Синхронные генераторы

На современных электростанциях применяют синхронные генереторы трехфазного переменного тока. Первичными двигателями для них являются паровые турбины или гидротурбины. В пер­вом случае это турбогенератор, а во втором гидрогенератор

Паровые турбины, являющиеся первичными двигателями, наи­более экономичны при высоких скоростях, но здесь конструкторов

ограничивает строгая связь для синхронных генераторов:

,

где f— частота сети, р — число пар полюсов генератора.

Генераторы небольших мощностей, соединенные с дизелями и другими поршневыми машинами, изготовляются на 750 — 1500 об/мин. Большие скорости вращения ротора отражаются на его конструкции — это цилиндрическая, цельнокованая поковка из специальной легированной стали. Вдоль поверхности ротора фрезеруют радиальные пазы, в которые укладывается обмотка воз­буждения. Пазы закрываются клиньями, а в лобовой части обмот­ка укрепляется бандажными кольцами. Ротор турбогенератора глад­кий, неявнополюсный, диаметром 1,1 —1,2 м, длиной 6 — 6,5 м. Сердечник статора шихтуется из листов электротехнической ста­ли в пакеты, между которыми образуются вентиляционные кана­лы. В пазы статора укладывается обмотка, закрепляемая деревян­ными или текстолитовыми клиньями, а лобовые части тщательно прикрепляются к конструктивным частям статора. Корпус статора изготовляется сварным и с торцов закрывается щитами с герме­тическими уплотнениями.

Для АЭС ввиду низких параметров пара целесообразно применять четырехполюсные генераторы с частотой вращения 1500 об/мин.

Гидрогенераторы большой и средней мощности выпол­няются с вертикальным валом, в верхней части которого распо­лагается генератор, а в нижней — гидротурбина. Мощность гидро­турбины и ее скорость определяются величиной напора и расхода воды. Гидрогенераторы при больших мощностях изготовляются на 60—125 об/мин, при средних и малых — на 125 — 750 об/мин, т.е. они являются тихоходными машинами.

Статор гидрогенератора выполняется принципиально так же, как у турбогенератора. Ротор тихоходных гидроагрегатов имеет большое количество полюсов.

Это приводит к необходимости увеличить диа­метр ротора до 16 — 22 м. Кроме основной обмотки возбужде­ния, полюсы снабжены успокоительной обмоткой из медных стержней, уложенных в пазах полюса у периферии.

Находят применение капсульные гидрогенераторы с горизон­тальным валом, заключенные в водонепроницаемую оболочку, которая обтекается потоком воды, приводящим в движение коле­со гидротурбины.

Номинальные параметры и условия работы генераторов

Номинальный {нормальный) режим работы — это длительно допу­стимый режим с параметрами, указанными в паспорте генератора. Номинальное напряжение — это междуфазное напря-

жение обмотки статора в номинальном режиме. Согласно ГОСТ 533—85 установлена следующая шкала стандартных напря­жений: 3,15; 6,3; 10,5; (13,8); (15,75); (18); 20 и 24 кВ.

Допускается работа генератора с номинальной мощностью при отклонении напряжения

Номинальная активная мощность генератора, МВт,

полная мощность,МВ*А

где U_ном , I_ном — номинальные напряжение и ток; cosφ — номи­нальный коэффициент мощности.

Согласно ГОСТ 533—85Е принята шкала номинальных мощ­ностей турбогенераторов: 2,5; 4; 6; 12; 32; 63; 110; 160; 220; 320; 500; 800; 1000; 1200; 1600; 2000 МВт.

Шкала номинальных мощностей крупных гидрогенераторов не-стандартизована.

Номинальный cosφ принят равным: 0,8 — для генераторов до 100 МВт; 0,85 — для турбогенераторов до 500 МВт и гидрогенера­торов до 300 МВт; 0,9 — для более мощных генераторов.