Проектирование генератора ТВ 40

Автор: Пользователь скрыл имя, 10 Апреля 2013 в 04:02, курсовая работа

Краткое описание

Турбогенераторами называют синхронные генераторы трёхфазного тока, приводимые во вращение паровой или газовой турбиной. В нашей стране турбогенераторами вырабатывается около 84% всей электрической энергии.
Турбогенераторы изготавливаются мощностью от нескольких МВт до 1200 МВт, при этом создание крупных турбоагрегатов даёт значительную экономию стоимости оборудования и сооружения электростанций. Технически наиболее совершенными, экономичными и надёжными считаются турбогенераторы мощностью 200 – 300 МВт.

Файлы: 1 файл

Турбогенератор ТВ40.doc

— 2.35 Мб (Скачать)

 

 

Сопротивление теплоотдачи зубца в канале,  град/Вт

 

 

,                                              (263)

 град/Вт.

 

 

Сопротивление теплоотдачи ярма в канале, град/Вт

 

 

,                                               (264) 

 град/Вт.

 

 

Сопротивление теплоотдачи сердечника статора с внешней поверхности, град/Вт

 

 

,                                                (265)

 град/Вт.

 

 

Сопротивления ветвей тепловой схемы замещения,  град/Вт

 

 

    RИa  =R¢И+ R¢Иa ,                                                  (266)

RИa = 1,591 + 0,054 = 1,645 град/Вт.

  RdZ= R¢dZ+ R¢da,                                                       (267)

  RdZ= 1,55 + 0,007 = 1,557 град/Вт.

    RqZ= R¢qZ+ R¢Za,                                                          (268)  

RqZ= 0,239+0,008 = 0,247 град/Вт.

 R= R¢+ R¢0a,                                                            (269)

R= 1,408+0,024 = 1,432 град/Вт.

R= R¢+ R¢рa,                                                          (270)

R= 0,055+0,002 = 0,057 град/Вт.

,                                                         (271)

 град/Вт.

     ,                                                           (272)

 град/Вт.

 

 

Вспомогательные сопротивления, град/Вт

 

 

,                                                       (273)

град/Вт.

,                                                      (274)

 град/Вт.

,                                                       (275)

 град/Вт

 

 

3.2. Превышение температур частей статора над температурой окружающей среды.

Перегрев меди обмотки, °С

  ,                  (276)

°С.

 

Перегрев стали зубцов, °С

 

 

qZ= qа×R3+qZ × (R1+R3)+qM1× (R1+R3)+0,5×q0,                          (277)

 

 

где

 

 

,                                  (278)

,

qZ= 68,1×0,004+24,2×(0,195+0,004)+10,8×(0,195+0,004)+0,5×25 = 19,7 °С.

 

 

Перегрев стали ярма, °С

 

 

qа=(qа+ qZ+qM1)×R3+qа×R2+0,5×q0,                                  (279)

qа=(68,1+24,2+10,8) ×0,004+68,1×0,05+0,5×25 = 16,3°С.

 

 

 

 

 

3.3. Тепловой расчет  ротора

Для поверхности ротора тепловая нагрузка, Вт/м2

 

 

q2d2S/S2,                                                     (280)

 

 

где Р2S – суммарные потери в роторе, Вт

 

 

Р’2S = Р2ZK +P2vK+P2Z0+1/3×(PрифНрН)+ I2H2 × r2(75 ) ,                       (281)

Р2S = 520+11688+15174+1/3×(1156+6022)+823,52×0,211= 172865 Вт;

 

 

S2 – площадь поверхности охлаждения ротора, м2

 

S2=kР×p×D2×l2,                                                   (282)

 

kР – коэффициент, учитывающий рифление поверхности ротора, принимается kР=1,8 ,

 

 

S2= 1,8×3,14×0,93×2,81 = 14,77 м2;

q2d=172865/14,77 = 11704 Вт/м2.

 

 

Тепловая нагрузка обмотки возбуждения, Вт/м2

 

 

,                                                (283)

 

 

где Р’ – потери в обмотке возбуждения; Z2 – число пазов на роторе;   ПМ2 – периметр сечения меди в пазу ротора, м,

 

 

Р’=I2H2 . r2(75) (284)

ПМ2=2(h21+b2),                                                  (285)

Р’=823,52×0,211=143090,12 Вт;

ПМ2=2×(0,115+0,028) = 0,286 м;

 Вт/м2.

 

 

Сопротивление теплоотдачи с поверхности  бочки ротора, м2×град/Вт,

 

Rd=1/ad,                                                       (286)

Rd=1/63815,977 = 1,56.10-5 м2×град/Вт.

 

 

Сопротивление теплопроводности изоляции обмотки, м2×град/Вт

 

 

RИ2=dИ2/lИ2,                                                    (287)

 

 

где dИ2=1,85 мм – односторонняя толщина изоляции обмотки возбуждения; lИ2 – коэффициент теплопроводности изоляции обмотки возбуждения – lИ2=0,16 Вт/(м×град);

 

 

RИ2= 0,00185/0,16 = 0,0116 м2×град/Вт.

 

 

Сопротивление эквивалентной теплопроводности зубца м2×град/Вт,

,                                                 (288)

 

 

где lР =56 Вт/м×град – удельная теплопроводность поковки ротора; bZ2 – средняя ширина зубца ротора, м

 

 

,                                              (289)

м;

 м2×град/Вт.

 

 

Превышение температуры обмотки  возбуждения над температурой охлаждающего газа,  °С

 

 

qМ2=qa2 +qИ2 +qZ2+0,5×q0,                                         (290)

 

 

гдеqa2– перепад температуры бочки ротора над охлаждающей средой, °С

 

 

qa2=q2d×Rd,                                                      (291)

qa2=11704×1,56×10-5=0,2 °С;

 

 

qИ2 – перепад температуры в изоляции, °С;

 

 

qИ2=q2×RИ2,                                                     (292)

qИ2= 6358,9 × 0,0116=73,8 °С;

 

 

qZ2  – перепад температуры по высоте зубца,  °С

 

 

qZ2= q2×RZ2,                                                            (293)

qZ2= 6358,9 × 0,007 = 38,2 °С;

qМ2= 0,2+73,8+38,2+0,5×25 = 124,7 °С.

 

 

Наибольшее превышение температуры обмотки ротора составляет 124,7°С ,  что превышает допустимое значение ( 90 °С)  на 34,7°С. При этом температура холодного газа в машине принимается 40 °С.

Наибольшее превышение температуры  обмотки статора не превышает  допустимые пределы (65 °С). При этом температура охлаждающего газа в машине принимается 40 °С.  Разность температур между медью обмотки и сердечником статора составляет 20,9 °С ,  что не превышает нормы ( 40–50 °С).

По тепловому расчету видно, что в проектируемом турбогенераторе в норме нагрев обмоток статора и происходит небольшой перегрев меди обмоток ротора.

 

Заключение

 

В ходе курсового проекта был рассчитан турбогенератор ТВ – 40 с номинальным напряжением 10,5 кВ, номинальной полной мощностью 40 МВ×А и номинальной частотой вращения 3000 об/мин, рассчитанный на подключение в сеть частотой 50 Гц.

При выборе основных размеров все  требуемые ГОСТом нормы были выдержаны, а необходимые условия выполнены.

В ходе электромагнитного расчёта  все принятые индукции, магнитные  напряжения и МДС отвечают предъявленным требованиям.

КПД спроектированного генератора имеет  значение – 98,44%.

Тепловой расчёт показал, что превышение температуры обмотки ротора соответствует требуемым нормам.

Таким образом, можно сделать вывод  о верно принятых основных размерах проектируемого турбогенератора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Информация о работе Проектирование генератора ТВ 40