GENERATOR I (PM-11)

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "GENERATOR I (PM-11) www.imiue.polsl.pl/~wwwzmiape"

Grzegorz Krupa
7 lat temu
Przeglądów:

1 LABORATORIUM POMIARÓW MASZYN GENERATOR I (PM-11) Opracował: Dr in. Jan Około-Kułak Sprawdził: Dr in. Tadeusz Wojakowski Zatwierdził: Dr hab. in. Janusz Kotowicz

2 1. Cel wiczenia. Celem wiczenia jest poznanie budowy, właciwoci i opisów charakterystyk generatorów synchronicznych. 2. Wprowadzenie. 2.1 Podział generatorów ze wzgldu na budow wirnika. Wirniki generatorów synchronicznych stosowanych w energetyce to: -wirniki cylindryczne zwane te wirnikami z biegunami utajonymi (posiadajce jedn lub dwie pary biegunów) -wirniki z biegunami jawnymi zwane te wirnikami z biegunami wydatnymi (posiadajce dwie lub wicej par biegunów) Generatory wyposaone w wirniki cylindryczne najczciej napdzane s turbinami parowymi i nazywane s turbogeneratorami. Generatory z biegunami jawnymi najczciej współpracuj z turbinami wodnymi i nazywane s hydrogeneratorami. Wzór na prdko obrotow wirnika generatora synchronicznego n wyraon w obrotach na minut: biegunów wirnika. n f 60 p 2.2 Włczanie generatora do sieci. = gdzie,,f czstotliwo w [Hz] a,,p liczba par Przed zamkniciem wyłcznika łczcego generator z sieci przeprowadza si synchronizacj. Synchronizacja moe by realizowana: automatycznie, półautomatycznie lub rcznie. O jakoci synchronizacji decyduje spełnienie trzech warunków zgodnoci pomidzy napiciami generatora i sieci: -wartoci skutecznej (U G =U S ) [dopuszczalne niezgodnoci 2% do 3%] -czstotliwoci (f G =f S ) [dopuszczalna niezgodno 0,1% ] -fazy (=0 brak przesunicia fazowego pomidzy napiciami generatora i sieci) [dopuszczalne niezgodnoci 2% do 3%] Jest jeszcze czwarty warunek, który musi by spełniony zawsze ale sprawdzany jest tylko przed pierwszym włczeniem generatora do sieci: -zgodna kolejno faz (po zamkniciu wyłcznika pola wirujce wytworzone w tworniku generatora przez napicie sieci i pole wytworzone przez wirujcy wirnik musz obraca si w tym samym kierunku). -W synchronizacji rcznej poprzez regulacj prdu wzbudzenia i prdkoci turbiny trzy pierwsze warunki spełniamy rcznie, rcznie (obserwujc wskazania kolumny synchronizacyjnej) włczamy te wyłcznik.

zwane te wirnikami z biegunami wydatnymi (posiadajce dwie lub wicej par biegunów) Generatory wyposaone w wirniki cylindryczne najczciej napdzane s turbinami parowymi i nazywane s turbogeneratorami.

3 -W synchronizacji półautomatycznej jest podobnie tylko wyłcznik zamyka si automatycznie -W synchronizacji automatycznej wszystko odbywa si automatycznie. Czwarty warunek jest realizowany przez ekipy montaowe przed pierwszym włczeniem generatora do sieci. -Synchronizacj dokładn nazywamy precyzyjne spełnienie trzech pierwszych warunków przed zamkniciem wyłcznika. -Synchronizacjami: zgrubn, popieszn, oraz niedokładn nazywamy przyblione spełnienie tych warunków przed zamkniciem wyłcznika (mona je stosowa tylko za zgod producenta generatora). -Samosynchronizacj nazywamy włczenie niewzbudzonego wirujcego z prdkoci synchroniczn generatora do sieci, który po włczeniu wzbudzenia zostaje wcignity do pracy synchronicznej (mona j stosowa tylko za zgod producenta generatora). Obecnie najczciej stosowana jest synchronizacja automatyczna Kolumna synchronizacyjna. Kolumn synchronizacyjn nazywamy zestaw przyrzdów pozwalajcych przeprowadzi synchronizacj dokładn. Kolumna składa si najczciej z: dwóch woltomierzy sieciowego i generatora (lub jednego mierzcego rónic tych napi), dwóch czstociomierzy sieciowego i generatora (lub jednego mierzcego rónic czstotliwoci) i synchronoskopu pozwalajcego na okrelenie kta przesunicia fazowego pomidzy napiciem sieci i generatora Rodzaje współpracy generatora z sieci: Ze wzgldu na warto znamionow mocy generatora i mocy pozostałych generatorów pracujcych w sieci wyróniamy trzy przypadki współpracy generatora z sieci: -Praca na sie sztywn, gdy moc generatora jest znacznie mniejsza od mocy sieci: P G «P S. -Praca na sie elastyczn gdy te moce s porównywalne: P G P S. -Praca samotna gdy moc generatora jest znacznie wiksza od mocy sieci: P G»P S. Przypadek pierwszy wystpuje najczciej, wtedy czstotliwo i napicie w sieci w znikomym stopniu zale od mocy turbiny i prdu wzbudzenia naszego generatora Straty wystpujce w generatorze. Nie cała moc czynna dostarczana przez wał z turbiny do generatora jest oddawana do odbiorców. Straty (równe rónicy tych mocy) dzielimy na:

-Synchronizacj dokładn nazywamy precyzyjne spełnienie trzech pierwszych warunków przed zamkniciem wyłcznika.

4 -Straty obcieniowe proporcjonalne (w przyblieniu) do kwadratu prdu oddawanego do odbiorców -Straty jałowe proporcjonalne (w przyblieniu) do kwadratu napicia generatora. -Straty wzbudzenia równe mocy traconej w obwodzie wzbudzenia (prdnica synchroniczna z wirujcymi prostownikami, prdnice prdu stałego lub prostowniki statyczne). -Straty mechaniczne równe mocy traconej na tarcie [w łoyskach, wirnika o gaz wypełniajcy generator (powietrze lub wodór) i szczotek o piercienie (jeli takie wystpuj) ], do strat mechanicznych zalicza si te moc zuyt na chłodzenie i smarowanie generatora (pomp wodnych i olejowych oraz wentylatorów powietrza i wodoru) Sprawno generatora. Sprawno generatorów synchronicznych naley do przedziału: (96% 99%) Przebieg sprawnoci w funkcji prdu obcienia: =f(i G ) ma charakterystyczny przebieg wzrastajco opadajcy, najczciej generator zaprojektowany jest tak, e prd przyjmuje warto znamionow w miejscu gdzie krzywa sprawnoci zaczyna opada, co oznacza e praca dla: I G >I N jest nie tylko szkodliwa ale równie nieekonomiczna Podstawowe pomiary elektryczne generatorów. -Charakterystyka biegu jałowego: zdejmowana przy obracajcym si z prdkoci znamionow generatorze: n=n N odłczonym od sieci. Charakterystyka ta ilustruje zaleno napicia na zaciskach twornika od prdu wzbudzenia: U G =f(i W ) -Charakterystyka zwarcia: zdejmowana przy prdkoci wirowania generatora bliskiej prdkoci znamionowej: nn N. Twornik generatora jest odłczony od sieci i zwarty: I G =f(i W ). -Pomiar izolacji wirnika i twornika generatora. -Pomiar opornoci uzwoje wirnika i twornika generatora. W czasie postoju i ruchu generator jest poddawany wielu innym pomiarom Uproszczony schemat zastpczy jednej fazy twornika. Przyjmujc e oporno uzwoje twornika jest pomijalnie mała: R=0 otrzymujemy schemat składajcy si z:e W siły elektromotorycznej proporcjonalnej (w maszynie nienasyconej) do prdu wzbudzenia. X ad reaktancji reprezentujcej oddziaływanie obcionego prdem odbiorców twornika. X s reaktancji reprezentujcej rozproszenie (suma tych reaktancji nazywana jest reaktancj synchroniczn: X d =X ad +X d.wszystkie te elementy połczone s szeregowo. Suma wektorów napi E W oraz I G *X d jest równa napiciu U G na zaciskach generatora. Kt pomidzy: E W i U G nazywa si

-Straty mechaniczne równe mocy traconej na tarcie [w łoyskach, wirnika o gaz wypełniajcy generator (powietrze lub wodór) i szczotek o piercienie (jeli takie wystpuj) ], do strat mechanicznych zalicza

5 ktem mocy, a kosinus kta pomidzy prdem twornika I G i napiciem na zaciskach twornika U G nazywa si współczynnikiem mocy Charakterystyka ktowa generatora. Charakterystyka ta ilustruje zmian mocy czynnej P oddawanej przez generator do sieci w funkcji kta mocy: zawartego pomidzy wektorem siły elektromotorycznej wzbudzenia: E W i wektorem napicia na zaciskach twornika: U G.Dla generatorów z wirnikiem cylindrycznym ma ona posta sinusoidy w przedziale od 0 radianów do radianów. Amplituda tej sinusoidy jest tym wiksza im wikszy jest prd wzbudzenia. U G E w P = m sin υ X d 2.9.Rozbieganie si generatora. S trzy sytuacje w których generatorowi grozi rozbiegnicie: -przerwa w obwodzie wzbudzenia, -zwikszenie kta mocy powyej 90 0 (/ 2 rad), [typowo ( )] -odłczenie obcionego generatora od sieci, pierwsze dwa przypadki s z uwagi na pojawiajcy si moment hamujcy asynchroniczny mniej grone, trzeci przypadek jest grony i jeli nie zadziałaj prdkociowe zabezpieczenia turbiny i czstotliwociowe generatora moe doprowadzi do rozbiegnicia si turbozespołu i zniszczenia generatora i turbiny Dane znamionowe generatora. U N =400/440 [V] znamionowe napicie twornika I N =1170/1070 [A] znamionowy prd twornika S N =812 [kva] moc znamionowa n N =1500 [obr/minut] prdko znamionowa f=50[hz] czstotliwo znamionowa cos N =0, znamionowy współczynnik mocy U W =46[V] napicie wzbudzenia I W =210 [A] prd wzbudzenia 3. Badania i pomiary; 4. Opracowanie wyników pomiarów; 5. Sprawozdanie. s opisane w wiczeniu: GENERATOR II (PM-12) LITERATURA:,,Maszyny elektryczne w pytaniach i odpowiedziach W. Latek,,Turbogeneratory W. Latek,,Maszyny elektryczne A. Plamitzer

zaciskach twornika: U G.Dla generatorów z wirnikiem cylindrycznym ma ona posta sinusoidy w przedziale od 0 radianów do radianów. Amplituda tej sinusoidy jest tym wiksza im wikszy jest prd wzbudzenia.

Podobne dokumenty

Prdnica prdu zmiennego.

POLITECHNIK LSK YDZIŁ INYNIERII RODOISK I ENERGETYKI INSTYTT MSZYN I RZDZE ENERGETYCZNYCH LBORTORIM ELEKTRYCZNE Prdnica prdu zmiennego. (E 16) www.imiue.polsl.pl/~wwwzmiape Opracował: Dr in. łodzimierz