Acest mod se referă la modurile anormale de funcționare a generatoarelor, precum și la modul non-sinusoidal și asincron.
Cauzele încărcării dezechilibrate ale generatoarelor:
(electrice, electrice etc.), a căror mod de consum duce la asimetria curenților în faze.
2. Asimetrie schematică. și anume simetrie de rupere sistem de casa în sine re-energie, de exemplu, în grupul de fază de reparații, grupul de lucru prin intermediul transformatorului de dezechilibru. sârmă linie de întrerupere de fază rupere transformator, comutator de fază și non-incluziune al. Există numeroase exemple de aplicare în dezechilibru de putere în timpul opririi de urgență a liniei de transport în fază de transformare sau fire separate. Este cunoscut pentru o experiență de aproape doi ani de funcționare în dezechilibrul de putere Kuibyshev (transfer de energie de la centralele hidroelectrice pe cinci din cele șase fire) în timp ce traducerea la o tensiune de 400 kV la 500 kV, însoțită de creșterea liniilor de izolație și de reconstrucție a transformatorului, fără a întrerupe funcționarea transmisiei.
Să analizăm mai detaliat toate aceste cazuri.
permis PTE funcționare prelungită F cu un decalaj de curent în etape, cu condiția ca nici unul dintre curentul depășește curentul statoric nominal, în care asimetria nu trebuie să depășească 12% pentru turbine, 20% pentru hidro indirect, răcit cu aer, 15% pentru T / T cu răcire directă cu aer, 10% pentru H / G cu răcire directă a înfășurărilor cu apă.
Asimetria este definită ca (IA - IB) * 100 / IA cu condiția ca IA = IC In și IB
De ce sunt astfel de condiții dificile, dacă curenții nu depășesc nici măcar valorile minale.
În modul asimetric, turbogeneratoarele sincrone din stator generează curenți de secvență negativă a căror câmp magnetic se rotește în raport cu rotorul cu frecvență dublă. Acest câmp induce curenți turbionari de frecvență dublă în contururile închise ale rotorului, determinând încălzirea suplimentară a elementelor rotorului, pierderi suplimentare, ceea ce determină admisibilitatea regimului asimetric.
curenți turbionari sunt induși în principal solide baril rotor F, sunt închise prin suprafețele de contact dintre dinți, pene, inele de tubaj. Datorită efectului pielii pronunțat la dublul frecvenței adâncimii h de penetrare într-un tablou de camp magnetic al curenților de rotor și turbionari este mic, de fapt, acești curenți de curgere într-un strat subțire de suprafață de barili rotor h = O2r / wm, unde r - rezistivitatea materialului, m - magnetic permeabilitate, w este frecvența unghiulară a curenților turbionari.
În mod obișnuit, h nu depășește 5-7 mm în dinți și 10-15 mm în panta canelurilor, ceea ce determină o rezistență semnificativă la rotor și pierderi adiționale mari și încălzire. Este necesar să se țină seama nu numai de nivelul general al pierderilor suplimentare, ci și de caracterul neuniform al distribuției lor pe suprafața rotorului. Curenții curenți sunt închise prin suprafețele de contact dintre dinți, pene și inele de bandă. Aceste contacte, amplasate în apropierea suprafețelor de capăt ale rotorului, au o rezistență sporită și provoacă apariția supraîncălzirii locale semnificative. De aceea, starea termică a zonelor finale ale rotorului, unde cele mai ridicate temperaturi sunt observate cu o sarcină asimetrică a statorului, este principalul criteriu pentru determinarea admisibilității
Figura 1 prezintă distribuția temperaturii de-a lungul lungimii rotorului și se poate observa că încălzirea suplimentară a rotorului, cu scoaterea din zona de capăt, scade rapid și la o distanță de 12-15 cm este deja mică.
Sursa principală de căldură în zona de capăt este oțelul rotorului, dar temperatura inferioară a penelor cu fantă și conductivitatea lor termică mai ridicată determină direcția fluxului de căldură către pene. Temperatura de înmuiere inferioară a materialului penei în comparație cu oțelul are ca rezultat faptul că ele sunt cea mai slabă legătură în rotor, limitând magnitudinea curentului secvențial negativ la care încălzirea va fi sigură.
Excitația bobinat (inclusiv -turbogenerators asynchronized) curenți turbionari datorită efectului de piele penetrează puțină încălzire suplimentară a înfășurării de excitație are loc numai datorită transferului de căldură, și există pierderi suplimentare.
Tabelul 1 prezintă distribuția pierderilor suplimentare din curenții de secvență negativă din turbogeneratoarele de diferite tipuri. Tabelul arată că în generatoarele moderne vysokoispolzovannyh cu același rotor dimensiuni diametre cresc conductoare și curenți turbionari pătrund într-un grad mai mare în înfășurarea de excitație, pierderile relative suplimentare cresc.
Toate considerațiile de mai sus se aplică în primul rând la turbogeneratoare, rotoarele care sunt în modul de stres termic, iar designul lor nu este propice pentru radiația de căldură intensă a pierderilor suplimentare cauzate de modul de stator asimetric.
La mașinile frapante poli - generatoare hidraulice, condensatoare sincrone și motoare sincrone condițiile de răcire a rotorului sunt considerabil mai bune decât cele ale turbogeneratoare, și, prin urmare, regimul termic al acestor mașini permit o asimetrie mare în comparație cu generatoarele cu turbină. Momentul de dezechilibru admis nu hidrogeneratoare limitate la regimul termic al rotorului, și o vibrație excesivă care rezultă în apariția secvenței câmpului invers de frecvență duală a cuplului
Astfel, personalul de operare trebuie să monitorizeze simetria încărcăturii în faze. Protecția releului care reacționează la curenții de secvență negativă este declanșată în moduri dezechilibrate, acționează asupra semnalului și sarcina generatorului trebuie redusă sau măsurătorile luate pentru a echilibra circuitul.
Pe parcursul circuitului asimetrie prelungită asimetrie atât de importantă încât, prin reducerea sarcinii nu va fi capabil de a reduce curentul de secvență negativă a valorii admisibile (modul de o singură fază, de exemplu, un grup transformator pentru reparații off). În acest caz, în circuit este inclus un reactor special de echilibrare (figura 2). Valoarea reactanței reactorului este determinată din expresia curentului I2:
I2 = -I1 (Xo-Xsim / 3) / (Xo + X2 + Xsim / 3).
Așa cum se poate vedea din această expresie, compensarea integrală a curentului secvențial negativ I2 este obținută la o valoare de rezistență a reactorului simetric Xsim = 3Xo.
În plus față de asimetria pe termen lung, este necesar să se cunoască capacitatea generatoarelor de a rezista supraîncărcărilor termice pe termen scurt ale rotorului pentru scurtcircuit asimetric. (de exemplu, pentru a selecta setările de protecție la relee). În acest caz, criteriul admisibilității unui regim asimetric este dat în formă integrală.
natura fizică a criteriului este să se presupună că sub încălzirea adiabatică a unui corp o creștere a volumului predeterminat al temperaturii sale va fi aceeași la curenți diferiți, iar procesarea variabile în timp, astfel încât cantitatea de căldură transmisă la corp, de fiecare dată rămâne aceeași.
Pe baza experimentelor speciale și a unei experiențe operaționale îndelungate pentru rotoare TG răcite indirect, se stabilește următorul criteriu de stabilitate termică pentru suprasarcină pe termen scurt cu curenți de secvență negativă: I22 • t = 30 s. Când acest criteriu a fost stabilit, se presupune încălzirea maximă admisibilă a zonei de capăt a rotorului la 200 ° C și condițiile pentru absența deteriorării elementelor din zona de capăt.
Pentru G cu răcire directă a tipului TVF, acest criteriu este de 15 s, pentru TVB și DVT, 8 s.
După cum sa observat în mod repetat, pentru C cu răcire directă, durata permisă a unui regim asimetric trebuie să fie mai mică la același curent I2, deoarece sarcini lineare în aceste generatoare sunt mai mari, utilizarea materialelor active este mai mare.
Criteriile de mai sus pentru stabilitatea termică a rotoarelor turbogeneratoarelor pot fi considerate aproximativ numai suficiente. În timpul funcționării, au existat cazuri de deteriorare a rotoarelor cu răcire directă cu moduri asimetrice prelungite. Înăsprirea criteriilor este nedorită datorită dificultăților de armonizare a protecțiilor, astfel încât fabricile de producție îmbunătățesc proiectarea generatoarelor pentru a-și spori stabilitatea termică.
Astfel de măsuri constructive includ:
1) fabricarea de pliuri fante din cupru aliat având un punct de înmuiere semnificativ mai mare decât pene dural;
2) aplicarea sistemelor de amortizare în zona de capăt a rotoarelor;
3) aterizarea inelelor din giulgiu pe cilindrul rotorului fără plăcuțe izolatoare.
În străinătate, firmele de frunte folosesc, de asemenea, sisteme de amortizare dezvoltate, de diferite modele, pentru a proteja zonele finale de curenții turbionari, argintarea suprafețelor de aterizare, presarea cap la cap a bandajelor etc.
Pentru a ilustra pericolul unui mod asimetric pentru turbogeneratori, vom descrie cazurile care au avut loc în timpul operației.
Atunci când generatorul TV2-100-2 a fost transferat de la un sistem de bare la altul, întreruptorul întrerupătorului de circuit de ulei a izbucnit, generând astfel un generator de 17 minute într-un mod dezechilibrat profund. Deteriorarea zonei de capăt a fost atât de semnificativă încât bandajul a fost sudat pe dinți și nu a fost posibil să fie îndepărtat mai întâi. Inelele de bandaj trebuiau tăiate. După îndepărtarea bandajului, natura și dimensiunile leziunilor au fost descoperite. Dintele mare și dinții mici adiacenți acestuia au fost topiți până la o adâncime de 16 mm, iar adâncimea influenței termice (zona întărită) sa răspândit la o adâncime de 30 mm.
La inspectarea generatorului TVF-200-2, care a funcționat mult timp într-un mod asimetric, s-a găsit influxul de duraluminiu topit pe pachetele extreme ale miezului statorului. După îndepărtarea rotorului, a fost detectată scurgerea penei din caneluri. Volumul de avarie: 11 pene de pe partea turbinei din zona de capăt și 6 dinți sunt topiți, 13 pene și 7 dinți pe partea inelului de contact; pe suprafețele de capăt 4 caneluri cu o adâncime de până la 2 mm pe o parte și 7 caneluri cu o adâncime de până la 3,5 mm sunt topite pe cealaltă. În acest caz, efectul termic sa manifestat în operabilitatea inelelor și după un timp. Inelele de bandaj au fost reparate, iar după 7 ani a fost detectată o fisură de 80 mm în lungime, adâncime de 20 mm.
Recomanda acest articol altora!
Trimiteți-le prietenilor: