книги / Тяговые подстанции городского электрического транспорта

Годовой график по продолжительности нагрузок позволяет определить суммарную длительность работы установки в тече­ ние года при различных нагрузках (рис. 8-2,6). В этом графике площадь, ограниченная кривой и осью абсцисс, выражает годо­ вое количество электроэнергии &квт-ч.

Годовые графики по продолжительности обычно используют­ ся для технико-экономических расчетов при определении пара­ метров оборудования станций, подстанций и сетей.

Изучение графиков нагрузок позволяет определить ряд вели-, чин и коэффициентов, характеризующих технико-экономическую целесообразность установки и облегчающих расчеты.

или после умножения числителя и знаменателя на число часов работы Т установки за рассматриваемый период (сутки, год)

время Г.

На основании формул (8-2) и (8-3) можно написать

где Р уст — суммарная номинальная мощность всех установлен­

какая часть из установленных электроприемников работает в ча­ сы максимума:

Г л а в а I I I

ГЕНЕРАТОРЫ, КОМПЕНСАТОРЫ И ТРАНСФОРМАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ

§ 9. Генераторы электрических станций

Генераторы составляют основное оборудование электростан­ ций. В зависимости от первичного двигателя генераторы трех­ фазного тока подразделяются на турбогенераторы и гидрогене­ раторы.

Турбогенераторы для принятой в СССР частоты 50 гц изго­ товляют на 3000 об/мин для непосредственного соединения с тур­ бинами. Ротор таких генераторов выполняется с одной парой полюсов.

Вследствие больших центробежных сил диаметр роторов обычно не превышает 1,1 м. Поэтому увеличение мощности тур­ богенератора требует увеличения его длины. Однако и здесь по условиям прогиба вала имеется предел.

Сердечник статора шихтуется из листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Листы имеют форму сегментов и соби­ раются в пакеты толщиной около 50 мм. Между пакетами дела­ ют вентиляционные каналы шириной 10 мм.

Обмотка статора укладывается в пазы сердечника и соеди­ няется в звезду.

Мощность генераторов обычно ограничивается нагревом их обмоток. Нормально допустимые температуры нагрева турбоге­ нераторов находятся в пределах:

обмотки статора — 100—105° С, обмотки ротора— 120—130° С.

При применении изолирующих материалов более высоких классов F и Н с неорганическими и кремнийорганическими ком­ понентами температура обмоток может быть повышена соответ­ ственно для статора до 120 и 140° С и ротора до 135 и 160° С.

Изоляция обмоток электрических машин подвергается старе­ нию из-за колебаний температур, механического и электрическо­ го износа. Для сохранения заданного срока службы генератора (25—30 лет) и получения от генератора номинальной мощности требуется обеспечить надлежащее охлаждение стали и обмоток.

Охлаждение турбогенератора может осуществляться возду­ хом, водородом, водой и маслом.

Охлаждение генератора воздухом производится по проточной или по замкнутой системе. В первом случае воздух берется из атмосферы, очищается и после прохода через вентиляционные каналы генератора снова выбрасывается в атмосферу. Такая си­ стема вентиляции применяется для генераторов сравнительно небольшой мощности.

Переход с воздушного охлаждения на водородное позволяет повысить мощность генераторов на 20% и к. п. д. на 1%. Кроме того, водородное охлаждение повышает срок службы машин. Давление водорода в замкнутой системе поддерживается в пре­ деле 2—3 кГ/см2.

Общий вид турбогенератора с водородным охлаждением изо­ бражен на рис. 9-1, а разрез турбогенератора с воздушным охлаждением — на рис. 9-2.

Гидрогенераторы, обычно выполняемые с вертикальным ва­ лом, тихоходные (60-^-750 об/мин); вверху располагается гид­ рогенератор, внизу — гидротурбина.

Гидрогенераторы бывают двух типов: подвесные и зонтичные. В гидрогенераторах подвесного типа подпятник расположен вверху, а в зонтичных — подпятник опирается на нижнюю несу­ щую крестовину.

Поскольку гидрогенераторы являются тихоходными, то ротор у них выполняется с большим числом полюсов и большого диа­ метра (до 16 м). Например, мощные гидрогенераторы, работа­ ющие при скорости вращения ротора 68,2 об/мин, имеют 44 пары полюсов.

Ротор гидрогенератора выполняется в виде шихтованного обода из листовой электротехнической стали толщиной 4—6 мм.

В этом случае энергия, запасенная в обмотках возбуждения, инвертируется в сеть переменного тока и не возникает опасных перенапряжений. Гашение поля в этом случае происходит очень быстро (1 сек).

§ 10. Синхронные компенсаторы

Современные электроэнергетические системы с многократ­ ной трансформацией содержит большое число промежуточных трансформаторов, а воздушные линии сетей высокого напряже­

мощности от первичного двигателя, но увеличение потребления реактивной мощности вызывает увеличение тока в проводниках всех элементов электрической системы. Потери же мощности в энергосистеме, связанные с дополнительными потерями в про­ водниках, требуют некоторого увеличения генераторной мощ­ ности станций. Таким образом, повышение коэффициента мощ­ ности электрических установок является частью общей пробле­ мы повышения к. п. д. электрической системы.

Повышение коэффициента мощности отдельных электротех­ нических установок часто производится с помощью батарей статических конденсаторов. К преимуществам их относятся малые собственные потери активной мощности, отсутствие вра­ щающихся и изнашивающихся частей, простота при монтаже и в эксплуатации. Но компенсирующие устройства со статиче­ скими конденсаторами практически имеют ограниченную мощ­ ность и не позволяют осуществлять плавную регулировку реак­ тивной мощности.

Выбор статических конденсаторов для повышения коэффици­ ента мощности электротехнических установок обычно произво­

гателя и без нагрузки на валу, но с изменяющимся током возбуждения. Если такую машину перевозбудить, то ток будет опережать напряжение сети, т. е. он будет емкостным, и компен­ сировать отстающий ток, обусловленный индуктивностями эле­ ментов систем. В недовозбужденных машинах ток будет отстаю­ щим, т. е. индуктивным.

В разветвленных и длинных ЛЭП при относительно неболь­ ших нагрузка преобладает емкость линии, и ток в этих линиях опережающий. Для компенсации опережающего реактивного то­ ка компенсаторы, установленные на ЛЭП, в этом случае рабо­