Гидрогенераторы и системы стабилизации выходных параметров. Лекция 5

Июль 31, 2022

Главная
Разное
Гидрогенераторы и системы стабилизации выходных параметров. Лекция 5

Содержание

2. Типы генераторов Синхронный генератор Асинхронный генератор
3. Критерии выбора гидрогенератора Эффективность ведения режима Экономичность Надежность работы (в том числе, на открытом воздухе)
4. Синхронный генератор Явнополюсный СГ Неявнополюсный СГ (менее 1000 об/мин.) (1500-3000 об/мин) В малой гидроэнергетике применяются тихоходные
5. Характеристики СГ Нагрузочная характеристика СГ Скорость вращения генератора: Мощность генератора:
6. Системы возбуждения СГ Электромагнитная система возбуждения (применение обмоток в роторе на постоянном токе) Система возбуждения на
7. Системы возбуждения СГ Характеристика холостого хода СГ
8. Системы возбуждения СГ В синхронных машинах небольшой мощности довольно часто применяются постоянные магниты
9. Материалы постоянных магнитов Материалы: Ферриты Ba/SrO·6 Fe2O3 Сплавы Nd2Fe14B Редкоземельные магниты SmCo Магниты Альнико Al-Ni-Co-Fe (российское
10. Генераторы на постоянных магнитах 1. По сравнению с другими типами синхронных машин обладают лучшими энергетическими показателями
11. Применение асинхронных генераторов Любая электрическая машина обладает свойством обратимости, т.е. может работать в режиме генератора или
12. Асинхронный генератор Скольжение ротора:
13. Асинхронный генератор Асинхронный генератор на Базе АД с короткозамкнутым ротором Асинхронный генератор на Базе АД с
14. Рабочие характеристики асинхронной машины
15. Пример сравнения генераторов
16. Преимущества синхронных генераторов Высокая стабильность выходного напряжения и частоты способен кратковременно выдать ток в 3-4 раза
17. Недостатки синхронных генераторов Требуют значительно большего, по сравнению с АГ, обслуживания Имеют достаточно сложную конструкцию Являются
18. Преимущества асинхронных генераторов Отсутствуют вращающиеся обмотки и электронные детали Имеют малую чувствительность к КЗ и высокую
19. Недостатки асинхронных генераторов Зависимость частоты и напряжения от скорости на валу турбины АГ с короткозамкнутым ротором
20. Согласование скоростей вращения турбины и генератора Для согласования номинальных скоростей турбины и генератора применяются редукторы (мультипликаторы)
21. Виды передач Механический момент может быть передан: Ременной передачей Шестерёнчатой передачей Электромагнитной передачей
22. Турбины микроГЭС с ременной передачей Достоинства: Простота дешевизна Недостатки: Низкая надежность Сложность построения многоступенчатых систем 3.
23. Турбины микроГЭС с шестеренчатой передачей
24. Турбины микроГЭС с электромагнитной передачей
25. Стабилизация выходных параметров Стабилизация параметров качества электроэнергии (прежде всего частоты и отклонения напряжения) Методы построения систем
26. Стабилизация выходных параметров МГЭС с регуляторами расхода МГЭС с регуляторами скорости на валу генератора МГЭС с
27. Виды управления выходными параметрами Управление по частоте (одноканальное управление) Управление по частоте и току (двухканальное управление)
28. Виды систем стабилизации выходных параметров 1. Схема энергоустановки с регулированием частоты вращения турбины путем изменения энергии
29. Виды систем стабилизации выходных параметров 2. Схема энергоустановки с приводом постоянной скорости (ППС)
30. Виды систем стабилизации выходных параметров 3. Схема энергоустановки с машинно-вентильными источниками питания
31. Виды систем стабилизации выходных параметров 4. Схема энергоустановки с автобалластным регулированием выходных параметров
32. Регуляторы автобалластного типа 1. МГЭС автобалластного типа построенная на базе двух генераторов Достоинства: 1. Простая схема
33. Регуляторы автобалластного типа Стоимость регулятора автобалласта может составлять лишь 20% от стоимости механического регулятора! 2. Схема
34. Регуляторы автобалластного типа 3. Схема микроГЭС с фазовым регулированием Достоинства: 1. Требуют значительно меньшего количества тиристоров,
35. Регуляторы автобалластного типа 4. Схема микроГЭС с фазовым регулированием по току Данная схема позволяет Компенсировать несимметрию
36. Регуляторы автобалластного типа 5. Схема микроГЭС с комбинированной системой управления Достоинства: Возможность добиться наилучших параметров управления
37. Маркировка асинхронных машин Марка двигателя (генератора) АД А2 4А АИР 5АМ Признак модификации С - с
38. Маркировка асинхронных машин Установочный размер по длине станины S - small M - medium L -
40. Скачать презентацию

Слайд 2

Типы генераторов
Синхронный генератор
Асинхронный генератор

Слайд 3

Критерии выбора гидрогенератора
Эффективность ведения режима
Экономичность
Надежность работы (в том числе, на открытом

воздухе)

Слайд 4

Синхронный генератор
Явнополюсный СГ Неявнополюсный СГ
(менее 1000 об/мин.) (1500-3000 об/мин)
В малой гидроэнергетике

применяются тихоходные явнополюсные СГ!!!

Синхронной называют машину переменного тока, в которой скорость вращения ротора равна скорости вращения магнитного поля в ее рабочем зазоре

Слайд 5

Характеристики СГ
Нагрузочная характеристика СГ

Скорость вращения генератора:
Мощность генератора:

Слайд 6

Системы возбуждения СГ
Электромагнитная система возбуждения
(применение обмоток в роторе на постоянном

токе)

Система возбуждения на постоянных магнитах

Независимая система возбуждения

Система самовозбуждения

Комбинированная система возбуждения

Гибридная система возбуждения

Слайд 7

Системы возбуждения СГ
Характеристика холостого хода СГ

Слайд 8

Системы возбуждения СГ
В синхронных машинах небольшой мощности довольно часто применяются постоянные

магниты

Слайд 9

Материалы постоянных магнитов
Материалы:
Ферриты Ba/SrO·6 Fe2O3
Сплавы Nd2Fe14B
Редкоземельные магниты SmCo
Магниты Альнико Al-Ni-Co-Fe
(российское название

ЮНДК)

Слайд 10

Генераторы на постоянных магнитах
1. По сравнению с другими типами синхронных

машин обладают лучшими энергетическими показателями (КПД и cos φ),

1. Дороже СГ с обмотками возбуждения

2. Надежны, т.к. имеют более простую конструкцию

3. Уменьшают габариты генератора

2. Невозможно регулировать выходное напряжение

3. Магниты со временем размагничиваются

4. Сокращается объем технического обслуживания

Достоинства

Недостатки

Недостатки СГ с ПМ устраняются созданием гибридных систем возбуждения.

Слайд 11

Применение асинхронных генераторов
Любая электрическая машина обладает свойством обратимости, т.е. может работать

в режиме генератора или двигателя.

Слайд 12

Асинхронный генератор
Скольжение ротора:

Слайд 13

Асинхронный генератор
Асинхронный генератор на
Базе АД с короткозамкнутым
ротором
Асинхронный генератор на
Базе АД с

фазным
ротором

Слайд 14

Рабочие характеристики асинхронной машины

Слайд 15

Пример сравнения генераторов

Слайд 16

Преимущества синхронных генераторов
Высокая стабильность выходного напряжения и частоты
способен кратковременно выдать ток

в 3-4 раза выше номинального. Особенно это актуально для потребителей с высокими пусковыми токами

возможность работы в активном режиме при коэффициенте мощности, равном 1 , либо в активно-компенсаторном режиме при опережающем коэффициенте мощности

Высокая эффективность

Слайд 17

Недостатки синхронных генераторов
Требуют значительно большего, по сравнению с АГ, обслуживания
Имеют достаточно

сложную конструкцию

Являются самым дорогим вариантом генератора. Имеют самые большие габариты и массу

Возможны замыкания в обмотке ротора

Слайд 18

Преимущества асинхронных генераторов
Отсутствуют вращающиеся обмотки и электронные детали
Имеют малую чувствительность к

КЗ и высокую степень защиты от внешних воздействий.

Достаточно дешёвые

Меньшая масса и габариты

Слайд 19

Недостатки асинхронных генераторов
Зависимость частоты и напряжения от скорости на валу турбины
АГ

с короткозамкнутым ротором требует наличия реактивной мощности в сети для самовозбуждения (конденсаторы для работы АГ)

Можно использовать только с потребителями, не имеющими высоких стартовых токов и устойчивых к незначительным перепадам U

Слайд 20

Согласование скоростей вращения турбины и генератора
Для согласования номинальных скоростей турбины и

генератора применяются редукторы (мультипликаторы)

Передаточное отношение:

Слайд 21

Виды передач
Механический момент может быть передан:
Ременной передачей
Шестерёнчатой передачей
Электромагнитной передачей

Слайд 22

Турбины микроГЭС с ременной передачей
Достоинства:
Простота
дешевизна
Недостатки:
Низкая надежность
Сложность построения многоступенчатых систем
3. Отсутствие возможности

регулирования

Слайд 23

Турбины микроГЭС с шестеренчатой передачей

Слайд 24

Турбины микроГЭС с электромагнитной передачей

Слайд 25

Стабилизация выходных параметров
Стабилизация параметров качества электроэнергии (прежде всего частоты и отклонения

напряжения)

Методы построения систем стабилизации выходных параметров
автономных электроустановок могут быть разделены на:

1. Стабилизация частоты вращения турбины

2. Генерирование переменного тока стабильной частоты при изменяющейся скорости турбины

Слайд 26

Стабилизация выходных параметров
МГЭС с регуляторами расхода
МГЭС с регуляторами скорости на валу

генератора

МГЭС с регуляторами скорости тормозного момента (нагрузки)

Слайд 27

Виды управления выходными параметрами
Управление по частоте (одноканальное управление)
Управление по частоте

и току (двухканальное управление)
Управление по напряжению (для синхронных генераторов)

Слайд 28

Виды систем стабилизации выходных параметров
1. Схема энергоустановки с регулированием частоты вращения

турбины путем изменения энергии рабочего потока или угла атаки рабочих лопастей

Слайд 29

Виды систем стабилизации выходных параметров
2. Схема энергоустановки с приводом постоянной скорости

(ППС)

Слайд 30

Виды систем стабилизации выходных параметров
3. Схема энергоустановки с машинно-вентильными источниками питания

Слайд 31

Виды систем стабилизации выходных параметров
4. Схема энергоустановки с автобалластным регулированием выходных

параметров

Слайд 32

Регуляторы автобалластного типа
1. МГЭС автобалластного типа построенная на базе двух генераторов
Достоинства:

1. Простая схема
2. Высокое быстродействие 3. Небольшая мощность цепей управления
Недостатки:
1. Две вращающиеся машины (обслуживание и надежность)
2. Увеличение стоимости и массагабаритных показателей

Слайд 33

Регуляторы автобалластного типа
Стоимость регулятора автобалласта может составлять лишь 20% от стоимости

механического регулятора!

2. Схема с дискретным балластом

Достоинства: 1. Простая и надежная схема
2. Не искажает кривую напряжения
Недостатки:
1. Ступенчатость управления (не менее 15 ступеней управления)
2. Сложности в полезном использовании рассеиваемой мощности

Слайд 34

Регуляторы автобалластного типа
3. Схема микроГЭС с фазовым регулированием
Достоинства: 1. Требуют значительно

меньшего количества тиристоров, чем схема 2
Недостатки:
1. Искажает форму кривой напряжения

Слайд 35

Регуляторы автобалластного типа
4. Схема микроГЭС с фазовым регулированием по току
Данная схема

позволяет
Компенсировать несимметрию
фаз, что невозможно при частотном
регулировании

Слайд 36

Регуляторы автобалластного типа
5. Схема микроГЭС с комбинированной системой управления
Достоинства: Возможность добиться наилучших
параметров

управления Недостатки: Стоимость

Для микроГЭС, работающих в свободном потоке воды, необходимы системы
стабилизации, контролирующие как минимум два параметра качества электроэнергии

Слайд 37

Маркировка асинхронных машин
Марка двигателя
(генератора)
АД
А2 4А
АИР 5АМ
Признак модификации
С - с повышенным скольжением
Е, - однофазный двигатель
В

- встраиваемый
П - пристраеваемый
М - модернизированный
Х - с алюминиевой станиной
К - с фазным ротором
Р - с повышенным пусковым моментом
Ф - с принудительным охлаждением

Высота оси вращения

Слайд 38

Маркировка асинхронных машин
Установочный размер
по длине станины S - small
M - medium
L -

long

Длина сердечника
статора (A,B,C,D)

число полюсов
электрической
машины

индекс конструктивной
модификации двигателя
Б - температурная защита, П - имеющие повышенную точность установочных размеров, Е/Е2 - снабженные эл. магнитным тормозом/эл. магнитным и ручным тормозом, Ж – для моноблочных насосов; РЗ – для мотор-редукторах, Х2 – химически стойкого исполнения;

Гидрогенераторы и системы стабилизации выходных параметров. Лекция 5

Содержание

Типы генераторовСинхронный генераторАсинхронный генератор

Критерии выбора гидрогенератораЭффективность ведения режимаЭкономичностьНадежность работы (в том числе, на открытом

Синхронный генераторЯвнополюсный СГ Неявнополюсный СГ(менее 1000 об/мин.) (1500-3000 об/мин)В малой гидроэнергетике

Характеристики СГНагрузочная характеристика СГ Скорость вращения генератора:Мощность генератора:

Системы возбуждения СГЭлектромагнитная система возбуждения (применение обмоток в роторе на постоянном

Системы возбуждения СГХарактеристика холостого хода СГ

Системы возбуждения СГВ синхронных машинах небольшой мощности довольно часто применяются постоянные

Материалы постоянных магнитовМатериалы:Ферриты Ba/SrO·6 Fe2O3 Сплавы Nd2Fe14BРедкоземельные магниты SmCoМагниты Альнико Al-Ni-Co-Fe(российское название

Генераторы на постоянных магнитах 1. По сравнению с другими типами синхронных

Применение асинхронных генераторовЛюбая электрическая машина обладает свойством обратимости, т.е. может работать

Асинхронный генератор Скольжение ротора:

Асинхронный генераторАсинхронный генератор наБазе АД с короткозамкнутымроторомАсинхронный генератор наБазе АД с

Рабочие характеристики асинхронной машины

Пример сравнения генераторов

Преимущества синхронных генераторовВысокая стабильность выходного напряжения и частотыспособен кратковременно выдать ток

Недостатки синхронных генераторовТребуют значительно большего, по сравнению с АГ, обслуживанияИмеют достаточно

Преимущества асинхронных генераторовОтсутствуют вращающиеся обмотки и электронные деталиИмеют малую чувствительность к

Недостатки асинхронных генераторовЗависимость частоты и напряжения от скорости на валу турбиныАГ

Согласование скоростей вращения турбины и генератораДля согласования номинальных скоростей турбины и

Виды передачМеханический момент может быть передан:Ременной передачей Шестерёнчатой передачей Электромагнитной передачей

Турбины микроГЭС с шестеренчатой передачей

Турбины микроГЭС с электромагнитной передачей

Стабилизация выходных параметровСтабилизация параметров качества электроэнергии (прежде всего частоты и отклонения

Стабилизация выходных параметровМГЭС с регуляторами расходаМГЭС с регуляторами скорости на валу

Виды управления выходными параметрами Управление по частоте (одноканальное управление)Управление по частоте

Виды систем стабилизации выходных параметров1. Схема энергоустановки с регулированием частоты вращения

Виды систем стабилизации выходных параметров2. Схема энергоустановки с приводом постоянной скорости

Виды систем стабилизации выходных параметров3. Схема энергоустановки с машинно-вентильными источниками питания

Виды систем стабилизации выходных параметров4. Схема энергоустановки с автобалластным регулированием выходных

Регуляторы автобалластного типа1. МГЭС автобалластного типа построенная на базе двух генераторовДостоинства:

Регуляторы автобалластного типаСтоимость регулятора автобалласта может составлять лишь 20% от стоимости

Регуляторы автобалластного типа3. Схема микроГЭС с фазовым регулированиемДостоинства: 1. Требуют значительно

Регуляторы автобалластного типа4. Схема микроГЭС с фазовым регулированием по токуДанная схема

Регуляторы автобалластного типа5. Схема микроГЭС с комбинированной системой управленияДостоинства: Возможность добиться наилучшихпараметров

Маркировка асинхронных машинМарка двигателя(генератора)АДА2 4ААИР 5АМПризнак модификацииС - с повышенным скольжениемЕ, - однофазный двигательВ

Маркировка асинхронных машинУстановочный размерпо длине станины S - smallM - mediumL -

Похожие презентации