Расчет номинального тока для генераторов

РАЗДЕЛ 4

ОСНОВНОЕ ОБОУДОВАНИЕ

ЛЕКЦИИ 14, 15, 16

ТЕМА 4.1. (6 часов)

Синхронные генераторы

4.1.1. Синхронные генераторы

4.1.3. Системы возбуждения генераторов

4.1.4 Гашение поля генераторов

4.1.5. Включение генераторов на параллельную работу

4.1.6. Режимы работы синхронных генераторов

4.1.7. Автоматическое регулирование возбуждения

На электростанциях применяются синхронные генераторы трехфазного переменного тока. Основными типами современных синхронных генераторов являются турбогенераторы и гидрогенераторы, первичным двигателем которых соответственно является паровая (газовая) или гидравлическая турбина.

Характерной особенностью турбогенераторов, в отличие от гидрогенераторов, является большая скорость вращения, они относятся к категории быстроходных машин. Быстроходные генераторы являются более экономичными в работе и имеют меньший расход активных материалов на единицу мощности, так как с увеличением скорости вращения размеры и вес, как генератора, так и паровой турбины уменьшаются. Все современные турбогенераторы имеют одинаковую скорость вращения 1500 и 3000 об/мин при частоте 50 Гц и числе пар полюсов или . Роторы таких генераторов выполняются с неявно выраженными полюсами в виде цельных поковок из высококачественной легированной стали. В роторе фрезерованы пазы, в которые укладывают обмотку возбуждения.

Сердечник статора выполняют из тонких стальных листов, которые набирают пакетами с каналами для вентиляции. Во внутренней части пакетов имеются пазы, в которые укладывают обмотку статора.

Турбогенераторы выполняют исключительно с горизонтальным валом, в то время как гидрогенераторы средней и большой мощности имеют обычно вертикальное расположение вала, явнополюсной ротор и относительно низкую скорость вращения в пределах 100—750 об/мин., что объясняется конструктивными особенностями гидротурбин.

Номинальные параметрыгенераторов. Каждый синхронный генератор характеризуется следующими основными номинальными параметрами: напряжением, мощностью, током статора, током ротора, частотой, коэффициентом мощности — cos φ и КПД.

Номинальным напряжением генератора называют то напряжение, при котором он предназначен для нормальной работы. ГОСТ устанавливают номинальные напряжения генераторов на 5 % выше соответствующих номинальных напряжений электрических сетей для компенсации потерь напряжения в сетях при их нормальной нагрузке.

Номинальная мощность генератора определяется как длительно допустимая нагрузка при определенной расчетной температуре охлаждающего вещества (газа или жидкости) и длительно допустимой температуре нагрева обмотки и стали статора и обмотки ротора.

Для трехфазного генератора номинальная мощность определяется по формуле

Номинальная полная мощность генератора определяется по формуле

Для номинальных мощностей турбогенераторов ГОСТом установлен стандартный ряд от 2,5 до 1200 МВт. Мощности гидрогенераторов оптимизированы по конкретным значениям напоров и расходов воды на ГЭС и ГАЭС.

Номинальный ток статора определяется по формуле

Номинальный ток ротора — это ток возбуждения генератора, при котором обеспечивается отдача генератором его номинальной мощности.

Номинальный коэффициент мощности — cos φ у большинства синхронных генераторов равен 0,8 и 0,85. У генераторов мощностью 800—1200 МВт он равен 0,9.

Коэффициент полезного действия характеризует генератор при номинальной нагрузке и номинальном коэффициенте мощности. У современных турбогенераторов номинальный КПД колеблется в пределах 97,5—98,9 %. Чем мощнее генератор, тем выше его КПД. С уменьшением нагрузки и коэффициента мощности КПД генератора уменьшается.

Источник

Пример расчета синхронного генератора общепромышленного применения

Номинальная мощность Р_н = 480 кВт.

Номинальное линейное напряжение U_н = 230 В.

Номинальная частота вращения n_н = 500 мин -1 .

Коэффициент мощности cosφ_н = 0,8.

Охлаждение – воздушное, самовентиляцией.

Расчёт номинальных параметров

1. Номинальное фазное напряжение (при соединении обмотки статора в звезду Y)

В.

2. Номинальная полная мощность

В∙А.

А.

В∙А.

Определение размеров статора

6. По рис. 1.1 для кВ∙А при 2р = 12 предварительно находим внутренний диаметр статора D = 0,92 м.

7. Внешний диаметр статора

По табл. 1.2 ближайший нормализованный внешний диаметр статора D_a = 1180 мм = 1,18 м (16-й габарит).

Высота оси вращения h = 0,63 м.

Уточняем внутренний диаметр статора

9. Расчетная длина статора.

По рис. 1.3 и 1.4 для τ = 0,236 м при 2р = 12 находим:

м.

По рис. 1.5 устанавливаем, что найденное значение λ лежит в пределах, ограниченных кривыми при р = 6.

11. Действительная длина статора

12. Число вентиляционных каналов при b_К = 0,01м и

м.

Округляем до целого мм: l_пак=0,045 м.

14. Суммарная длина пакетов сердечника

Расчёт зубцовой зоны статора. Сегментировка

15. Число параллельных ветвей обмотки статора.

Так как I_нф = 1510 А > 200 А, то

Выбираем a₁=6, что кратно 2р=12, при этом

16. Из рис. 2.1 (кривые 2) для τ =0,236 м находим:

17. Максимальное число пазов (зубцов) магнитопровода статора

18. Минимальное число пазов (зубцов) магнитопровода статора

19. Число пазов магнитопровода статора.

Тогда

20. Число проводников в пазу (предварительно)

Так как u_п должно быть четным числом, принимаем u_п=6.

п. 9 – ;

п. 11 – ;

п. 13 – , гдеn_к=6 –число каналов (п. 12). Принимаем l_пак= 0,041м;

Длина хорды

Расчёт числа проводников в пазу u_п, числа сегментов S_ст, хорды Н и линейной нагрузки А сводим в табл. 1.

Источник

Калькулятор расчета мощности электростанции

Выбор генератора следует начинать с расчета его мощности. Важно помнить, что она должна быть не только достаточной для снабжения электроэнергией конкретного объекта, но и исключать недостаточную нагрузку (работу вхолостую).

Чтобы упростить для своих клиентов эту нелегкую задачу, мы создали специальный калькулятор, при помощи которого можно легко рассчитать мощность генератора. Для этого:

• Шаг №1
  Напротив каждого из приведенных бытовых приборов обозначьте количество устройств, работающих синхронно (т.е. в одно время). Это позволит определить максимальную нагрузку и мощность генератора, которая действительно Вам необходима.
• Шаг №2
  Приблизительная необходимая мощность будет рассчитана в нижней части таблицы.

Для чего следует знать коэффициент мощности?

В предложениях большинства изготовителей можно встретить значение максимальной выходной мощности. Важно помнить, что этот показатель приведен для кратковременной работы генератора (у различных брендов он составляет от несколько секунд до нескольких минут).

Действительное значение номинальной мощности чаще всего ниже (на проценты, а иногда – на их десятки). Предположим, электрическая станция дает 5 кВа. Коэффициент мощности (т.е. косинус угла φ) равняется 0,8. Следовательно, в такой ситуации мы реально получаем только 4 кВт (рассчитывается по формуле 5 кВа х 0,8). Именно в этом заключается различие между кВт и кВА.

Источник

Самостоятельный расчет мощности генератора

График работы на Майские праздники.

Свершилось. Оплата покупок через Pay

График работы 8 Марта.

График работы в праздничные дни.

Книга жалоб

Покупая электрогенератор, мы, конечно же, хотим решить определенные задачи. А точнее – навсегда устранить из нашей повседневной жизни такие проблемы, как отсутствие тепла, света и других благ цивилизации, ввиду невозможности работы нашей бытовой техники.

Причина банальная – опять «пропала» электроэнергия, в голове вопрос: когда же всё это закончится? Бесконечные проблемы на линии ЦЭС в конце концов надоедают большинству дачников или владельцам загородных коттеджей и побуждают принимать уже твердое решение: приобрести мини электростанцию!

И тут, к сожалению, начинается самое интересное… По статистике более 30% покупателей признаются, что «первый блин выходит всегда комом», то есть покупка первой электростанции, как правило, не оправдывает надежд.

Одной из главных причин неудачного выбора, наряду с незнанием важных характеристик и ошибочному доверию сомнительным, хотя и «дешевым» производителям является – неправильный расчет мощности генератора.

Запомните для себя золотую формулировку, и Вы точно не ошибетесь!

Грамотный расчет мощности

Проверенный временем бренд

Качественная электроэнергия без проблем и лишних затрат нервов. При этом в любое время: и днем, и посреди ночи!

Заверяем Вас, что грамотно произвести расчет мощности генератора можно самостоятельно, для этого не нужно иметь специальное образование «технаря». Важно лишь знать некоторые азы. Итак, давайте приступим…

Все существующие потребители электроэнергии делятся между собой на такие категории, как:

— АКТИВНЫЕ (омические) , т.е. с активным сопротивлением;

— и РЕКТИВНЫЕ (др. названия: индуктивные или катушечные).

А теперь немного подробней, но коротко…

Активные (омические) – это приборы, у которых вся используемая электроэнергия преобразуется в яркий свет или тепло (обычные утюги, фены, тостеры, всевозможные модели электроплит, кофеварки, лампы накаливания и т.д.).

Их рабочее напряжение всегда одинаково с пусковым (или стартовым) напряжением. Поэтому, для того чтобы рассчитать их общую мощность нужно всего лишь сложить их показатели, каждого по отдельности.

Совет: данную информацию можно легко найти в Интернете или в технических паспортах изделий (в том случае, если Вы их ещё не успели выкинуть). Для Вашего максимального удобства мы предлагаем таблицу (см. ниже)

Реактивные (индуктивные/катушечные) – это приборы, у которых уже не вся без остатка электроэнергия преобразуется в тепло, и весомая часть её активно используется, к примеру, для образования магнитных полей.

К данной категории следует отнести: практически все виды электроинструмента, компрессоры, насосы, настенные котлы, сварочные аппараты, холодильники, компьютеры и многие другие виды техники, включая садово-огородную, функционирующую на электричестве.

В данном случае, обязательно нужно помнить, что пусковые токи всегда будут превышать номинальные показатели в несколько раз. Поэтому, во время расчета нужной им мощности следует умножать рекомендуемую производителем характеристику на цифры, как правило, от 1 до 3,5, а то 5-7 (т.е. на, условно выражаясь, коэффициент пускового тока). И уже, только потом – суммировать те значения, которые получились после, так сказать, математических операций по умножению.

Таким образом, получается формула:

МЭ = (К х НМЭп х К пуск) + (К х НМЭп х К пуск) + … х 1,1

МЭ – мощность нужной мини электростанции;

К – количество одинаковых по мощности электроприборов;

НМЭп – номинальная мощность электроприборов;

К пуск – так называемый, коэффициент пускового тока;

х 1,1 – обязательный резерв мощности (10%).

А теперь, пошагово:

1. В техническом паспорте изделия или же, пользуясь данными, в представленной ниже таблице, смотрим значение номинальной мощности электроприбора.

2. Вычисляем значения мощности для каждого изделия с учетом коэффициента пускового тока.

3. Полученные нами результаты – суммируем.

4. Обязательно добавляем резерв мощности – 10%, умножая полученную сумму на коэффициент 1,1.

Допустим, в ближайшее время нам нужна миниэлектростанция для того чтобы обеспечить аварийное/резервное энергоснабжение дачи/коттеджа на случаи частых, однако непродолжительных отключений. От генератора должны нормально работать холодильник (500 Вт), микроволновая печь (750 Вт), телевизор (300 Вт) и 10 ламп освещения (60 Вт х 10 = 600 Вт).

Используем формулу:

(1 х 500 х 3,0) + (1 х 750 х 1,5) + (1 х 300 х 1,6) + (10 х 60 х 1,0) = 1500 + 1125 + 480 + 600 = 3705

3705 х 1,1 (обязательный резерв мощности 10%) = 4075 Вт

Итак, получается, что нам нужна станция мощностью не менее 4 кВт. Как видите, всё достаточно просто!

В заключение…

Напоследок, мы предлагаем Вам пару советов.

1. В том случае если Вы приобретаете электростанцию для автономного энергоснабжения, обязательно учитывайте пополнение Вашего арсенала бытовой техники, как в ближайшем, так и далеком будущем (приблизительно на 2-3 года вперед). Желательно рассчитать и учитывать мощность этих изделий заранее, чтобы не покупать потом новую станцию, и упорно искать: кому же продать старую?

2. Никогда не выбирайте модель генератора на основании показателя его максимальной мощности, так как практически все мировые бренды, указывая в характеристиках данную величину, подразумевают интенсивную эксплуатацию генераторной установки не более 5-10 минут. Далее, в лучшем случае произойдет аварийное отключение, в худшем – дело закончится дорогим ремонтом. Именно поэтому так важен запас мощности, о котором упоминалось выше.

Теперь Вы знаете, что Вам следует делать для грамотного расчета мощности генератора. Если у Вас есть дополнительные вопросы, то за советами Вы можете обратиться к нашим квалифицированным специалистам – профессиональным менеджерам. Звоните, пишите – мы обязательно Вам поможем!

Потребители электроэнергии

Источник