По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.313.322

Динамика синхронных турбогенераторов большой мощности

Шульга Р. Н. канд. техн. наук, ВЭИ – филиал ФГУП «РФЯЦ – ВНИИТФ им. акад. Е. И. Забабахина», г. Москва

Анализируются установившиеся и переходные режимы синхронных машин (СМ). Приведены схемы замещения и векторные диаграммы СМ, и указана специфика их коммутаций. Приведены основные соотношения для анализа динамики СМ и численные соотношения постоянных времени для СМ большой мощности. Рассматриваются вопросы моделирования трехфазных КЗ для СМ большой мощности. Приведены результаты расчетов электродинамических усилий и тепловых воздействий на указанные СМ при трехфазных КЗ. Для турбогенераторов ТВВ-1200–4 производства ПАО «Силовые машины» приведены основные характеристики и специфика выполнения конструкции и системы охлаждения.

Литература:

1. Рюденберг Р. Переходные процессы в электроэнергетических системах. – М.: Изд. иностранной литературы, 1955. – 712 с.

2. Важнов А.И. Электрические машины. – л.: Энергия, 1968. – 768 с.

3. Крючков И.П. Расчет коротких замыканий и выбор электрооборудования. – М.: Академия, 2006. – 416 с.

4. Шульга Р.Н., Хренников А.Ю. Динамические воздействия токов короткого замыкания. Электродинамическая стойкость электрооборудования // Энергетик. – 2022. – № 1. – С. 9–13.

5. Шульга Р.Н., Смирнова Т.С. Коммутационные испытания генераторных выключателей // Энергоэксперт. – 2022. – № 1 (73). – С. 34–39.

6. Шульга Р.Н., Хренников А.Ю. Комплексная разработка и проектирование энергетических объектов с учетом испытаний на мощном испытательном стенде // Энергетик. – 2021. – № 4. – С. 3–8.

7. Шульга Р.Н., Путилова И.В. Специальные вопросы разработки выключателей генераторов, трансформаторов, конденсаторных батарей: учеб. пособие / Р.Н. Шульга, И.в. Путилова. – М.: Изд. МЭИ, 2021. – 232 с.

8. Расчет шинных конструкций на электродинамическую стойкость. – URL: http://www. ozlib.com

9. Электродинамические воздействия токов короткого замыкания. – URL: http://www. lemzspb.ru

10. ATP Rule Book. – Leuven EMTP Center, 1992. – Р. 247.

11. Шульга Р.Н., Лавринович В.А., Иванов В.П., Сидоров В.А., Смирнова Т.С. Разработка гибридного генераторного выключателя для АЭС // Электричество. – 2020. – № 9. – С. 17–22.

12. Шульга Р.Н. Коммутации в гибридных генераторных выключателях // Энергия единой сети. – 2021. – № 5-6 (54-55). – С. 50–59.

13. Справочные сведения по синхронным генераторам. – URL: http://www.rep.bnty.by

14. Опыт ПАО «Силовые машины» ГЭУ ледоколов. – URL: http://www.nevainter.com

15. Презентация на тему ПАО «Силовые машины». – URL: http://www.pptcloud.ru

16. ГОСТ 533-2000. Машины электрические вращающиеся. Турбогенераторы. Общие технические условия. – М.: Изд. стандартов, 2001.

17. ГОСТ Р 50254-92. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета электродинамического и термического действия тока короткого замыкания.

Механические действия токов короткого замыкания (КЗ) определяют стойкость электротехнического оборудования к динамическим воздействиям. Силовая схема электростанции и подстанции содержит электрические машины (ЭМ) в виде генератора или двигателя, шинопровода (Ш), выключателя (в) и разъединителя (Р), силового трансформатора (СТ) и воздушной или кабельной линии соответственно вл и Кл. Переходные процессы в указанных элементах достаточно широко описаны в литературе, например, в [1, 2] для ЭМ, в [3, 4] для СТ, а расчетные режимы включения и КЗ приведены в [5–7].

Однако в настоящее время происходит существенная модернизация и совершенствование вышеуказанных элементов для повышения энергоэффективности и компактности за счет применения новой схемотехники, новых конструкций, технологий и материалов, описанных в [8, 9]. Многообразие видов, типов и применений электрооборудования для генерации и преобразования стремительно нарастает и частично отражено в целом ряде публикаций [11–15].

Несмотря на наличие цифровых программ расчета сверхтоков и механических воздействий, например, EМТР, ЕТАР, РЭСТ и др., существует потребность проведения упрощенных качественных расчетов на указанные элементы на этапе предварительного проектирования для оценки влияния ключевых параметров на выбор надлежащих элементов и возможный диапазон их изменения в процессе проектирования, эксплуатации и модернизации.

Целью работы является качественный анализ переходных электродинамических и тепловых воздействий на синхронный генератор большой мощности при возникновении трехфазных замыканий на его выводах.

На рис. 1 приведена структурная схема соединений силовых элементов на электростанции или подстанции, где обозначены: ЭМ – электромашина; Ш – шинопровод; в (Р) – выключатель и разъединитель; СТ – силовой трансформатор; вл (Кл) – воздушная (кабельная) линия. в рассматриваемом случае в качестве ЭМ выступает синхронная машина (СМ) в виде турбогенератора Твв-1200-4 производства ПАО «Силовые машины», г. С.-Петербург, который относится к СМ большой мощности, превышающей 1000 Мвт.

Для Цитирования:
Шульга Р. Н., Динамика синхронных турбогенераторов большой мощности. Электроцех. 2023;8.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: