газотурбинных электростанциях

Основу современных газотурбинных электростанций составляют газовые турбины мощностью 25-100 МВт. Принципиальная схема технологического цикла заключается в следующем (рисунок 1.4)

Рисунок 1.4 Технологическая схема ГТЭС

Топливо подаётся в камеру сгорания, туда же подаётся сжатый воздух от компрессора. Продукты сгорания отдают энергию газовой турбине, которая вращает компрессор и электрический генератор. Запуск установки осуществляется от стартового двигателя М и составляет 1 – 2 мин. Это позволяет ГТЭС использовать для покрытия пиков нагрузки. Основная часть тепла выбрасывается в атмосферу, что обуславливает низкий КПД = 25 – 30% и значительное влияние на экологию.

Для повышения экономичности ГТЭС разработаны парогазовые установки (ПГУ). В них топливо сжигается в топке парогенератора. Пар из парогенератора направляется в паровую турбину, а продукты сгорания – на газовую. Таким образом, ПГУ имеют два генератора, приводимых во вращение: один – паровой, другой – газовой турбиной. В настоящее время разработаны установки ПГУ мощностью 200–250МВт

12 Синхронными машинами называются электрические машины переменного тока, в которых магнитное поле, созданное обмоткой переменного тока, вращается в пространстве с той же частотой, что и ротор, т.е. синхронно с ротором.В настоящее время большинство электрической энергии производится с помощью синхронных генераторов. Генераторы, приводимые во вращение гидротурбинами, называются гидрогенераторами. На тепловых станциях с помощью паровых турбин приводят во вращение турбогенератора. На промышленных установках можно встретить синхронные генераторы, которые приводятся во вращение двигателями внутреннего сгорания. Во всех перечисленных случаях механическая энергия турбин или двигателей превращается в электрическую энергию переменного тока.Частота f1 энергии переменного тока, вырабатываемого синхронными генераторами, зависит от частоты вращения ротора n1 и количества пар полюсов р:f1 = pn1/60. (5.1)Но в современной технике синхронные машины используют не только в качестве генераторов. В силовом электроприводе, в устройствах автоматики, в устройствах звукозаписи используют большое количество синхронных машин, работающих в режиме двигателя - синхронных двигателей.Главная особенность синхронного двигателя - при постоянной частоте тока питающей сети f1 его ротор вращается с четко постоянной (синхронной) частотой вращенияn1 = 60f1 / p. (5.2)Принцип действия. Синхронные генераторы в зависимости от типа обмотки статора могут быть одно-, двух-и трехфазными. Наибольшее распространение получили трехфазные генераторы. На рис. 5.4 изображена электромагнитная схема такого генератора. Трехфазная обмотка статора состоит из трех однофазных обмоток, равномерно распределенных по статору и сдвинутых в пространстве на 1200 относительно друг друга (рис. 5.4). Благодаря первичном двигателю, в качестве которого используются турбины (паровые или гидравлические), двигатели внутреннего сгорания или электродвигатели, ротор генератора приводится во вращение с частотой n1

Рис.5.4. Электромагнитная схема синхронного генератора

Магнитное поле ротора, созданное постоянным током, приподнятым на зажимы И1-И2 обмотки возбуждения, пересекает проводники обмотки статора и приводит в ее фазах ЭДС одинаковой величины и частоты, но сдвинутые по фазе на 1200 относительно друг друга. Частота наведенной ЭДС пропорциональна частоте вращения ротора.

При подключении к выводам С1, С2 и С3 обмотки статора нагрузки (потребителя энергии) Zн в кругу генератора появятся токи. Таким образом, синхронный генератор, потребляя энергию первичного двигателя, отдает электрическую энергию переменного тока.

ЭДС фазы обмотки статора определяется выражением

Е1 = 4,44 f1kw1Фw1, (5.3)

где kw1 - обмоточные коэффициент обмотки статора; Ф - вращающийся магнитный поток ротора; w1 - число витков фазы обмотки статора.

Обмотки статора синхронных машин делают распределенными с укороченным шагом, способствует уменьшению амплитуды высших гармоник в кривой ЭДС, приводится в обмотке статора.

Размер линейной ЭДС на выходе синхронного генератора Эл зависит от схемы соединения фазных обмоток статора: при соединении в звезду Эл = Е1, при соединении в треугольник Ел = Е1.

13.

14.

Дата добавления: 2015-08-27