Конспект лекций по курсу “Электрический привод”, страница 61

На рис.9.6.8 представлена диаграмма напряжений и токов каскадного преобразователя частоты в номинальном режиме работы СЭД.

Рис.9.6.8 Напряжения и токи в СЭД с активными ПЧ

Лекция 10.Электроприводы в энергетике

§ 10.1.  Системы пуска турбогенераторов

Экономия топлива является важнейшей задачей электроэнергетики. В связи с этим одно из направлений развития электроэнергетических установок заключается в увеличении мощности агрегатов. Это позволяет повысить КПД систем. Традиционная схема электроэнергетической установки представлена на рис.10.1.1.

Рис.10.1.1 Схема электроэнергетической установки с паровой турбиной

Установка содержит паровой котел ПК, паровую турбину Т и синхронный генератор СГ. В паровой котел подается топливо и вода. Из парового котла в турбину поступает пар, который отдает энергию вращающимся массам турбоагрегата. В синхронном генераторе механическая энергия преобразуется в электрическую и передается в электросеть. Топливом может быть газ, уголь и др. С некоторыми изменениями подобные схемы используются на атомных электростанциях. Рассматриваемые установки выполняются на мощность до 1 млн. кВт и более. При этом достигается общий КПД системы 35-41 %.

Другое направление развития электроэнергетических систем заключается в создании парогазовых установок. Одна из возможных схем такой установки представлена на рис.10.1.2.

Рис.10.1.2 Схема парогазовой электроэнергетической установки

Типичная парогазовая установка содержит два турбоагрегата с газовыми турбинами Т₁ и Т₂ с синхронными генераторами СГ₁ и СГ₂ и один турбоагрегат с паровой турбиной Т₃ и синхронным генератором СГ₃. Турбоагрегаты имеют равные номинальные мощности. По газопроводам к турбинам Т₁ и Т₂ подводится газ. При подаче в эти турбины воздуха газ сжигается, и его энергия преобразуется в механическую энергию вращающихся масс 1 и 2 агрегатов. В генераторах СГ₁ и СГ₂ механическая энергия преобразуется в электрическую и передается в электросеть. КПД газотурбинных агрегатов сравнительно невысок, если продукты сгорания газового топлива в нагретом состоянии выбрасывать в атмосферу. Однако в парогазовой установке эти нагретые газовые массы направляются в паровой котел ПК, и их тепловая энергия используется для преобразования поступающей в котел воды в пар. Далее пар направляется в паровую турбину Т₃. В ней энергия пара преобразуется в механическую энергию. Затем механическая энергия преобразуется в генераторе СГ₃ в электрическую энергию и передается в электросеть. Подобные установки выполняются на мощность до 450-480 МВт при мощности турбоагрегатов 160-185 МВт. КПД парогазовых установок достигает 50-54 %.

Нормальная работа газовых турбин обеспечивается при подаче в них топлива и сжатого воздуха. Топливо подается обычно насосом с отдельным приводом. Воздух подается компрессором, приводимым во вращение турбиной. При неподвижной турбине компрессор не работает. На частотах выше 15-30 % номинального значения производительность компрессора оказывается достаточной для зажигания топлива. При пуске системы до указанной частоты вращения агрегат разгоняется тиристорным преобразователем частоты и турбогенератором, работающим в режиме двигателя. После зажигания топлива турбина развивает вращающий момент, но при сравнительно низких частотах вращения этого момента не достаточно для самостоятельной работы турбоагрегата. Поэтому после зажигания топлива разгон осуществляется совместно пусковым устройством и турбиной. По мере увеличения частоты вращения вращающий момент турбины увеличивается, а вращающий момент, создаваемый пусковым устройством, уменьшается. На частоте вращения 70-90 % номинального значения пусковое устройство плавно выводится из работы и отключается. Дальнейший разгон агрегата осуществляется турбиной.