Міністерствоосвіти і науки України
Державнийвищий навчальний заклад
Дніпропетровськийіндустріальний коледж
Рефератна тему:
«Режимироботи генераторів»
Виконав:Куриленко В.П
Студентгрупи ЕС-08-1
Перевірив:Коротіч М.Г.
2011р.
План
1. Режими роботи генераторів.
2. Пошкодження обмотки ротора.
3. Нормальні режими роботи.
4. Асинхронний режим роботи.
Література
1. Режими роботи генераторів
генератор пошкодженнязамикання ротор асинхронний
Багатофазні короткі замиканнявідносяться до найбільш важких пошкоджень генератора. Вони супроводжуютьсявеликими струмами, у кілька разів перевищують номінальний струм генератора. Длязахисту від багатофазних коротких замикань, які викликають значні руйнування встаторі, на всіх генераторах потужністю вище 1 000 кВт за наявності висновківокремих фаз з боку нейтралі встановлюється поздовжня диференційний захист, щодіє на відключення генератора.
На генераторах малої потужності длязахисту від багатофазних коротких замиканні допускається застосування більшпростих пристроїв: максимального струмового захисту або відсічення,встановленої з боку висновків генератора, а також автоматів або плавкихзапобіжників.
Однофазні замикання на землю (корпусгенератора) у великих генераторах напругою 3 кВ і вище, що працюють зізольованою нейтраллю, супроводжуються проходженням у місці пошкодженняневеликих струмів в порівнянні зі струмами багатофазних коротких замикань.Однак тривалий шлях струму і горіння дуги в місці замикання на корпусгенератора можуть призвести до вигоряння ізоляції і значного оплавлення активноїсталі статора, після чого буде потрібно виробляти тривалий ремонт із заміноюушкодженої стали.
На підставі досвіду експлуатації іспеціальних випробувань встановлено, що при пошкодженнях в обмотці статораструм замикання на землю до 5 А не призводить до значного пошкодження стали.Тому при струмах замикання на землю в мережі генераторної напруги менше 5 Азахист від однофазних замикань на землю, як правило, виконується з дією насигнал. Якщо ж струми замикання на землю перевищують 5 А, захист повинен діятина відключення генератора.
При виникненні однофазного замикання наземлю в мережі генераторної напруги генератори потужністю 150 МВт і більшеповинні негайно розвантажуватися і відключатися від мережі, якщо не передбаченоїх автоматичне відключення [Л. 41]. Робота генераторів потужністю менше 150 МВтв зазначеному режимі допускається протягом часу не більше 2 ч. У винятковихвипадках допускається робота з замиканням на землю в мережі генераторноїнапруги до 6 год.
На генераторах малої потужності напругоюдо 500 В, що працюють з заземленою нульовою точкою, захист від однофазнихкоротких замикань, які супроводжуються великими струмами, діє на відключення.
У статорі генератора можуть такожвиникати замикання між витками однієї фази. Струми, що проходять при цьому вмісці пошкодження, сумірні з струмами коротких замикань між фазами. Нагенераторах, що мають виведені паралельні гілки, для захисту від витковихзамикань встановлюється поперечна диференційний захист, що діє на відключеннягенератора. На генераторах, що не мають виведених паралельних гілок, захист відвіткових замикань не встановлюється, оскільки виконання її в цьому випадкупорівняно складно, а також тому, що віткових замикання в статорі генератора, щоне супроводжуються однофазним замиканням на землю або багатофазним короткимзамиканням, досить рідкі.
2. Пошкодження обмотки ротора
Замикання на землю в одній точці ланцюгапорушення не впливає на нормальну роботу генератора, струм у місці пошкодженняне проходить, і симетрія магнітного потоку не порушується. Однак наявністьодного замикання на землю вже представляє певну небезпеку для генератора, такяк у випадку замикання на землю в другій точці ланцюга збудження частинаобмотки виявиться замкнутої накоротко.
Замикання на землю в двох точках ланцюгапорушення супроводжується сильною вібрацією через несиметрії магнітного потоку.Дуга в місці замикання може призвести до значного пошкодження обмотки і сталиротора. Через сильну вібрації замикання на землю в двох точках ланцюгапорушення особливо небезпечно для синхронних машин з виступаючими полюсами,якими є гідрогенератори і синхронні компенсатори. Внаслідок цього, як правило,не слід допускати роботи гідрогенераторів і синхронних компенсаторів ззамиканням на землю в одній точці ланцюга збудження. Необхідно негайновідключати їх і вживати заходів до усунення пошкодження. Тому на машинах звиступаючими полюсами передбачається захист від замикань на землю в одній точціланцюга збудження, що діє на сигнал, а захист від подвійних замикань на землюне встановлюється.
Синхронні машини без виступаючих полюсів(турбогенератори) з непрямим охолодженням обмоток ротора в більшості випадківможуть деякий час працювати за наявності подвійного замикання на землю вланцюзі порушення без істотних пошкоджень. Тому турбогенератор при появізамикання на землю у колі збудження залишається в роботі і на ньомувстановлюється захист від подвійних замикань на землю, яка у більшості машин знепрямим охолодженням обмоток включається з дією на сигнал.
На потужних турбогенераторах збезпосереднім охолодженням провідників обмотки ротора захист від подвійнихзамикань на землю в ланцюзі порушення включається з дією на відключення. Припершій можливості ці генератори також необхідно вивести в ремонт.
При роботі з замиканням на землю в однійточці обмотки ротора турбогенератори з іонною або напівпровідниковій системамизбудження необхідно перевести на резервний (машинний) збудник.
3. Ненормальні режими
Перевантаження статора струмом більшеномінального тягне за собою перегрів і руйнування ізоляції обмотки, що врезультаті може призвести до короткого замикання або замикання на землю.
В експлуатацію усе більше впроваджуютьсяпотужні турбогенератори з безпосереднім, або, як іноді кажуть, з форсованимохолодженням обмоток, в яких охолоджуюча середовище (водень або вода) циркулюєвсередині токоведущих стрижнів, завдяки чому забезпечуються кращі умовиохолодження і більш високі щільності струму. Ці генератори, що мають меншірозміри і кращі економічні характеристики, випускаються нашої промисловістючотирьох типів: ТВФ, ТВВ, ТГВ і ТВМ. Конструкція цих генераторів така, що вонидопускають значно меншу перевантаження, ніж генератори з непрямим охолодженням.
Дані, що визначають тривалістьдопустимого перевантаження генераторів, наведені в табл. 10-1. Допустимакратність перевантаження в табл. 10-1 вказана щодо тривало допустимого струму(при даних температурі і тиску охолоджувальної середовища).
Для того щоб черговий персонал своєчасновжив заходів до розвантаження генератора, встановлюється струмовий захист відперевантаження, що діє на сигнал. Якщо струми перевантаження обмотки статора,що виникають у нормальних експлуатаційних режимах, порівняно невеликі, то призовнішніх коротких замиканнях вони можуть досягати великих величин. Навітькороткочасне проходження таких струмів становить небезпеку для обмотки статора.
Для запобігання пошкодження генератора вразі, якщо коротке замикання не буде вимкнено захистом ліній аботрансформаторів, служить максимальна струмовий захист з пуском по напрузі абобез нього, що діє на відключення генератора.
Найбільш важкі наслідки для генератораможуть мати місце при зовнішніх несиметричних коротких замиканнях (двофазнихабо однофазних). У цьому випадку нерівність (несиметрія) струмів у фазах статоравикликає підвищене нагрівання ротора і вібрацію генератора, що може призвестидо його пошкодження. Несиметрія струмів статора може виникнути внаслідок обривуоднієї з фаз, а також відмови у включенні або відключенні однієї з фазвимикача.
Допустима тривалість проходження погенератору струму зворотної послідовності може бути визначена згідно знаступним висловом:
Захист генератора від зовнішніхнесиметричних коротких замикань і несиметричних режимів здійснюється струмовимзахистом зворотній послідовності, що діє на сигнал і на відключення.
Перевантаження по струму роторагенераторів і синхронних компенсаторів з непрямим охолодженням визначаєтьсяприпустимим перевантаженням статора, а для турбогенераторів з безпосереднімохолодженням обмотки ротора обмежується наступними часом [Л. 41]:
Для запобігання пошкодження ротора приперевантаженні його обмотки під час форсування збудження на генераторах збезпосереднім охолодженням передбачається автоматичне обмеження тривалостіфорсировки.
З тією ж метою на турбогенераторах збезпосереднім охолодженням, а також на деяких гідрогенераторах передбачаєтьсязахист ротора від перевантаження, що діє на відключення генератора або навідключення АГП (на турбогенераторах) і переводить генератор в асинхроннийрежим, якщо останній допустимо.
Підвищення напруги на висновках обмоткистатора може привести до пробою ізоляції і виникненню в генераторібагатофазного короткого замикання. Небезпечне для ізоляції підвищення напругивиникає на генераторах внаслідок зникнення магнітного потоку реакції статора ізбільшення швидкості обертання агрегату, що відбувається при скиданнінавантаження.
На турбогенераторах регулятор швидкостізапобігає значне збільшення швидкості, і, крім того, якщо швидкість обертанняперевищить 110% номінальної, спрацює автомат безпеки і повністю припинитьдоступ пари в турбіну. Навпаки, на гідрогенераторах при скиданні навантаженняможуть мати місце збільшення швидкості обертання на 40-50% вище нормальної івідповідне підвищення напруги статора. Тому захист від підвищення напругивстановлюється тільки на гідрогенераторах з дією на відключення генератора іавтомата гасіння поля (АГП).
До ненормальним режимам відноситьсятакож робота синхронного генератора без збудження (наприклад, при відключенніАГП), так званий асинхронний режим. При роботі в асинхронному режимізбільшується швидкість обертання генератора і виникає пульсація струму статора.
Більшість турбогенераторів з непрямимохолодженням, за винятком машин з набірними зубцями роторів, може тривало (до30 хв) працювати в асинхронному режимі з навантаженням до 60% номінальної.
Для турбогенераторів з безпосереднімохолодженням обмотки ротора допускається робота в асинхронному режимі знавантаженням не більше 40% номінальної: серії ТВФ протягом 30 хв, а серій ТВВі ТГВ — 15 хв.
4. Асинхронний режим роботи
Асинхронний режим роботи гідрогенераторівв більшості випадків супроводжується значним зниженням напруги і великими качаннями,при яких струм статора може в кілька разів перевищувати номінальний. Необхіднотому в разі втрати збудження все гідрогенератори, а також турбогенератори, щомають ослаблену конструкцію (набірний ротор, дротові бандажі), відключити абонегайно вжити заходів до відновлення нормального режиму.
У деяких випадках втрата збудження, непредставляючи небезпеки для самого генератора, може послужити причиноюпорушення стійкості паралельної роботи енергосистеми. Це може статися, якщопотужність генератора, що втратив збудження, велика, і енергосистема не моженавіть короткочасно покрити дефіцит реактивної потужності, що виник внаслідоквтрати збудження генератором. У цьому випадку генератор, що втратив збудження,також повинен бути негайно відключений від мережі. Всі захисту, що діють навідключення вимикача генератора, одночасно відключають АГП.
Для запобігання пожежі в генераторі, щомає повітряне охолодження, черговий персонал при внутрішніх коротких замиканняхпускає в генератор воду. На електростанціях без обслуговуючого персоналу пускводи в генератор проводиться автоматично при спрацьовуванні захисту відвнутрішніх коротких замикань в обмотці статора.
На генераторах, що працюють тільки зводневим охолодженням, установок для гасіння пожежі не передбачається, тому щоводень не підтримує горіння. Для гасіння пожежі на випадок роботи цих машин зповітряним охолодженням (якщо це допускається) застосовується вуглекислота.
Література
1. www.rza.org.ua/rza/a-62.html