8.3.10. Капсульный гидрогенератор для Даугавпилсской гэс
Капсульный гидрогенератор типа СГК 535/220-52 для Даугавпилсской ГЭС является составной частью капсулы гидроагрегата (рис. 8.8).
Основные технические данные генератора
Мощность, MB A........42,22
Коэффициент мощности.....0,9
Номинальное напряжение, кВ . . . 6,3 Частота вращения, об/мин . . . .115,4
Ток статора, А.........3870
Ток возбуждения, А.......1243
Напряжение возбуждения, В .... 327 Синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси, о. е. . . . 1,37 Динамический момент инерции, 103
кгм2...........1900
ОКЗ.............0,8
Корпус статора одним фланцем крепят к статору турбины, другим — к фланцу промежуточного кольца. Статор турбины и промежуточное кольцо являются опорами капсулы.
Ротор генератора насаживают на вал гидроагрегата, который состоит из двух частей, соединенных между собой фланцами.
В передней части капсулы размещаются агрегат системы охлаждения, состоящий из осевого вентилятора с двигателем, а также воздухоохладители.
Корпус состоит из двух частей; части корпуса соединяют с помощью шпилек, которыми стягиваются стыковые плиты. Сердечник статора собирают из сегментов электротехнической стали толщиной 0,5 мм, шихтовка сегментов выполняется при монтаже. Нажимные пальцы сердечника выполнены из немагнитной стали. Обмотка ста-
Рис. 8.8. Капсульный гидрогенератор для Даугавпилсской ГЭС
тора — двухслойная, стержневая, волновая с двумя параллельными ветвями на фазу. Изоляция обмотки — термореактивная.
Остов ротора — барабанного типа, цельносварной, состоит из втулки дисков обода и ребер жесткости. Полюсы ротора, изготов-денные из листов электротехнической стали толщиной 1 мм, стягивают массивными щеками и шпильками. Полюсы крепят к ободу с помощью болтов. Изоляцию полюсов осуществляют с помощью стеклоткани на эпоксидных связующих. Демпферная обмотка — продольно-поперечная.
Вентиляция гидрогенератора — радиальная, осуществляется по замкнутому циклу внутри капсулы при нормальном атмосферном давлении.
Генератор имеет систему торможения, выполненную в виде пневматических поршневых тормозов и трубопроводов. При подаче в тормоза воздуха при давлении 0,7 МПа агрегат тормозится от 15% номинальной частоты вращения.
Система возбуждения — статическая ти-ристорная параллельного самовозбуждения.
Параметры системы возбуждения
Номинальное выпрямленное напряжение, В...........370
Номинальный выпрямленный ток, А 1600
Кратность форсировки по напряжению ............2,5
Кратность форсировки по току ... 2
8.3.11. Системы возбуждения гидрогенераторов
В настоящее время наиболее широкое распространение получили системы возбуждения с тиристорными преобразователями. При этом используются системы как независимого возбуждения, так и самовозбуждения. И в тех и в других системах применяются трехфазные мостовые схемы выпрямления. Схемы преобразования могут быть одноком-плектными и двухкомплектными. В двухкомплектных схемах один выпрямитель включается на полное напряжение источника питания, а второй — на отпайки его обмотки. При этом выпрямители работают с различными углами управления. В нормальных режимах ток возбуждения идет главным образом через рабочий комплект вентилей, в режимах форсирования - через форси-ровочный комплект вентилей. На стороне постоянного тока оба выпрямителя соединяются параллельно. Схема с одним комплектом вентилей применяется при кратно-
Рис. 8.9. Схема независимого возбуждения
сти форсирования к <: 2,5, а схема с двумя комплектами вентилей — при к = 3 н- 4.
При независимом возбуждении (рис. 8.9) в качестве источника питания используется вспомогательный генератор ВГ, который устанавливается в зоне между ротором генератора и верхней крестовиной. Благодаря достаточно большому диаметру ВГ увеличения высоты генератора не требуется. Вспомогательный генератор представляет собой обычную явнополюсную синхронную машину, рассчитанную для работы на выпрямительную нагрузку. Обмотка статора ВГ при двухмостовой схеме выпрямителя выполнена с отпайками: рабочий мост подключен к отпайкам, форсировочный мост — на полное фазное напряжение. Отдельные части обмотки могут выполняться с различным числом параллельных ветвей — большим в более нагруженной рабочей части и меньшим в остальной части обмотки.
Обмотка возбуждения гидрогенератора получает питание от тиристорного выпрямителя VI. Возбуждение вспомогательного синхронного генератора ВГ осуществляется тиристорным выпрямителем V2, получающим питание от выводов ВГ через трансформатор Т. В некоторых генераторах применяются также системы самовозбуждения с последовательно включенными вольтодо-бавочными трансформаторами.
Гашение поля в нормальных эксплуатационных режимах осуществляется инвертированием, а в аварийных режимах — автоматом гашения.
Системы возбуждения должны обеспечивать в продолжительном режиме работы ток и напряжение гидрогенераторов, превышающие номинальные значения не менее чем на 10%. Кратности форсирования напряжения и тока возбуждения должны быть не менее 2, а скорость нарастания напряжения возбуждения при заданном снижении напряжения на входе автоматического регулятора возбуждения (АРВ) и при внезапных коротких замы-
каниях в сети — не менее двух относительных единиц в секунду.
Для гидрогенераторов мощностью 100 МВт и более рекомендуется применять быстродействующие системы возбуждения, обеспечивающие нарастание напряжения от номинального до 95% предельного значения за время не более 0,08 с. Предельное напряжение возбуждения должно достигаться при снижении напряжения на входе АРВ на 5% при кратности форсирования до 3 и на 7,5 % при большей кратности форсирования.
Для систем параллельного самовозбуждения без последовательных вольтодобавоч-ных трансформаторов требования по кратности форсирования и быстродействию должны выполняться при следующих условиях: 1) напряжение прямой последовательности на выводах генератора при любом коротком замыкании должно быть больше 0,8 номинального; 2) напряжение прямой последовательности должно быть меньше 0,8 номинального при длительности короткого замыкания не более 0,18 с для сети напряжением 110 кВ и выше и не более 0,3 с для сети 35 кВ и ниже, причем после отключения короткого замыкания напряжение должно превышать 0,8 номинального. Если второе из этих условий не выполняется, то допускается снижение кратности форсирования до значения, равного произведению напряжения прямой последовательности в относительных единицах на коэффициент 2,5. Требования к скорости нарастания напряжения возбуждения в этом случае не предъявляются. Для удовлетворения указанным требованиям система параллельного самовозбуждения должна выполняться с кратностью форсирования 2,5 вместо 2 при номинальном напряжении питания.
Полупроводниковая система возбуждения должна обладать внутренним резервированием. Если число параллельных ветвей или число фаз не более трех, то при выходе из строя одной ветви или фазы должна обеспечиваться работа с номинальной нагрузкой при номинальном напряжении и запасе по статической устойчивости 20% (без учета АРВ). При этом ток возбуждения не должен быть менее тока холостого хода.
Если число параллельных ветвей или фаз равно четырем и более, то выход из строя одной ветви или фазы не должен приводить ни к каким ограничениям, включая форсирование возбуждения. При выходе из строя двух параллельных ветвей или фаз осуществляется автоматическое ограничение или запрещение форсирования и обеспечиваются рассмотренные выше режимы при
числе параллельных ветвей или фаз не более трех.
В отечественной практике системы возбуждения рассчитываются на двукратный номинальный ток возбуждения в течение не менее 50 с для гидрогенераторов с косвенной системой охлаждения и не менее 20 с для гидрогенераторов с непосредственным водяным и форсированным воздушным охлаждением.
Гашение поля гидрогенератора может осуществляться включением обмотки возбуждения на разрядное устройство, переводом преобразователя в инверторный режим. Возможно также гашение поля гидрогенератора посредством гашения поля возбудителя или сочетанием обоих способов.