
|
СВ-1500/170-96 |
100 |
0,85 |
62,5 |
13,8 |
97,5 |
21,0 |
29,0 |
65,0 |
– |
21,7 |
8,9 |
1,75 |
88 000 |
– |
5,02 |
|
СВ-1225/130-56 |
108,5 |
0,85 |
68,0 |
13,8 |
98,29 |
24,0 |
34,0 |
93,0 |
16,0 |
– |
– |
– |
– |
– |
|
|
СВ-1500/200-88 |
127,8 |
0,9 |
56 |
13,8 |
97,6 |
15,0 |
20,0 |
52,0 |
– |
15 |
– |
– |
25 000 |
68,2 |
– |
|
СВ-855/235-32 |
150 |
0,9 |
72,0 |
13,8 |
98,07 |
17,0 |
28,0 |
100 |
– |
16,5 |
5,1 |
1,12 |
18 000 |
187,5 |
– |
|
СВ-1500/175-84 |
171 |
0,9 |
82,0 |
15,75 |
98,3 |
26,0 |
37,0 |
ПО |
– |
28,0 |
10,0 |
0,97 |
82 000 |
71,5 |
6,5 |
|
СВ-1190/250-48 |
225 |
0,85 |
140 |
15,75 |
97,44 |
24,0 |
35,0 |
107 |
16,4 |
24,4 |
13,6 |
1,04 |
57 200 |
125 |
9,5 |
|
СВ-712/227-24 |
260 |
0,85 |
162 |
15,75 |
98,15 |
28,8 |
42,0 |
165 |
17,8 |
27,0 |
10,0 |
0,64 |
8 000 |
250 |
8,8 |
|
СВ-1100/250-36 |
300 |
0,85 |
187 |
15,75 |
98,4 |
20 |
33,0 |
130 |
– |
20,0 |
40,0 |
– |
43 000 |
165,7 |
5,1 |
|
Серия СВФ |
|||||||||||||||
|
СВФ-1500/130-88 |
128 |
0,8 |
96,0 |
13,8 |
96,3 |
40,0 |
57,0 |
175 |
40,9 |
12,5 |
0,62 |
110 000 |
68,2 |
3,44 |
|
|
СВФ-990/230-36 |
300 |
0,85 |
183 |
15,75 |
98,2 |
24,0 |
37,0 |
134 |
13,6 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
|
СВФ-1690/175-64 |
500 |
0,85 |
310 |
15,75 |
98,25 |
30,0 |
42,0 |
158 |
– |
30,7 |
8,4 |
0,67 |
187 000 |
93,8 |
5,10 |
|
СВФ-1285/275-42 |
640 |
0,9 |
315 |
15,75 |
98,3 |
29,5 |
43,0 |
158 |
– |
30,5 |
15,0 |
0,66 |
102 000 |
142,8 |
5,10 |
|
Капсульные гидрогенераторы |
|||||||||||||||
|
СГКВ-480/115-64 СГВК-720/140-80 |
20 45 |
1,0 0,98 |
0 5,0 |
3,15 6,3 |
96,3 97,0 |
45,0 39,0 |
57,0 76,0 |
194 106 |
– |
— |
— |
0,58 0,68 |
3000 |
93,8 75 |
– |
|
Обратимые гидрогенераторы |
|||||||||||||||
|
СВО-733/130-36 |
33,4 40 |
0,73/0,91 0,9 |
35/19,0 19,2 |
10,5 10,0 |
96,9 97,4 |
22,0 24,0 |
33,0 37,0 |
103 114 |
– |
— |
22,0 24,0 |
– |
– |
– |
5,75 5,75 |
|
В ГДС-1005/245-40 |
200 |
0,85 |
124 |
15,75 |
98,4 |
32,0 |
45,0 |
142 |
— |
33 |
12,0 |
0,8 |
32 000 |
150 |
12,8 |
Примечание.
Условные обозначения – см. табл. 5.1.
Таблица 5.4
Допустимая кратность перегрузки генераторов и синхронных компенсаторов по току статора
|
Продолжительность перегрузки, мин, не более |
Косвенное охлаждение обмотки статора |
Непосредственное охлаждение обмотки статора |
|
|
водой |
водородом |
||
|
60 |
1Д |
1Д |
— |
|
15 |
1Д5 |
1Д5 |
— |
|
10 |
— |
— |
1.1 |
|
6 |
1,2 |
1,2 |
1,15 |
|
5 |
1,25 |
1,25 |
— |
|
4 |
1,3 |
1,3 |
1,2 |
|
3 |
1,4 |
1,35 |
1,25 |
|
2 |
1,5 |
1,4 |
1,3 |
|
1 |
2,0 |
1,5 |
1,5 |
Таблица 5.5
Допустимая кратность перегрузки турбогенераторов по току ротора
|
Продолжительность перегрузки, мин, не более |
Турбогенераторы |
|
|
ТВФ, кроме ТВФ-120-2 |
ТГВ, ьТВВ(до500МВт включительно), ТВФ-120-2 |
|
|
60 |
1,06 |
1,06 |
|
4 |
1,2 |
1,2 |
|
1 |
1,7 |
1,5 |
|
0,5 |
2,0 |
— |
|
0,33 |
— |
2,0 |
