Содержание
Предыдущий § Следующий
8.4. Синхронные явнополюсные
генераторы для автономных
энергетических систем
8.4.1. Особенности генераторов автономных систем
По основным техническим параметрам, номинальной мощности и частоте вращения синхронные генераторы для автономных систем не имеют специальной классификации. В настоящее время верхний предел их мощности составляет 6300 кВт.
Преимущество в развитии получили генераторы с частотой вращения 1500, 1000, 750 об/мин, однако выпускаются и генераторы с частотой вращения 500 и 375 об/мин. По частоте тока кроме генераторов на 50
и 60 Гц имеются генераторы нестандартной частоты, генераторы 400 Гц и высокочастотные генераторы до 10000 Гц.
По области применения синхронные генераторы подразделяются на стационарные, передвижные, транспортные и тяговые.
Передвижные генераторы могут размещаться в железнодорожном вагоне, автофургоне, прицепе, контейнере и т. п. Однако в отличие от транспортных и тяговых генераторов эти генераторы могут работать только при неподвижном состоянии указанных устройств.
Большинство синхронных генераторов являются дизельными. Однако приводом может быть и газовая турбина, и электродвигатель.
Как правило, каждый генератор проектируется под конкретный тип приводного двигателя. При этом устанавливаются требования к большинству параметров и характеристик.
Современные синхронные генераторы автономных энергетических систем выполняют с бесщеточными системами возбуждения.
8.4.2. Синхронный генератор типа СГ 2-85/45-12
Генератор предназначен для продолжительной работы в стационарных установках во невзрывоопасной среде с приводом от дизеля, паровой или газовой турбины или от электродвигателя.
Технические данные генератора СГ2-85/45-12УХЛ4
Мощность, кВА........ 394
Напряжение, В......... 400
Частота вращения, об/мин..... 500
Ток статора, А......... 361
Коэффициент мощности..... 0,8
КПД, %........... 92,5
Масса, кг........... 3430
Возбуждение генератора — от тиристор-ного возбудительного устройства с питанием от дополнительной обмотки, расположенной на статоре генератора. Напряжение возбуждения 36 В, ток возбуждения 147 А. Исполнение генератора — по степени защиты IP23, способ охлаждения — ICA01, форма исполнения - IM1001.
Соединение обмотки статора — звезда с выведенной нулевой точкой. Изоляция обмоток статора и ротора — класса В типа «монолит-2».
Генератор изготовляют в соответствии с ТУ 16-512.374-75.
8.4.3. Синхронный генератор типа СГДЮЗ-8
Генератор предназначен для работы в стационарных установках в закрытых помещениях во невзрывоопасной среде с дизельным приводом.
Основные технические данные генератора СГД1ОЗ-8УЗ
Мощность, кВА . . . . 125
Напряжение, В..... 400 или 230
Частота вращения, об/мин 750
Частота тока, Гц .... 50
Коэффициент мощности 0,8
Ток статора, А..... 180 (при U =
= 230В-314Л)
КПД, %........ 91
Масса, кг....... 1215
Способ вентиляции — ICA01. Возбуждение — электромашинное от пристроенных возбудителей типа П71-2М. Частота вращения 1500 об/мин. Частота тока 50 Гц; коэффициент мощности 0,8.
Технические данные генераторов
СГД 625-1500МУЗ
Мощность, кВт..... 500
Напряжение, В..... 400
КПД, %....... 93,5
Масса, кг....... 3400
СГД 625-15ООУЗ
Мощность, кВт..... 500
Напряжение, В..... 6300
КПД, %....... 93
Масса, кг....... 4000
Возбуждение — от возбудителя типа В18-2УЗ, смонтированного сверху на корпусе генератора и сочлененного с валом клиноре-менной передачей.
Основные технические данные возбудителя
Мощность, кВт..... 4,5
Напряжение, В..... 30
Частота вращения, об/мин 1800
Ток, А........ 150
Тип регулятора возбудителя РЗВ-31БУ4
Обмотка статора генератора соединена в звезду с выведенной нулевой точкой. Изоляция обмотки — не ниже класса В для статора и класса F для ротора. Вентиляция — вытяжная аксиальная.
Допустимый уровень звука генератора с возбудителем — не более 95 дБ.
Допускается перегрузка 10% номинальной мощности в течение 1 ч при работе с коэффициентом мощности 0,8 (отстающим).
Номинальное изменение напряжения 30%. Допускается параллельная работа с другими генераторами. Генератор выпускается в соответствии с ТУ 16-512.331-73.
Генератор подлежит к снятию с производства. В новых установках его применять не рекомендуется.
8.4.4. Синхронные генераторы типа СГД 625-1500 и СГД 625-1500М
Генераторы предназначены для работы в составе стационарных дизель-электрических агрегатов. Исполнение генераторов — защищенное, форма исполнения — IM1003.
8.4.5. Синхронные генераторы серии СГД2 и СГД2М 17-го габарита
Синхронные генераторы СГД2 (модернизированные — СГД2М) предназначены для эксплуатации на стационарных электростанциях с приводом от двигателей внутреннего сгорания. В комплект установки входят генератор (табл. 8.10) и возбудительное устройство — статический выпрямитель. Конструктивное исполнение генератора — IM7115 с одним стояковым подшипником скольжения; исполнение по способу защиты генератора — IP11, коробки выводов — IP21, возбудительного устройства — IP00. Способ охлаждения — ICA01.
Генераторы имеют 16 полюсов (синхронная частота вращения 375 об/мин) и рассчитаны на работу с cos ср = 0,8. Схема соединения обмотки статора — звезда с шестью выводами у генераторов на номинальное напряжение 6300 В и четырьмя выводами у генераторов на номинальное напряжение 400 В. Класс нагревостойкости изоляции В. В обозначении генераторов после названия серии (СГД2, СГД2М) указываются условный габарит (17), длина сердечника, см, число полюсов (16) и климатическое исполнение (УХЛ4); буквы У В, стоящие в обозначении после числа полюсов, указывают, что генератор выполнен с усиленным концом вала.
Соединение с валом приводного двигателя — жесткое с помощью фланца.
Начальное возбуждение — без использования постороннего источника тока.
Генераторы выполняются в соответствии с ТУ 16-512.317-81.
Таблица 8.10. Технические данные синхронных генераторов серии СГД2 и СГД2М
17-го габарита
|
Типоразмер генератора |
Мощность, кВт |
Напряжение обмотки статора, В |
Ток статора, А |
Напряжение возбуждения, В |
Ток возбуждения, А |
ОКЗ |
кпд, % |
Момент инерции ротора, кгм2 |
|
СГД2-17-36-16УХЛ4 СГД 2-17-36-16У В-У X Л 4 |
630 |
400 |
1140 |
47 |
205 |
0,84 |
93,8 |
424 |
|
СГД2-17-44-16УХЛ4 |
800 |
400 |
1443 |
57 |
235 |
0,88 |
94,1 |
512 |
|
СГД2-17-44-16-О4 СГД2-17-44-16УВ-О4 |
630 |
400 |
1140 |
50 |
186 |
1,14 |
94,4 |
512 |
|
СГД2-17-36-16УХЛ4 СГД 2-17-36-16У В-УХ Л4 СГД2М-17-36-16УХЛ4 СГД2М-17-36-16УВ-УХЛ4 |
630 |
6300 |
72 |
58 |
225 |
0,84 |
93,7 |
400 |
|
СГД2-17-44-16УХЛ4 СГД2М-17-44-16УХЛ4 |
800 |
6300 |
92 |
64 |
245 |
0,89 |
93,8 |
487 |
|
СГД 2-17-44-16-04 СГД2-17-44-16УВ-О4 СГД2М-17-44-16-О4 С Г Д 2М-17-44-16У В-О4 |
630 |
6300 |
72 |
56 |
205 |
1,11 |
94 |
487 |
|
СГД2-17-50-16-04 СГД2М-17-50-16-О4 |
800 |
6300 |
92 |
64 |
219 |
1,27 |
94,5 |
549 |
8.4.6. Синхронный генератор типа БГСП 17-61-8
Синхронный генератор типа БГСП 17-61-8 с бесщеточной системой возбуждения предназначен для комплектации мощных дизельных станций, размещенных в железнодорожном вагоне.
Основные технические данные генератора
Мощность, кВА....... 2500
Напряжение, В........ 6300
Частота, Гц......... 50
Частота вращения, об/мин . . . 750
Коэффициент мощности .... 0,8
КПД*, %.......... 95,7
Степень защиты по ГОСТ
17494-72......... 1Р43
Габаритные размеры, мм:
длина......... 2000
ширина......... 2070
высота......... 1820
Удельные показатели:
масса, кг/(кВ А)...... 4,40
объем, м3/(кВА)..... 3,02
площадь, м2/(кВА) . . . .1,66 10~3
* С учетом потерь в системе возбуждения.
В генераторе применено воздушное охлаждение по разомкнутому циклу.
Сердечник статора запрессован в ста-
нину. Пазы статора — открытые. Обмотка — петлевая двухслойная с термореактивной изоляцией.
Ротор изготовлен с явно выраженными полюсами. Остов ротора и сердечники полюсов собраны из отдельных штампованных стальных листов. Обмотка полюсов выполнена из неизолированной шинной меди, гнутой на ребро. В полюсных наконечниках расположена демпферная обмотка из круглых латунных стержней.
В генераторе применена бесщеточная система возбуждения, состоящая из синхронного возбудителя, у которого неподвижный индуктор расположен внутри вращающегося якоря, и трехфазного преобразователя. Обмотка возбуждения возбудителя питается через тиристорный преобразователь, выполненный по однофазной двухполупериодной выпрямительной схеме, от однофазной дополнительной обмотки статора. Дополнительная и основная обмотки статора имеют одно и то же число пар полюсов. При холостом ходе и в номинальном режиме генератора возбуждение возбудителя обеспечивается от напряжения основной частоты дополнительной обмотки, а в режимах коротких замыканий статора — от ЭДС высших гармоник поля, наводимых в дополнительной обмотке статора.
В генераторе используются подшипники скольжения с принудительной системой смазки, объединенной с системой смазки дизеля.
8.4.7. Синхронные генераторы серий ОС и ЕСС
Синхронные генераторы серий ОС и ЕСС, трехфазные, со статической системой возбуждения и автоматическим регулированием напряжения, предназначены для продолжительного режима работы. Они служат источниками переменного тока частотой 50 Гц и номинальным напряжением 230 и 400 В в стационарных и передвижных электроустановках. Общие технические требования к генераторам мощностью до 100 кВт изложены в ГОСТ 22407-85.
Ненагруженный генератор должен обеспечить запуск прямым включением асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором мощностью не более 70% номинальной мощности генератора и кратностью пускового тока не более 7. Соотношение мощностей параллельно работающих генераторов должно быть не более 1 :3.
Коэффициент искажения синусоидальности кривой линейного напряжения при сим-
метричной нагрузке — не выше 5 %. Допустимые углы наклона генератора при работе: продольный — до 15°, поперечный — до 30 °. Режим работы — продолжительный. Допустимый уровень шума — по 1-му классу ГОСТ 16372-84Е. Основные технические данные генераторов серии ОС приведены в табл. 8.11, а габаритные, установочные и присоединительные размеры — в табл. 8.12.
Таблица 8.11. Технические данные генераторов серии ОС (частота вращения 1500 об/мин, частота тока 50 Гц, номинальное напряжение 230/400 В)
|
Типоразмер гене- |
Мощность полная, |
Мощность актив- |
Ток, А |
КПД, % |
|
ратора |
кВА |
ная, кВт |
||
|
ОС-51 |
5 |
4 |
12,55/7,22 |
80 |
|
ОС-52 |
10 |
8 |
25,10/14,45 |
82 |
|
ОС-71 |
20 |
16 |
50,20/28,9 |
86,8 |
|
ОС-72 |
37,5 |
30 |
94,1/54,1 |
89 |
|
ОС-91 |
75 |
60 |
188,2/108,2 |
90,5 |
|
ОС-92 |
125 |
100 |
314/180 |
91,5 |
Примечание. В числителе дроби указан ток при соединении обмотки статора в треугольник (С/НОМ = 230 В), в знаменателе — в звезду (^ном = 400 В).
Таблица 8.12. Габаритные и установочно-присоединительные размеры, мм, генераторов
серии ОС
|
Типоразмер генератора |
d\0 |
d25 |
А |
|||||||
|
ОС-51 |
264 |
326 |
364 |
36 |
19 |
465 |
13 |
426 |
160 |
80 |
|
ОС-52 |
264 |
326 |
364 |
36 |
19 |
465 |
13 |
426 |
160 |
80 |
|
ОС-71 |
340 |
409 |
472 |
55 |
19 |
450 |
15 |
412 |
200 |
ПО |
|
ОС-72 |
340 |
409 |
472 |
55 |
19 |
480 |
15 |
450 |
200 |
ПО |
|
ОС-91 |
440 |
540 |
610 |
75 |
30 |
625 |
12 |
605 |
280 |
140 |
|
ОС-92 |
440 |
540 |
610 |
75 |
30 |
625 |
15 |
605 |
280 |
140 |
Продолжение табл. 8.12
|
Типоразмер генератора |
'ю |
'20 |
/зо |
'31 |
'39 |
'40 |
'51 |
Масса, кг |
|
|
без фланца |
с фланцем |
||||||||
|
ОС-51 |
608 |
7 |
608 |
191 |
100 |
_ |
170 |
104 |
119 |
|
ОС-52 |
675 |
7 |
675 |
191 |
100 |
677 |
170 |
138 |
156 |
|
ОС-71 |
90 |
6 |
770 |
233 |
78 |
770 |
220 |
228 |
245 |
|
ОС-72 |
190 |
6 |
870 |
233 |
50 |
870 |
220 |
309 |
326 |
|
ОС-91 |
156 |
6 |
982 |
304 |
112 |
982 |
180 |
545 |
570 |
|
ОС-92 |
296 |
6 |
1122 |
304 |
100 |
1122 |
180 |
740 |
766 |
* Генераторы ОС-70 и ОС-90 имеют несколько размеров фланцев.
Статор имеет бесстанинное исполнение. Ротор — четырехполюсный, с демпферными обмотками и контактными кольцами для питания обмоток возбуждения. Центробежный вентилятор аксиального охлаждения генератора расположен со стороны привода. Аппаратура управления, в том числе выпрямительное устройство, размещены под колпаком со стороны, противоположной приводу.
Точность поддержания напряжения генераторов + 2 %, изменение уставки напряжения — в пределах + 5 %.
Синхронные генераторы серии ЕСС
(табл. 8.13) имеют самовозбуждение через полупроводниковые выпрямители. Генераторы снабжены аппаратурой для автоматического регулирования напряжения, состоящей из блока регулирования напряжения, блока корректора и потенциометра уставки. Генераторы серии ЕСС5 выпускаются на напряжения 230, 400 и 440 В и частоты 50 Гц при частоте вращения 1000 или 1500 об/мин и 60 Гц при 1200 или 1800 об/мин. Эти генераторы не предназначены для параллельной работы, имеют четыре варианта комплектации по аппаратуре управления и возбуждения.
Таблица 8.13. Технические данные синхронных генераторов серий ЕСС и ECCS
|
Типоразмер генератора |
Мощность активная, кВт |
Мощность полная, кВА |
Ток, А* |
Частота вращения, об/мин |
КПД, % |
Точность поддержания напряжения, % |
Средний ресурс до капитального ремонта, 1000 ч |
Масса, кг |
Высота оси вращения (габарит), мм |
|
ЕСС-52-4 ЕСС-62-4 ЕСС-81-4 ЕСС-82-4 ЕСС-91-4 |
5 12 20 30 50 |
6,25 15,0 25,0 31,5 62,5 |
15,7 |
1500 1500 1500 1500 1500 |
80,2 86 87 88 90 |
±2 |
32 |
125 238 349 420 590 |
180 200 250 250 315 |
|
9,0 37,7 |
|||||||||
|
21,7 62,8 |
|||||||||
|
36,0 94,0 НО" 157,0 |
|||||||||
|
90,3 |
|||||||||
|
ЕСС5-61-4 ЕСС5-62-4 ЕСС5-62-4 |
8 12 12 |
10 15 15 |
25,2 |
1500 1800 1500 |
84,7 85,0 85,0 |
±5 |
40 |
160 189 189 |
200 200 200 |
|
14,5 31,5 21,7 31,5 |
|||||||||
|
21,7 |
Продолжение табл. 8.13
|
Типоразмер генератора |
Мощность активная, кВт |
Мощность полная, кВА |
Ток, А* |
Частота вращения, об/мин |
КПД, % |
Точность поддержания напряжения, % |
Средний ресурс до капитального ремонта, 1000 ч |
Масса, кг |
Высота оси вращения (габарит), мм |
|
ЕСС5-81-4 ЕСС5-81-6 ЕСС5-82-4 ЕСС5-82-4 ЕСС5-83-6 |
20 20 30 30 30 |
25 25 37,5 37,5 37,5 |
62,8 |
1500 1000 1800 1500 1000 |
86,0 86,0 88,2 88,2 88,2 |
±5 |
40 |
300 300 340 340 360 |
250 250 250 250 250 |
|
36 62,8 |
|||||||||
|
36 54 94 54 94 54 |
|||||||||
|
ЕСС5-91-4 ЕСС5-92-6 ЕСС5-92-6 ЕСС5-92-4 ЕСС5-93-4 ЕСС5-93-4 |
50 50 50 60 75 75 |
62,5 62,5 62,5 75,0 93,7 93,7 |
157 ~90 157 ~90 157 ~90 188,5 |
1500 1200 1000 1500 1800 1500 |
89,3 89,6 89,6 90,5 91,0 91,0 |
±5 |
40 |
490 540 540 540 605 605 |
315 315 315 315 315 315 |
|
108 Тгз 235 135 |
* В числителе указаны значения тока при С/Ном = 230 В, в знаменателе — при С/Ном = 400 В.
8.4.8. Синхронные генераторы типа ГСФ
Синхронные генераторы типов ГСФ-100 и ГСФ-200 мощностью соответственно 100 и 200 кВт предназначены для работы в стационарных или передвижных дизель-электрических установках.
Генераторы имеют фланцевое исполнение, один конический конец вала и соединяются с приводом при помощи упругой пальчиковой муфты. Рассчитаны на работу в невзрывоопасной среде при температуре окружающего воздуха от — 50 до 50 °С в режиме S1. Допускают крен 28,5° и дифферент до 15°. Исполнение по степени защиты от влияния окружающей среды IP21 у генераторов типа ГСФ-ЮОМ и IP23 у генераторов типа ГСФ-200. Климатическое исполнение У и Т; категория размещения 2.
Изоляция обмоток статора и ротора -влагостойкая, класса нагревостойкости Н.
Возбуждение генераторов — от статической системы, обеспечивающей изменение тока возбуждения при изменении нагрузки. Начальное возбуждение — от аккумуляторной батареи.
Номинальная частота тока генераторов 50 Гц, номинальная частота вращения 1500 об/мин. Генераторы имеют следующие технические данные:
ГСФ-ЮОМ ГСФ-200
Напряжение, В ... 230(400) 230(400)
Мощность, кВт ... 100 200
Ток статора, А . . . 314(181) 625(361)
Коэффициент мощности 0,8 0,8
КПД, %...... 89 92
Момент инерции ротора, кг-м2..... 3,23 4
Удельная материалоемкость, кг/кВт .... 9 7,3
Генераторы изготовляются в соответствии с ТУ 16-512.365-75.
8.4.9. Синхронные генераторы типа ГАБ
Синхронные генераторы типа ГАБ (табл. 8.14) входят в комплект бензоэлектри-ческих агрегатов типа АБ, предназначенных для работы в качестве перевозных источников энергии.
Бензоагрегаты обеспечивают нормальную работу при температуре окружающего воздуха от + 50 до -50° С (для тропического исполнения — от + 50 до —10 °С), при относительной влажности до 98% при температуре до + 25 °С (для тропического исполнения — при температуре до + 50 °С), при высоте установки над уровнем моря до 1000 м. При увеличении высоты установки до 2000 м мощность агрегатов снижается на 20 %, при увеличении высоты до 3000 м — на 30%.
В качестве первичных двигателей в агрегатах АБ-2-М1 применен бензиновый двигатель типа УД-15Г, в агрегатах АБ-4-М1 — бензиновый двигатель типа УД-25Г, в агре-
гатах АБ-8-Т-М — двигатель типа «Москвич». Частота вращения вала генераторов 3000 об/мин.
Генераторы непосредственно сочленены с валом двигателя, имеют фланцевое исполнение. Корпус генераторов отлит из алюминиевого сплава. В верхней части корпуса находится отсек для размещения блока выпрямителей.
В пазы статора заложены две обмотки: силовая и дополнительная, которая служит для самовозбуждения генератора. Ротор генератора выполнен с двумя явно выраженными полюсами, на которых располагаются катушки обмотки возбуждения. Для обеспечения самовозбуждения генератора между катушками возбуждения размещены два постоянных магнита. Электродвижущая сила, наводимая потоком постоянных магнитов в дополнительной обмотке статора, через диоды подается на обмотку возбуждения через контактные кольца. Самовозбуждение генератора происходит при номинальной частоте вращения и отключенной нагрузке.
При любой симметричной нагрузке напряжение генераторов может быть установлено ручным регулированием в пределах
Примечания: 1. Бензоагрегаты имеют такое же обозначение, как и генераторы, но без буквы «Г», например АБ-2-Т/230-М1.
2. Номинальная частота тока генератора типа ГАБ-8-Т/230/Ч-400-М1 400 Гц, остальных 50 Гц.
3. cos<pHOM = 0,8
380-400 В для генераторов с С/ном = 400 В и в пределах 218 — 230 В для генераторов с UH0M = 230 В. При изменении нагрузки от холостого хода до номинальной во время работы с коэффициентом мощности от 0,8 до 1 напряжение генераторов автоматически поддерживается в пределах + 4 %. Разность между наибольшей и наименьшей частотами тока при изменении нагрузки от холостого хода до номинальной для генераторов на 50 Гц не превышает 2 Гц. У генератора ГАБ-8-Т/400/Ч-400-М1 разность частот при изменении нагрузки от нагрузки холостого хода до номинальной не превышает 16 Гц, а при изменении нагрузки от 50% до номинальной — 10 Гц.
Генераторы допускают перегрузку на 10% сверх номинальной мощности в течение 1 ч при температуре окружающей среды не выше 35 °С и установке на высоте над уровнем моря до 500 м (для генератора ГАБ-8-Т/400/Ч-400-М1 - до 1000 м).
 |
|
|
|