Синхронный генератор ГСМЧ-60

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВОЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПВО

МЕТОДИЧКА

СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР ГСМЧ-60

Групповое занятие № 3. Синхронный генератор ГСМЧ-60

1. Учебные и воспитательные цели

1. Изучить назначение, состав, технические характеристики генератора.

2. Изучить взаимодействие элементов генератора по принципиальной схеме. генератор электрооборудование дистанционный полуавтоматический

В результате занятия курсанты должны:

ЗНАТЬ: назначение, состав, основные технические характеристики генератора

УМЕТЬ: пояснить взаимодействие элементов генератора по принципиальной схеме.

ВРЕМЯ: 2 часа. МЕСТО: Класс, УПК.

Техническое описание электростанции 99Х6.

Наглядные пособия и ТСО: Слайды по теме, "Лектор-2000".

Учебные вопросы и расчет времени

Методические рекомендации:

1. Общие организационно-методические указания

Занятия проводятся в форме рассказа с показом на материальной части в составе учебной группы. Обязательным для курсантов является выполнение требований уставов ВС РФ и конспектирование материала в тетрадях. Темп и методика изложения должны обеспечивать усвоение материала курсантами.

2. Методические указания по вводной части.

Принять рапорт дежурного по учебной группе. Проверить наличие курсантов, их внешний вид, готовность к занятию, порядок в классе. При необходимости дать указания дежурному или заместителю командира взвода.

Объявить тему, учебные вопросы занятия и порядок его проведения. Объявить курсантам литературу, необходимую для самостоятельного изучения вопросов занятия, нацелить их на прочное усвоение материала.

3. Методика проверки подготовки курсантов к занятию.

Подготовка курсантов к занятию, а также степень усвоения материала предыдущих занятий проверяется путем проведения письменной «летучки» или постановки следующих контрольных вопросов устно:

Назначение, состав, технические характеристики ДГМ-60 .

Порядок действий и взаимодействие элементов электрооборудования ДГМ-60 при местном ручном пуске.

Порядок действий и взаимодействие элементов электрооборудования ДГМ-60 при дистанционном полуавтоматическом пуске.

4. Методические рекомендации по отработке учебных вопросов.

4.1.Назначение, состав, технические характеристики генератора ГСМЧ-60.

Рассмотреть назначение, состав, технические характеристики генератора. При рассмотрении вопроса использовать слайд "Состав генератора ГСМЧ-60".

4.2.Взаимодействие элементов генератора по принципиальной схеме.

Рассмотреть взаимодействие элементов генератора по принципиальной схеме. При рассмотрении вопроса использовать альбом схем, с.5.

5.Методические указания по заключительной части.

Подвести итоги занятия, выставить оценки курсантам, дать указания на самоподготовку. Объявить конец занятия.

Учебные вопросы

Назначение, состав, технические характеристики генератора ГСМЧ-60.

Генератор ГСМЧ-60 предназначен для работы при фланцевом сочленении с дизелем типа 1Д20 (6ч15/15) в составе автоматизированных агрегатов и передвижных электростанций в качестве источников питания активно-индуктивных нагрузок с коэффициентом мощности от 1 до 0,6.

Исполнение генератора горизонтальное, на лапах. Соединение с валом дизеля жесткое, без соединительной муфты. Вентиляция генератора - аксиальная. Направление вращения генератора правое, если смотреть со стороны привода. Направление вращения указано на генераторе стрелкой.

Режим работы генератора - продолжительный. Генератор обеспечивает наружную работу при следующих условиях эксплуатации:

- температура окружающего воздуха от минус 50⁰ до 55⁰ С;

- относительная влажность до 98% при температуре 305⁰С

- высота над уровнем моря до 4000 м;

- дифферент 15 градусов, крен 28,5⁰;

- воздействие морского тумана.

Условное обозначение генератора расшифровывается следующим образом:

Г - генератор; С- синхронный; М- маховичный; Ч- повышенный частоты;

цифры указывают активную мощность генератора в киловаттах.

Технические данные генератора ГСМЧ 60

Основные параметры генератора приведены в таблице 1:

Возбуждение генератора осуществляется от встроенного в генератор возбудителя с вращающимся выпрямительным устройством.

Схема генератора обеспечивает автоматическое регулирование выходного напряжения генератора без проведения ручных операций (при автономной и параллельной работе)

Элементы управления системы возбуждения допускает установку их на щите управления электростанции на расстоянии до 50 метров от генератора.

Генератор имеет четыре силовых вывода: три фазных и один нулевой.

Генератор надежно работает в условиях вибраций, создаваемых агрегатами и электростанциями. При этом, двойная амплитуда вибрации генератора при работе в составе дизель-генератора не должна превышать 0,3 мм.

Допускается следующие превышения температуры активных и конструктивных частей генератора по отношению к температуре окружающего воздуха + 40⁰;

обмотки генератора, элементов блока управления и трансформатора силового до +125С;

- выпрямители кремниевые до +85 ⁰С;

- роликоподшипники до +60 ⁰С;

Сопротивление изоляции обмоток генератора, элементов блока и трансформатора силового относительно корпуса и сопротивление изоляции обмоток между собой не должно быть

менее 20 МОм - при нормальных климатических условиях;

3 МОм - при повышенной температуре (+55⁰С);

0,5 МОм -(для цепей обмоток системы возбуждения и управления)

при повышенной влажности (98% при температуре 30 5⁰С).

В установившемся тепловом режиме генератор обеспечивает:

- стабилизацию выходного напряжения с точностью 0,5 % (при точности поддержания оборотов приводного двигателя 1%) при любой неизменной нагрузке от 0 до номинальной с коэффициентом мощности 1,0 - 0,8 (при отстающем токе);

- при сбросах и набросах 50 и 100% нагрузки с коэффициентом мощности 1,0 - 0,6 максимальное отклонение напряжения соответственно не более 10% и 20%. Время вхождения в зону 3% от установившегося значения напряжения не превышает 0,3 с.

Тепловой увод напряжения (от установленного значения в холодном состоянии до установившегося значения в горячем состоянии) при работе генераторов в номинальном режиме не превышает 1%.

Установка напряжения обеспечивает плавное ручное изменение выходного напряжения в пределах +5…-10% от U _ном. при любой симметричной нагрузке в пределах от 0 до номинальной с коэффициентом мощности 1 - 0,6.

Генератор допускает 10%-ю перегрузку по току с номинальным коэффициентом мощности в течение 1 часа. Общее время наработки генератора при перегрузке - не более 10% от ресурса генератора до первой переборки.

Генератор допускает 50%-ю перегрузку по току в течении 2 минут при номинальном СОSi.

Генератор допускает работу при несимметричной нагрузке при условии, что ток в каждой фазе превышает номинального значения, а разность токов в фазах не превышает 25% номинального тока. При этом разность линейных напряжений не должна превышать 10% номинального напряжения генератора.

Ненагруженный генератор допускает прямой пуск асинхронного к.з. электродвигателя мощностью 70% от мощности генератора. При этом нагрузка на валу двигателя должна быть не более 30%.

Генератор выдерживает 3-х фазные короткие замыкания в течение 5с; 1 и 2-х фазное в течение 2с. Величина установившихся токов коротких замыканий не менее 3 I номинального.

Генератор обеспечивает параллельную работу с другими однотипными генераторами. Соотношение мощностей параллельно работающих генераторов не должно превышать 1:3.

Равномерное распределение реактивных нагрузок осуществляется устройством параллельной работы:

-посредством уравнительных связей по измерительным цепям;

-посредством автономного статизма внешних характеристик генератора по реактивному току.

Неравномерность распределения реактивных нагрузок при параллельной работе на нагретых генераторах не должна превышать 10% номинальной реактивной мощности наименьшего генератора при изменении суммарной нагрузки от 20 до 100% (при работе с уравнительными связями) и от 75 до 100% (при работе со статизмом внешних характеристик) и при условии, что неравномерность распределения активных нагрузок при этом не превышает 10% от номинальной активной мощности наименьшего генератора.

При работе со статизмом внешних характеристик, при изменении суммарной нагрузки от 20 до 75% реактивная нагрузка должна распределяться таким образом, чтобы токи возбуждения параллельно работающих генераторов не превышали их номинальных значений.

Положительный статизм внешних характеристик по реактивному току устанавливается + 3% при номинальном коэффициенте мощности. При этом отклонение напряжения от принятой статической характеристики не должно превышать 2%.

Состав генератора

Генератор состоит из следующих основных частей: якоря, ротора (индуктора), подшипниковых щитов и узлов, выпрямительного устройства, возбудителя, корпуса, наружного щита, коробки выводов, блока управления и трансформатора силового.

Якорь генератора состоит из шихтованного сердечника, выполненного, из изолированных листов электротехнической стали, насаженного на круглый вал и всыпной двухслойной обмотки. Выводы якоря (три фазных и один нулевой) выведены через полый конец вала в коробку выводов.

Ротор генератора состоит из штампованных листов, запрессованных в стальной остов. Обмотка возбуждения состоит из катушек, расположенных на зубцах сердечника. Начало и конец обмотки возбуждения подсоединены к зажимам постоянного тока выпрямительного устройства.

Выпрямительное устройство расположено во внутренней полости вращающегося якоря возбудителя. Кремниевые выпрямители и тервитовые шайбы (предназначенные для защиты выпрямителей от перенапряжений смонтированы на прессованном из стекловолокна ободе.

Возбудитель

Якорь возбудителя состоит из сердечника, набранного из листов электротехнической стали, залитого в остов из сплава Ал-2. Крепление якоря к щиту подшипниковому производится при помощи посадочного замка и стягивающих болтов. Выводы трехфазной обмотки якоря, соединенной в звезду, подключаются к выпрямительному мосту, для питания обмотки возбуждения ротора постоянным током.

Индуктор возбудителя состоит из сердечника, выполненного из электротехнической стали и обмотки возбуждения, состоящей из двух параллельных ветвей последовательно соединенных катушек. Начало и конец обеих параллельных ветвей выведены в штепсельный разъем, расположенный на поверхности наружного щита.

Блок управления включает в себя корректор напряжения, усилитель, трансформатор питания корректора, устройства параллельной работы, выпрямители питания корректора.

Трансформатор питания корректора трехфазный двухобмоточный. Первичная обмотка подключена на зажимы генератора. Вторичная обмотка через выпрямители питает корректор напряжения и усилитель.

Элементы усилителя монтируются на пластмассовой панели.

Корректор напряжения выполнен на пластмассовой панели. Корректор имеет присоединительную клеммную колодку.

Устройство параллельной работы состоит из трансформатора тока, трансформатора параллельной работы, резисторов параллельной работы (RП1 и RП2) и переключатели вида работы П2 (переключение параллельной работы со статизмом на параллельную работу без статизма с уравнительными соединениями).

Трансформатор силовой, выполнен на шихтованном сердечнике, с двумя обмотками: первичной (включенный в разрыв силовой цепи) и вторичной, соединенной в звезду.

Взаимодействие элементов генератора по принципиальной схеме.

Взаимодействие элементов генератора рассмотрим по принципиальной схеме.

Ротор генератора, вращающийся вокруг неподвижного якоря, создает вращающееся магнитное поле, которое наводит в обмотке якоря электродвижущую силу. При подключении нагрузки по обмотке течет переменный ток частотой 400 Гц. Питание обмотки возбуждения ротора осуществляется через кремниевые выпрямители от якоря возбудителя. Питание и регулирование тока возбуждения индуктора возбудителя осуществляет регулирующая аппаратура системы возбуждения и стабилизации напряжения.

Возбуждение возбудителя осуществляется по схеме простого токового компаундирования (рис. 1, см. [2], с. 16). Система возбуждения состоит из двух каналов: канала напряжения и канала тока. Каждый из каналов работает на свою обмотку возбуждения возбудителя (обмотка возбуждения возбудителя состоит из 2-х параллельных ветвей). В индукторе возбудителя происходит суммирование намагничивающих сил (ампер-витков) обоих каналов.

В режиме холостого хода генератора ток канала тока I_кт = 0 и обмотка U₂ питается током I_кн канала напряжения.

В режиме трехфазного короткого замыкания генератора ток канала напряжения I_кн = 0 и, включенные в данный момент параллельно через диод Д5, обмотки U₁ и U₂ питаются током I_кт канала тока.

В промежуточных режимах работы генератора существует как ток I_кн, так и ток I_кт. Распределение обоих токов по обмоткам U₁ и U₂ зависит от характера и величины нагрузки генератора.

Рис. 1.

Канал напряжения (содержащий корректор напряжения КН-7, усилитель, трансформатор питания корректора ТПК, выпрямители питания корректора и усилителя ВПК, резистор установки напряжения СУН) осуществляет регулирование тока возбуждения возбудителя пропорционально отклонению выходного напряжения генератора от заданного уровня.

Корректор напряжения КН-7 представляет собой электронную схему, собранную на полупроводниковых элементах и работающую в импульсном режиме. На вход корректора подается напряжение генератора, а его выход подключен к усилителю блока управления. Принципиальная схема корректора напряжения КН-7 на с. 7 альбома [1] и с. 20 конспекта лекций [2].

Регулирование тока возбуждения возбудителя по каналу напряжения осуществляется транзистором Т5 усилителя. Транзистор Т5 работает в ключевом режиме и управляется корректором напряжения способом широтно-импульсной модуляции. Для повышения термостабилизации в цепь эмиттера транзистора Т5 включены диоды Д1 и Д2.

В цепь обратной связи корректора напряжения через интегрирующую цепь R4, С1 подается напряжение обмотки U₂.

Величина выходного напряжения генератора в статических режимах задается резистором уставки напряжения (СУН).

Канал тока (содержащий силовой трансформатор, выпрямители Д6-Д11, входящие в усилитель и нелинейное сопротивление, набранное из тервитовых шайб) осуществляет регулирование тока возбуждения возбудителя пропорционально изменению токовой нагрузки генератора.

Параллельная работа генератора

В практике эксплуатации генераторов возможна параллельная работа генератора с другими такими же генераторами или с генераторами, имеющими аналогичные по принципу действия и схеме системы возбуждения.

При параллельной работе генераторов между собой необходимо получить пропорциональное распределение активных и реактивных мощностей. Распределение, изменение активной мощности обеспечивается соответствующим регулированием приводного двигателя. Распределение и изменение реактивной мощности осуществляется системой возбуждения. Для этой цели предусмотрено устройство параллельной работы, состоящее, как уже упоминалось, из трансформатора параллельной работы (ТПР), трансформатора тока (ТТ), регулируемых резисторов RП1 и RП2 и переключателя вида работы П2.

Вторичная обмотка ТПР, имея отвод от середины, выполняет роль делителя тока трансформатора ТТ пополам, благодаря чему токи резисторов RП1 и RП2 одинаковы. Если сопротивления резисторов RП1 и RП2 одинаковы (их специально так настраивают), то напряжения на них так же одинаковы, а сумма напряжений, подведенная ко вторичной обмотке трансформатора, равна нулю, т.к. токи в резисторах направлены навстречу. Естественно, что при этом и напряжение первичной обмотки ТПР также равно нулю. Если переключателем П2 закоротить часть резистора RП2, то баланс напряжений нарушится и на обмотках ТПР появится напряжение, пропорциональное току ТТ (току генератора) и совпадающее с ним по фазе т.к. первичная обмотка ТПР включена последовательно с выходными зажимами корректора напряжения, то последний будет теперь поддерживать постоянной геометрическую сумму напряжений генератора и ТПР. Поэтому с изменением тока нагрузки генератора, и следовательно, напряжения ТПР, будет меняться напряжение генератора. Фазные соотношения в схеме подключения ТТ и входа корректора таковы, что напряжение генератора меняется практически только при изменении реактивной составляющей тока, причем так, что ее увеличение снижает напряжение генератора, чем исключается возможность перегрузки генератора при параллельной работе и обеспечивается равномерное распределение реактивных мощностей.

Настройкой резистора RП2 статизм напряжения генератора по реактивному току может меняться в пределах 0+5% от номинального при изменении реактивной мощности от нуля до номинальной.

Другая возможность параллельной работы - работа с уравнительными соединениями (без статизма). При этом резисторы RП1 всех генераторов соединяются параллельно при разомкнутых контактах переключателя П2.

Если нагрузки генераторов одинаковы, то одинаковы и напряжения на RП1 и R П2 (при номинальном токе генераторов это напряжение около 25 В), благодаря этому уравнительные соединения не влияют на работу. При неравномерном распределении нагрузок генераторов должны были бы быть различными напряжения резисторов RП1 и RП2.

Но благодаря уравнительным соединениям между блоками УПR при этом появляются уравнительные токи, воздействующие на корректоры генераторов так, что у перегруженного по реактивной мощности генератора ток возбуждения уменьшается, а у недогруженных - увеличивается.

Система в целом как бы самобалансируется по реактивной мощности. Существенно, что при этом, с изменением общей нагрузки, напряжения не меняются (нет статизма), т.е. обеспечивается более высокая точность поддержания напряжения, чем при работе с автономным статизмом.

Ст. преподаватель кафедры №13 подполковник В. Куликов

Литература

1. Елынин Е.Ю. Материальная часть электростанции 99Х6 (Альбом схем и рисунков). Красноярск: КВКУРЭ ПВО, 1995 г. с.5.

2. Ларионов Г.М. Энергоснабжение РЛС (Электростанция 99Х6). Конспект лекций. Часть II. Красноярск: КВКУРЭ ПВО, 1995 г. с. 7...25.

Размещено на Allbest.ru