ния не должна быть более 15 мин, допустимая нагрузка при этом - не более 40 % номинальной. Нагрузка должна быть снижена до 60% номинальной в течение первых 30 с после потери возбуждения, в последующие 1,5 мин - до 40% номинальной.

Включение генератора в сеть. В нормальных условиях генератор должен включаться в сеть методом точной синхронизации. В аварийных условиях допускается включение в сеть методом самосинхронизации, при этом ток статора, рассчитанный по сверхпереходному индуктивному сопротивлению, не должен превыщатъ трехкратного номинального значения (с учетом индуктивного сопротивления энергосистемы).

Зависимость мощности от температуры охлаждающих сред. Номинальная температура охлаждающего водорода 40 °С. При снижении температуры холодного водорода ниже номинальной мощность генератора повышать не разрешается. Снижение температуры водорода ниже 20 С не рекомендуется. При повышении температуры холодного водорода выше номинальной мощность должна быть уменьшена. Значения снижения мощности приводятся в инструкциях по эксплуатации турбогенераторов. Ориентировочно снижение нагрузки выполняется исходя из следующих соотношений: при повышении температуры холодного газа сверх номинальной в пределах 40 - 45°С допустимый ток статора снижается на 1,5% на каждый-градус; в пределах 45 -50°С-на 2% на каждый градус и в пределах 50 - 55 °С - на 3 % на каждый градус. Работа генератора при температуре холодного водорода выше 55 С не разрешается. Температура горячего газа не должна превышать 75 °С.

Температура холодного дистиллята должна находиться в пределах 35-45°С или 30 -40°С в зависимости от значений, указанных в ТУ и инструкции по эксплуатации.

Номинальная температура охлаждающей воды в газоохладителях 33 °С. Наименьшая температура охлаждающей воды 15°С.

8.2.9. Ударные турбогенераторы

Рабочим режимом для ударных турбогенераторов является внезапное короткое замыкание в режиме холостого хода возбужденного генератора при синхронной скорости. При этом генератор перед коротким замыканием обычно возбуждают до номинального напряжения, а при включении на короткое замыкание производят дополнительную форсировку возбуждения.

Ударные турбогенераторы характеризуются низким значением сверхпереходного индуктивного сопротивления х. Ударная мощность генератора

где и - линейное напряжение, соответствующее напряжению холостого хода; /уд - периодическая составляющая ударного тока короткого замыкания.

Для обеспечения низкого значения х ударные турбогенераторы имеют уменьшенное число витков обмотки статора, в них используются пазы статора большей ширины и меньшей глубины, чем в турбогенераторах обычного исполнения. Они имеют меньший воздушный зазор и повышенные индукции в стали. Лобовые части обмотки статора ударных генераторов экранируются.

Так как ударные турбогенераторы должны допускать многократные короткие замыкания, их конструкция имеет повышенную механическую и термическую стойкость. Ротор ударного турбогенератора снабжен мощной демпферной системой, выполненной из медных полос, расположенных поверх обмотки возбуждения и соединенных между собой в торцевой зоне ротора медными ко-роткозамыкающими сегментами Для уменьшения ударных нагрузок на фундамент при коротких замыканиях статор устанавливается на амортизаторах, дающих усадку в момент замыкания.

Кратковременный характер нагрузки ударных генераторов обусловливает применение в них воздушного охлаждения.

Основные технические данные трехфазного ударного турбогенератора типа ТИ-100-2

Номинальная мощность, MB-А ... 100 Номинальное напряжение, кВ . . . 12

Номинальный ток, кА......4,82

Ударная могцность, MB А . . . . 2500 Частота вращения, об/мин .... 3000 Номинальное значение симметричного ударного тока, кА.....118

Синхронное индуктивное сопротивление, о. е..........0,91

Сверхпереходное индуктивное сопротивление, о. е........0,03

Переходное индуктивное сопротивление, о. е...........0,082

Постоянная времени сверхпереходная, с...........0,176

Постоянная времени переходная, с 1,41 Масса, 103 кг:

статора .........180

ротора ............. 42

общая.......... 252

Диаметр ротора, мм.......1010

Длина активной части ротора, мм 5600

Тип обмотки статора.......Двухслойная

Основные габаритные размеры, мм:

общая длина........14480

расстояние от подшипника до

центра генератора ...... 4120

высота.......... 4200

ширина..........6100

высота оси вала.......1500

При работе ударного генератора типа ТИ-100-2 в качестве накопителя энергии он характеризуется следующими данными:

Запас энергии в роторе, 10 Дж . . . 2,95 Максимальная энергия импульса длительностью 0,01 с при двухфазном коротком замыкании на активную нагрузку, 10 Дж...... 0,6

Отдача энергии при работе на индуктивную нагрузку, 10* Дж .... 3,6

8.3. Гидрогенераторы 8.3.1. Классификация гидрогенераторов

Гидрогенераторы - синхронные генераторы, приводимые во вращение гидравлическими турбинами, выпускаются в широкой номенклатуре мощностей до 800 МВт на частоты вращения от 46,9 до 1500 об/мин, напряжением до 18 кВ. По типу гидравлической турбины гидрогенераторы делятся на вертикальные и горизонтальные, а также обратимые для работы в качестве renepai-тора или двигателя.

Гидрогенераторы выпускаются для климатического исполнения УХЛ4, Т4 и ТВ4.

Система вентиляции гидрогенераторов, за исключением машин малой мощности, замкнутая. Гидрогенераторы большой мощности выпускаются с непосредственным водяным охлаждением обмотки статора.

8.3.2. Конструкция и технические данные вертикальных гидрогенераторов нормального исполнения

Генераторы с вертикальным валом подразделяются на два основных типа - подвесные и зонтичные, отличающиеся друг от друга расположением подпятника относительно ротора. При частотах вращения до 200 об/мин гидрогенераторы выполняются преимущественно в зонтичном исполнении, свьш1е 200 об/мин - в подвесном. При частотах вращения свыше 250 об/мин вертикальные гидрогенераторы выполняются исключительно в подвесном исполнении. От-

меченные границы различньк исполнений гидрогенераторов не являются строгими.

В генераторах подвесного типа подпятник расположен выше ротора, на верхней крестовине, через которую вертикальная нагрузка от вращающихся частей агрегата и осевой составляющей реакции воды передается на корпус статора и затем на фундамент.

Обычно в генераторе устанавливаются два направляющих подшипника, из которых нижний встроен в нижнюю крестовину, а верхний - в верхнюю грузонесущую крестовину. Если расстояние между верхним подшипником генератора и подшипником турбины относительно невелико и жесткость вала достаточна, нижний генераторный подшипник может не устанавливаться.

В генераторах зонтичного типа подпятник расположен под ротором. При этом различаются две основные модификации: с опорой подпятника на крышку турбины или с нижней опорной крестовиной. В настоящее время в мощных агрегатах, как правило, применяется первая из этих модификаций.

В генераторах с опорой подпятника на крышку турбины устанавливается один направляющий подшипник выше ротора в верхней крестовине. Известен тип генератора с опорой подпятника на крышку турбины и одним направляющим подшипником ниже ротора, но эта компоновка генератора в отечественной практике не используется.

Широкое распространение получила без-вальная конструкция гидрогенераторов в зонтичном исполнении. В зонтичных генераторах с опорными крестовинами основной генераторный подшипник расположен в опорной крестовине. Необходимость установки второго направляющего подшипника в верхней крестовине возникает в тех случаях, когда выше ротора размещены значительно удаленные от подшипника возбудитель, подвозбудитель, вспомогательный генератор или разгонный двигатель (в обратимых гидрогенераторах).

Число направляющих подшипников определяется допустимыми прогибами вала при появлении магнитного небаланса и критической частотой вращения, которая должна быть не менее чем на 10 - 20% выше угонной частоты вращения.

Современное направление в области проектирования гидрогенераторов большой мощности характеризуется стремлением расширить области применения зонтичного исполнения гидрогенераторов. Зонтичное исполнение имеет ряд важных преимуществ: возможность выполнения подпятников на

максимальные, практически требуемые нагрузки, превышающие 3500 т при наиболее простых и экономических конструктивньк формах опорных элементов; наиболее простую по конструкции и наименее металлоемкую верхнюю крестовину; возможность применения конструкции ротора без основного генераторного вала, что обусловливает снижение высоты подъема станционного крана и, таким образом, дает возможность снизить высоту машинного вала; меньшие высоту и массу генератора, а следовательно, меньшую его стоимость; меньшие капитальные вложения на строительство станции.

При малом диаметре турбины зонтичное исполнение может оказаться невозможным из-за того, что в шахте турбины не удается разместить подпятник. К тому же подпятник зонтичного агрегата, как правило, больше, чем подвесного, так как его внутренний диаметр должен быть больше фланца вала, проносимого через него при сборке и разборке агрегата. При размещении подпятника в шахте турбины или над ней его большие размеры затрудняют циркуляцию воздуха через генератор и обслуживание агрегата.

Подвесной тип генератора применяется тогда, когда зонтичный невыполним, невыгоден или обладает значительно худшимг эксплуатационными характеристиками. Подвесной тип выполним практически всегда, но при очень больших диаметрах генератора размещение подпятника выше ротора на верхней опорной крестовине ведет к значительному утяжелению и удорожанию генератора.

К важным эксплуатационным преимуществам генераторов подвесного исполнения следует отнести меньшие потери на трение в подпятнике благодаря более низкой окружной скорости на нем, возможность обслуживания подпятника с помощью крана машинного зала и более надежную, чем в зонтичных машинах, зашиту обмоток от масляных паров, поступающих из ванны подпятника.

Корпус статора гидрогенератора представляет собой кольцевую или многогранную сварную конструкцию, состоящую из внешней обшивки, горизонтальных полок и ребер жесткости. С внутренней стороны к полкам корпуса приварены полосы с ласточкиными хвостами , на которых собирают сегменты активной стали сердечника статора. В осевом направлении сердечник стягивают с помощью нажимных гребенок шпильками. Гребенки состоят из толстых плит и приваренных к ним нажимных паль-

цев. Последние в мощных генераторах для снижения нагрева выполняются из немагнитной стали.

Для транспортировки по железной дороге статор, если внешний диаметр его корпуса превосходит 4 м, выполняется разъемным из двух - шести секторов, соединенных между собой с помощью стяжных шпилек и стыковых плит. Известна конструкция статора, при которой секторы соединяются между собой накладками, привариваемыми к горизонтальным полкам корпуса. Разъемы выполняют преимущественно по пазам сердечника. При ширине зубца 50 мм и более разъемы могут быть выполнены по зубпам сердечника. В последние годы сердечники статоров гидрогенераторов большого диаметра шихтуются в кольцо непосредственно на месте установки, чем исключаются стыки секторов - наиболее уязвимые при эксплуатации зоны. Кроме того, в ряде случаев применяется конструкция статоров с созданием предварительного (растягивающего) напряжения сердечника, чем исключается возможность появления в нем при работе опасных сжимающих напряжений от тепловых деформаций и магнитных тяжений - главной причины нарушения формы пакетов сердечника и его распрессовки.

Корпус опирается на фундамент через опорные плиты с фундаментными болтами.

Сердечник статора собирается из сегментов с пазами для обмотки и для ласточкиных хвостов . Сегменты штампуются из листов высоколегированной электротехнической стали толщиной 0,5 или 0,35 мм, лакируются и набираются вперекрой пакетами с промежутками (вентиляционными каналами) шириной 7-10 мм. Расстояние между пакетами обеспечивается дистанционными распорками в виде двутавровых балочек, приваренных к крайнему листу одного из соседних пакетов. Крайние пакеты сердечников крупных генераторов для придания им большей монолитности выполняются запеченными.

Обмотка статора применяется двух основных типов: многовитковая катушечная и стержневая. Катушечная, как правило, бывает двухслойной, стержневая может быть также однослойной или в отдельных случаях может иметь дробное число слоев. Катушечную обмотку выполняют в виде одинаковых катушек, намотанных из прямоугольных медных изолированных проводников. Для уменьшения добавочных потерь выводные концы катушек транспортируют на 180° скручиванием их в одном месте. Аналогично транспонируют соединения между катушеч-