Электротехнический портал Элекаб - справочник электрика, энергетика.

О проекте
Авторам
Реклама на портале

 
Главная | Справочник | Схемотека | Нормативы | Форум | Статьи | Новости | Выставки | Пресс-релизы |




Главная >> Обзоры. Статьи. Информация. >> Электротехника. >> Испытание генераторных агрегатов.

Испытание генераторных агрегатов

Генераторы переменного тока занимают особое место во всех отраслях народного хозяйства. Они нашли широкое применение на транспорте, в промышленности, в сельском хозяйстве, являясь основными, аварийными и резервными источниками электрической энергии. Одним из важных технологических этапов создания таких генераторных установок являются их испытания, проводимые с целью определения основных технических характеристик агрегатов, их наладки, выявления технических неисправностей и брака. Испытания можно разделить на приемо-сдаточные, периодические, типовые, исследовательские, на надежность и др. Наиболее массовыми являются приемо-сдаточные испытания на машиностроительных заводах, а также при постройке и ремонте судов различного назначения.

Испытания проводятся как в установившихся, так и в переходных режимах работы в виде сброса - наброса нагрузки. При этом определяются следующие параметры генераторного агрегата:

  • отклонения частоты и напряжения в установившихся и переходных режимах;
  • время восстановления частоты и напряжения при внезапных изменениях нагрузки;
  • стабильность показаний;
  • параметры первичного двигателя (расход топлива, дымность и др.)

От точности проводимых испытаний зависит дальнейшая качественная работа генераторных агрегатов.

Имитация различных статических и динамических режимов работы при испытаниях генераторных агрегатов осуществляется нагружающими устройствами (НУ). В настоящее время испытания проводятся при помощи различных НУ, отличающихся стоимостью, возможностью реализации требуемых режимов нагружения, экономичностью и др. Данная работа ставит задачу качественной оценки различных НУ с целью выбора наиболее перспективного и дальнейшей технической проработки последнего.

Очевидно, что функциональные характеристики НУ должны, в первую очередь, определяться требованиями к генераторным агрегатам, а также необходимостью обеспечения экономичности испытаний.

Анализ требований показывает, что, несмотря на их различие для агрегатов разного назначения, можно сформулировать общие требования к НУ - это обеспечение:

  • симметричной нагрузки при номинальном коэффициенте мощности в диапазоне от 0 до 100% номинального тока генератора;
  • перегрузки при номинальном коэффициенте мощности на 10% от номинального тока в течении 2 мин.;
  • симметричной нагрузки при номинальном токе генератора с коэффициентом мощности, изменяющимся в диапазоне 0,6-0,9;
  • сброса и наброса симметричной нагрузки с номинальным коэффициентом мощности и током, равным 50% и 100% от номинального;
  • сброса и наброса симметричной нагрузки, равной 60% номинального тока при коэффициенте мощности 0,4;
  • безступенчатого регулирования нагрузки и коэффициента мощности;
  • измерений тока нагрузки, напряжения генератора и коэффициента мощности;
  • автоматизации испытаний;
  • полезного использования энергии испытуемого генераторного агрегата.

Последние два требования являются дополнительными и определяются общими задачами энергосбережения и автоматизации производства.

При испытаниях НУ может рассеивать потребляемую электроэнергию или передавать ее различным потребителям, а также в промышленную сеть. В первом случае НУ состоит из нагрузочных сопротивлений. Подобные НУ получили широкое распространение как на машиностроительных, так и на судостроительных заводах. Их преимущества - это удобство набора нагрузки, автономность процесса испытаний и относительно небольшие капитальные затраты. Они могут выполняться с раздельными и совмещенными активно-реактивными частями. Общими недостатками таких НУ являются: неэкономичность, большие габариты и масса, малый срок службы, нестабильность характеристик нагружения. Неэкономичность - один из недостатков, который делает невозможным применение таких НУ в современных системах нагружения.

Одним из наиболее простых способов испытания генераторных агрегатов при полезном использовании их энергии является способ непосредственного подключения генератора к промышленной сети. Подключение осуществляется через технологический автомат путем точной синхронизации. Регулирование активной нагрузки ведется изменением подачи топлива первичного двигателя, а реактивной - изменением тока возбуждения. Такая система нагружения наиболее проста, но не обеспечивает проведения испытаний в динамических режимах. В ряде случаев получил развитие комбинированный метод испытаний, когда статические режимы нагружения обеспечиваются при работе генератора на промышленную сеть, а динамические - в автономном режиме подключением активно-индуктивных нагрузок.

Существует целый ряд НУ, выполненных на базе различных машинных преобразователей, однако они, хотя и обеспечивают полезное использование энергии испытуемого двигателя, достаточно сложны, ненадежны, дороги и имеют сравнительно небольшой КПД.

Наиболее полно всем требованиям испытания удовлетворяют НУ, выполненные на базе статических преобразователей. Они могут быть реализованы по различным схемам: как со звеном постоянного тока, так и с непосредственным преобразователем частоты, с естественной или искусственной коммутацией тиристоров. В любом случае они позволяют плавно регулировать как нагрузку, так и cosj нагрузки. Кроме того, возможно воспроизведение динамических режимов испытания. Особенностью работы таких НУ является искажение тока статора синхронного генератора, что приводит к появлению добавочных потерь в нем и снижению допустимой нагрузки в длительных режимах. Кроме того, подобные НУ имитируют не эквивалентное сопротивление нагрузки, а ток нагрузки, что должно учитываться при проведении испытаний.

Одним из наиболее удобных и простых вариантов является выпрямительно-инверторный агрегат с управляемым выпрямителем и инвертором, ведомым сетью. Коммутация тиристоров выпрямителя и инвертора естественная, что повышает надежность и быстродействие преобразователей.

Такое НУ должно выполнять две основные функции:

  1. регулирование величины нагрузки и коэффициента мощности;
  2. передачу вырабатываемой электроэнергии с переменным напряжением и частотой в промышленную сеть со своими характеристиками напряжения и частоты.

Принцип регулирования тока нагрузки основан на введении добавочной противо - ЭДС инвертора в цепь выпрямленной ЭДС генератора. Величина выпрямленного тока определяется разностью ЭДС и регулируется изменением угла управления b.

Принцип регулирования коэффициента мощности основан на сдвиге первой гармоники тока генератора относительно напряжения путем регулирования угла управления a. Для получения отстающего коэффициента мощности угол a должен регулироваться в сторону естественной коммутации.

Необходимо отметить, что изменение угла a приводит к изменению выпрямленной ЭДС генератора и, соответственно, к изменению тока нагрузки, т.е. каналы управления оказываются взаимосвязанными. Для обеспечения независимого регулирования необходимо применение системы автоматического регулирования.

Хватов С. В., Титов М. В.


Бренд Legrand на ЭлектроПрофи

Ждём вас за покупками со скидкой -20% в "АВС-электро" вашего города.

Перейти на сайт