Лабы / ЛБ2 ТПЭЭ

Министерство высшего образования и науки Российской Федерации

федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

__________________________________________________________________

Инженерная школа энергетики

Направление подготовки

13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

Отделение электроэнергетики и электротехники

Лабораторная работа №2

Асинхронный режим турбогенераторов

Вариант №9

Технологические процессы выработки электроэнергии на ТЭС и ГЭС

Обучающийся

Группа	ФИО	Подпись	Дата

Руководитель

Должность	ФИО	Подпись	Дата
Старший преподаватель ОЭЭ	Шолохова И.И.

Томск – 2020

Цель работы:

Проанализировать, как изменяются контролируемые параметры при асинхронном режиме генератора G1, и как влияет асинхронный режим G1 на генератор G2.

Контролируемые параметры:

1) напряжение на выводах генератора;

2) активная мощность генератора;

3) реактивная мощность генератора;

4) скольжение генератора.

5) угол ротора

6) мощность турбины

Рисунок 1 – Исходная схема

Таблица 1 – Паспортные и расчетные данные трансформаторов

Тип	Обозначение	Коэф. трансформации	Напряжение обмоток (кВ)			Напряжение КЗ (%)				Потери (кВт)					Сопротивление обмоток
1	2	3	4			5				6					7
ТДЦ-125000/110	Т1, Т2	11.52	ВН	121	10.5				∆Рк			400		xт			10.164
			НН	10.5					∆Рхх			120		rт			0.375
ТРДНС-25000/10	ТСН	1.67	ВН	10.5	ВН-НН		10.5	∆Рк			115		xобщ			1.042
													xв			0.13
													xн			1.823
			НН	6.3-6.3	НН1-НН2		30	∆Рхх			25		rобщ			0.046
													rв			0.023
													rн			0.046

Таблица 2 – Исходные данные линий электропередач

Обозначение на схеме	Длина (км)	Марка провода	Удельные параметры				Параметры ЛЭП
W1	50	АС-70	r0	0.422	Ом/км	r		21.1	Ом
			x0	0.444		x		22.2
			b0	2.547	мкСим/км	b		127.35	мкСим

Таблица 3 – Исходные данные турбогенераторов

Тип генератора

Обозначение на схеме

Номинальные параметры

система возбуждения

Данные для динамики

Pном, (МВт)

cosφном

Uном, (кВ)

Tj

xd

x'd

x"d

xq

T'd0

ТВФ-63-2ЕУ3

G1 G2

63

0.8

10.5

ВЧ

7.25

1.5131

0.202

0.1361

1,5

6.15

Таблица 4 – Исходные данные для возбудителей

ТВ	Ограничение по напряжению		Ограничение по току
	Eqe+	Eqe-	Eq+	Eq-
0,1	2	0

Таблица 5 – Исходные данные для регулятора возбуждения

ТРВ

Ограничения входного сигнала РВ

ku

k'u

k'if

kf

k'f

Tf

Upв+

Uрв-

0,1

2

0

7

Таблица 6 – Исходные данные для регулятора частоты вращения генератора

СТРС		Зн	Т0			ТЗ		PTmin		PTmax		ДПО			ТПО
%		%	с			с		%		%		о.е.			с.
5		0,5	1,5			0,5		0		100		0,7			1,5
	Статизм			Зона	Т0ткр		ТЗакр		PTmin		PTmax		ДПО	ТПО
	%			%	с		с		%		%		о.е.	с.
G1	5			0.5	1,5		0,5		0		110		0,7	1,5
G2	5			0.5	1,5		0,5		0		1101		0,7	1,5

В результате аварии СГ потерял возбуждение (уменьшение тока возбуждения), из-за чего вошел в асинхронный режим работы.

При уменьшении тока возбуждения и соответствующем снижении электомагнитного момента под действием избыточного вращающегося момента турбины частота вращения ротора увеличивается сверх номинальной, и возникает скольжение ротора относительно вращающегося поля статора.

Рисунок 2 – Исходные данные узлов и ветвей

Также занесем данные по генераторам и системе, необходимые для расчета динамики (переходных процессов):

Рисунок 3 – Исходные данные генераторов, регулятора скорости, регулятора возбуждения и возбудителя

Зададим контролируемые параметры для двух генераторов: напряжение в генераторном узле, активная и реактивная мощности, скольжение, угол ротора и мощность турбины:

Рисунок 3 – Контролируемые параметры для моделирования АР для Г1 и Г2 отдельно

Исходя из результатов расчета УР, напряжения в узлах удовлетворяют допустимым отклонениям напряжения, поэтому регулировать коэффициенты трансформации не требуется.

Рисунок 4 – Действие автоматики при потере возбуждения

Рисунок 5 – Графики переходного режима для Г1

Рисунок 6 – Графики переходного режима для Г2

В результате потери возбуждения генератора (G1) регулятор скорости вращения турбины срабатывает на потерю тока возбуждения, снижая мощность турбины на 40%, иначе будут возникнут большие качания генератора, вызывая большой нагрев обмоток статора генератора. При этом мощность самого генератора колеблется около значения мощности турбины, так как ротор начинает прокручиваться относительно магнитного поля статора, о чем свидетельствует изменение величины скольжения генератора и увеличение угла ротора.

За счет потери возбуждения на G1 напряжение на выводах генератора падает, так как существует прямая зависимость напряжения на выводах генератора от величины тока возбуждения генератора.

Также генератор G1, работая в асинхронном режиме, начинает потреблять реактивную мощность из сети, то есть начинает работать как синхронный компенсатор. Все эти изменения являются признаками асинхронного режима.

В таком режиме работы генератор может работать в течение 15-30 минут.

В это время второй генератор G2 покрывает недостачу выработки реактивной мощности генератора G1, при этом вырабатывая величину реактивной мощности, которую G1 потребляет работая как синхронный компенсатор. Это происходит из-за близкой связи генераторов по сопротивлению, так как сопротивление через блочные трансформаторы меньше, чем с системой, то генератор G2 будет питать реактивной мощностью G1.