Режимы работы генераторов

скольжение S=0
Асинхронный режим работы: неравенство между моментами Мт˃Мс

Асинхронные режимы двух

видов:
1) асинхронный режим с возбуждением
2) асинхронный режим с потерей возбуждения

ПТЭ 5.1.27. Несинхронная работа отдельного возбужденного генератора любого типа относительно других генераторов электростанции не допускается.

18%
повреждения в цепи ротора – 18%
повреждение возбудителя – 16%
разрыв муфты

возбудителя – 12 %
случайные отключения АГП – 14%
прочие причины – 22%

в асинхронном режиме без возбуждения при сниженной нагрузке:

для ТГ с

косвенным охлаждением обмоток до 60% номинальной, продолжительностью не более 30 минут;
для ТГ с непосредственным охлаждением на основании заводских инструкций (в старом ПТЭ: нагрузка 40-50% в течение 15 минут);
работа ГГ в асинхронном режиме без возбуждения не допускается.

следующим образом:
исчезает магнитное поле и, следовательно, исчезает синхронный момент (до

нуля, с некоторой постоянной времени) Мс → 0;
в начальный момент впуск рабочего тела (пара в турбину) остается прежним, генератор разгоняется;
равновесие между моментами нарушается, избыточный вращающий момент турбины Мт разгоняет ротор, частота его вращения становится выше синхронной (в первый момент до 5-6 % при ном. нагрузке);
ротор вращается несинхронно со статором (статор включен в сеть f=50 Гц) и в замкнутых контурах ротора индуктируется переменный ток (вихревые токи) с частотой скольжения и создается асинхронный (тормозящий) момент Мас, т.е. возникает скольжение;
регулятор турбины стремится сохранить частоту вращения ТГ, уменьшает впуск пара в турбину, вследствие чего несколько снижается скольжение и активная мощность генератора. (S ↓, P ↓)

– моментные хар-ки турбины
в т. 0 – предаварийный режим, S=0,

Мас=0
т.а – установившийся асинхронный режим для генератора с характеристикой 1

Зависимость асинхронного момента от скольжения

Мас не остается постоянным, а пульсирует
из-за одноосности обмотки возбуждения и

неодинаковой
магнитной проводимости в продольной и поперечной
осях генератора около среднего значения по закону:

Мac = Мd sin2δ + Mq cos2 δ

где  - угол сдвига продольной оси ротора
относительно магнитного потока в зазоре;
Мd и Мq- моменты на валу,
соответствующие максимуму тока в продольной
и поперечной осях

потерями в роторе, достигающими наибольших значений в конструктивных деталях ротора

в случае разомкнутой обмотки возбуждения;
для ТГ с непосредственным охлаждением – значением допустимого тока статора и нагревом элементов торцевых зон статора, особенно крайних пакетов активной стали из-за резкого возрастания магнитных полей рассеяния в зоне лобовых частей обмоток.
Быстрая разгрузка необходима, т.к. в асинхронном режиме Г без возбуждения начинает потреблять из сети реактивную мощность, при этом остальные параллельно работающие генераторы могут перегрузиться по току статора и ротора, вследствие их участия в покрытии возникшего дефицита реактивной мощности.

Длительность работы и допустимая нагрузка определяются:

значительно увеличивается и колеблется с двойной частотой скольжения около некоторого

среднего значения;
напряжение статора понижается в зависимости от значения нагрузки, и стрелка прибора немного колеблется;
выдача генератором активной мощности понижается, и стрелка прибора сильно колеблется;
реактивная мощность не выдается, а потребляется генератором из сети, на что указывает стрелка прибора, отклоняющаяся (с небольшими колебаниями) в другую сторону шкалы;
в обмотке ротора, если она окажется замкнутой на возбудитель или резистор самосинхронизации, протекает переменный ток, и стрелки приборов (амперметра и вольтметра) в цепи ротора колеблются с частотой скольжения в обе стороны от нуля. При обрыве в цепи возбуждения показание амперметра будет равным нулю.

Обмотка возбуждения замкнута на гасительное сопротивление
3. Обмотка возбуждения замкнута накоротко
(неисправность

возбудителя)

разные характеристики асинхронного момента

1 – при разомкнутой обмотке возбуждения имеется

пологий подъем моментной характеристики

3 – при замкнутой накоротко обмотке возбуждения моментная характеристика более «жесткая»

2 – при замыкании на гасительное сопротивление промежуточный вариант

типа и мощности генератора:
ГГ – явнополюсные машины без демпферных обмоток

не могут развивать большого асинхронного момента (не более 0,5 – 0,6 номинального), имеют пологую характеристику и должны отключаться при потере возбуждения;
ТГВ-200 – максимальный асинхронный момент равен либо больше номинального, поэтому генератор потеряв возбуждение спокойно переходит в асинхронный режим, необходимо разгрузить до допустимой нагрузки;
ТГВ-300 – максимальный асинхронный момент равен 60% номинального синхронного момента, желательно отключать.

(релейная защита действует на отключение, если он невозможен или недопустим,

или на сигнал, также наблюдают за показаниями приборов);
отключить АГП и переключить обмотку возбуждения на Rг;
разгрузить турбину, снизить активную нагрузку до допустимых значений;
устранить неисправность системы возбуждения либо перейти на резервный возбудитель;
обеспечить работу системы собственных нужд;
контролировать Q, Iр других генераторов;
обеспечить устойчивость энергосистемы;
ограничить время асинхронного режима в соответствии с допустимым.