Асинхронный режим с.Г. Общая характеристика процесса.
Асинхронный режим может иметь место в двух случаях: либо при потере возбуждения в рабочем режиме, либо при нарушении динамической устойчивости параллельной работы данной станции относительно других. В первом случае возникает асинхронный ход без возбуждения одного турбогенератора по отношению к системе. Во втором случае – асинхронный ход с возбуждением всех генераторов данной станции по отношению к системе.
Особенности асинхронного режима современных турбогенераторов необходимо учитывать при выработке и внедрении комплекса системных противоаварийных мероприятий.
Причины потери возбуждения могут быть следующие:
- неправильное отключение автомата гашения поля (АГП) с замыканием обмотки возбуждения на гасительное сопротивление;
- разрыв цепи возбуждения;
- повреждение цепей автоматического регулирования, при этом обмотка
возбуждения остается замкнутой на возбудитель.
Во всех указанных случаях исчезает полностью или становится очень малым синхронный момент и происходит сброс нагрузки турбогенератора.
В
начальный момент условия работы турбины
не меняются, т.е. вращающий момент
остается постоянным. С уменьшением
тормозящего синхронного момента
турбогенератора появляется
избыточный
момент, вызывающий увеличение скорости
вращения. Частота вращения ротора
турбогенератора становится больше
синхронной, возникает скольжение и
асинхронный момент. Из-за запаздывания
действия регулятора турбины асинхронный
момент может оказаться больше момента
турбины. При этом происходит торможение
ротора генератора. После ряда колебаний
установится равновесие между моментом
турбины и асинхронным моментом генератора
(точка а на рисунке 9.1). В таком режиме
турбогенератор выдает активную мощность,
а реактивная потребляется из сети.
|
Рисунок 9.1 - Характеристики асинхронного момента генератора и регулирования турбины |
Величина нагрузки, при которой наступает установившийся режим, зависит от характеристики регулирования турбины и от характеристики асинхронного момента. Если характеристика асинхронного момента турбогенератора «жесткая», т.е. при значительном увеличении тормозящего момента скольжение мало, а максимальный момент велик (Мас1) , то равновесие наступает при малых скольжениях и генератор уменьшает нагрузку незначительно (см. рисунок 9.2). Если же кривая асинхронного момента такова, что при сравнительно малом изменении момента скольжение меняется значительно, или, если асинхронный момент меньше момента турбины в исходном режиме, то равновесие может наступить только при повышенных значениях скольжения (Мас2) (см. рисунок 9.2). В этом случае за счет регулирования турбины активная нагрузка в асинхронном режиме будет существенно ниже предшествующей. При (Мас3) – асинхронный режим неосуществим.
|
Рисунок 9.2 – Соотношение между характеристиками регулирования турбины и асинхронным моментом |
При переходе в асинхронный режим без возбуждения ток статора возрастает за счет увеличения реактивной слагающей. Ток статора и потребление из сети реактивной мощности возрастают с увеличением скольжения. Этот режим сопровождается снижением напряжения на выводах машины.
За счет скольжения возникают наведенные токи, прохождение которых по зубцам, бочке ротора и клиньям вызывает потери , значение которых пропорционально электромагнитному асинхронному моменту и скольжению.
С увеличением скольжения уровень потерь возрастает, возрастает и неравномерность нагрева ротора, в результате чего возможно чрезмерное повышение температуры, особенно в области торцов бочки ротора, где замыкаются наведенные токи. В силу указанных причин работа ротора турбогенератора в асинхронном режиме с сохранением доли активной мощности оказывается допустимой только при наличии в системе достаточного резерва реактивной мощности для поддержания напряжения. Для генератора с косвенным охлаждением допускается работа в асинхронном режиме примерно тридцать минут, а для генератора с непосредственным охлаждением - пятнадцать минут.