Проектирование турбогенератора

8. ВЕСОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ  ТУРБОГЕНЕРАТОРА

8.1. Масса меди  обмотки статора

G_М1 = 3 · γ_м · q_a1 · l_W1 · w₁ · a = 3 · 8,9 · 10^-6 · 1108 · 14460 · 12 · 1 = 5134 кг,

   где γ_м =8,9 ∙ 10^-6 кг/мм³ – плотность меди; 

q_a1,  l_W1 , w₁ , a -  см. пункты 3.17, 3.28, 3.9,  3.1.

8.2. Масса меди обмотки ротора

G_М2 = 2 · p · γ_м · q_a2 · l_W2 · w₂ = 2 · 1 · 8,9 · 10^-6 · 11660 · 207.284 · 80 = 3442 кг,

q_a2 , l_W2 , w₂   -  см. пункты  4.21, 4.15.

8.3. Удельный расход меди

 

8.4. Масса спинки сердечника статора

G_a1 = γ_Э · π · D_a0 · l_e · h_a1 ∙ 10^-9 = 7,6 · 10³ · 3,14 · 1973 · 3623 · 401.692 · 10^-9 = 68570 кг,

   где γ_Э =7,6 ∙ 10³ кг/м³ –плотность электротехнической стали;

D_a0 - средний диаметр спинки статора

D_a0 = D_a – h_a1 = 2775 – 401.692 = 1973 мм;

h_a1, D_a – высота и диаметр спинки статора (п. 3.26, 3.27), l_e – п. 3.24.

8.5. Масса зубцов сердечника статора

G_z1 = γ_Э · h₁ · (π · (D₁ + h₁) – Z₁ · b_n1) · l_e · 10 ^-9 =

=7,6 ∙ 10³ · 206 · (3,14 · (1160 + 206) – 36 · 37) · 3623 · 10^-9 = 16790 кг,

   где  h₁ , b_n1 – размеры паза статора (п. 3.18, 3.19),  Z₁ – п. 3.4.

8.6. Удельный расход электротехнической стали

 

   Значения  q_M  и  q_C  попали в  заштрихованную область рис.8.1.

9. ДИАГРАММА ПОТЬЕ.  НОМИНАЛЬНЫЙ ТОК ВОЗБУЖДЕНИЯ.  РЕГУЛИРОВОЧНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

9.1. Ток возбуждения,  эквивалентный МДС реакции якоря  при номинальном токе в обмотке  статора

 

 

   где F_a, w₂, k_об2 - МДС реакции якоря и данные обмотки возбуждения, см. п.4.8,

 табл. 4.5,  i₀ - базисный ток возбуждения, см. п.5.25.

9.2. Номинальный  ток возбуждения

i_вH = i_вH* · i₀ = 2,65 · 790.198 = 2094 А,

i_вH* - номинальный ток возбуждения в относительных единицах

определяется  из диаграммы Потье (Приложение 3) .

i_вH* = 2,65 о.е.

 

   Значение тока i_вH отличаться от значения, найденного в п.4.18, на 2,34%

9.3. Плотность тока  в обмотке возбуждения

 

   где q_a2 - сечение меди, п.4.21.

   Значение j₂ меньше значения плотности тока для принятого варианта

( табл. 4.5).

9.4. Напряжение  на кольцах ротора в горячем  состоянии при номинальном токе  возбуждения

 

   Полученное значение напряжения U_B больше значения, найденного в п.4.23.

9.5. Отношение короткого  замыкания

 

   где i_k - ток    возбуждения, соответствующий номинальному току статора при установившемся трехфазном коротком замыкании

 

X_р* - индуктивное сопротивление Потье в относительных единицах

X_р* = X_р / 100 = 23,283/100 = 0,233 о.е.,

 i_δ - п.5.26.

Расхождение между  полученным значением ОКЗ и определенным в пункте 2.7  составляет

 

9.6. Статическая  перегружаемость машины

 

   Согласно ГОСТ 533-85Е для турбогенераторов мощностью  Р_н ≤ 300 МВт перегружаемость ≥ 1,7 .

9.7. Угол нагрузки 

θ_H = 37º.

   Обычно угол нагрузки в номинальном режиме θ_H =25÷30°.

9.9. Изменение напряжения  при  сбросе  нагрузки (определяется  по номинальному току  возбуждения   и  характеристике холостого   хода)

ΔU = 1,43 – 1 = 0,43.

11. ОЦЕНКА СПРОЕКТИРОВАННОГО ТУРБОГЕНЕРАТОРА

Таблица 11.1 Сравнение  показателей спроектированного  генератора с требованиями стандарта

 

Показатели генератора	PH кВт	ОКЗ	qМ	qС	Xd
Спроектированного	190	0,535	0,038	0,382	200.337	23.283
По стандарту	190	0,5-0,565	0,036-0,043	0,32–0,385	120-275	12-30

 

   Спроектированный турбргенератор практически удовлетворяет требованиям стандарта. 
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1. Проектирование турбогенератора - Методические указания к курсовому проектированию по электрическим машинам для студентов специальностей  140204, 140205