Download - PRODUCEREA ŞI DISTRIBUŢIA ENERGIEI ELECTRICE
-
1
Ministerul Ap
TUDOR AURELIAN TRAIAN
2010
-
2
CUPRINS
INTRODUCERE
Obiectivele cursului
Bilbliografie
1. SISTEMUL ELECTROENERGETIC NAVAL 1.1. ele de calitate pentru sistemul
electroenergetic naval. 1.2.
generatoarelor electrice.
2. CENTRALE ELECTRICE NAVALE 2.1. ului pentru generatoare sincrone. 2.2.
Sisteme de compoundare a generatoarelor sincrone
2.3. Scheme de reglare . Generator autoexcitat e
corector de tensiune. 2.4. 2.5.
active generatoarelor. 2.6.
de 2.7.
generatoarelor.
3.
3.1. alculul ri de a energiei electrice.
4.
4.1. 4.2.
-
3
5. AUTOMATIZAREA SISTEMELOR ELECTROENERGETICE NAVALE 5.1.
Sisteme automate pentru controlul parametrilor sistemelor electroenergetice.
6.
INCENDIILOR PROVOCATE DE CURENTUL ELECTRIC 6.1.
INTRODUCERE
OBIECTIVELE CURSULUI
iile electrice montate la bordul navelor,
automatizare aferente lor.
1. cu cele
terestre.
2. Identificarea categoriilor de inst electrice navale. 3. navale.
4. navale procedurilor de p
5.
6.
electrice de la bordul navelor.
- navale
clasificare a navelor.
ateriale
-
4
care sunt montate la bordul navelor.
i
care apar.
- derile necesare n vederea
situ
import
Sistemul electroenergetic naval
Centrale electrice navale
electrice la nave
Automatizarea sistemelor electroenergetice navale
or provocate de
curentul electric
-
5
BIBLIOGRAFIE
1. NANU D. Sisteme electroenergetice Navale, Editura Muntenia,
2. Automatizarea sistemelor electroenergetice navale,
Editura Sudostroenie, 1970. 3. NANU D. trice navale, Editura Muntenia,
4.
STAN ST.
-
6
Unitatea de 1 SISTEMUL ELECTROENERGETIC NAVAL
CUPRINS
1.1 Clasificelectroenergetic naval.
1.2 generatoarelor electrice.
OBIECTIVE
-
- de a defini structurile diferitelor tipuri de sisteme electroenergetice navale;
- de a descrie or de
-
1.1
echipamentelor electrice de la bordul navei destinate pentru producerea,
Structura SEN sport a energiei
Pe nave, n calitatea de surse de energie electr
cabluri electrice sau cu bare conductoare. Tablou
Tablo.
-
7
avei.
constituie .
Clasificarea SEN 1)
2) destinat pentru propulsia navei;
3)
SEN autonome ispun de
mul criteriu de
interioare sau n apropierea coastei.
prin linii de transmisie a energiei electrice, existnd posibilitatea transmiterii acesteia n ambele sensuri. n acest fel, n cazul unui consum redus, este posibil ca
acesteia sunt necesare mai multe grupuri diesel generatoare. Repartizarea puterii
scurtcircuit pot ajunge la valori 100 200 kA, ceea ce corespunde limitei maxime a puterii de rupere pentru
-
8
rnduri
a
c
avarie.
T /D G6 generatoare; TPD, TPD1,
TPD2 TD4 tablouri
tablou
generator de avarie; C
-
9
electri
principal de propulsie al navei pentru antrenarea unuia sau mai multor generatoare
variante prezentate n figura 1.2., astfel
a) folosirea generatoarelor de ax, Gax, antrenate printr-un mecanism de transmisie de axul portelice;
b)
-propulsie diesel.
-
10
Fig. 1.2 Schemele electrice structurale ale SEN
tic
a cu generator de ax; b cu utilizarea turbogeneratorului.
D diesel;Gax generator de ax; MP motor principal; T
CR
atei de
e cost al centralei electrice. Utilizarea turbogeneratoarelor de
Principalul neajuns al sistemului
Acest regim
-
11
generatoar
20 minute.
n prezent, SEN cu ge
categorie fac parte unele nave fluviale, SEN unitar
PC
M1, M2 lor portelice.
ii utilajelor
-
12
tensiune,
1.1.2 Scheme structurale ale centralelor electrice din SEN
Schemele structurale ale centralelor elec
1)
electrice;
2) posibilitatea de separare a generatoarelor (grupurilor de generatoare)
3)
4)
5) im de lucru la altul;
6)
7)
navei; 8)
n momentu
periodice.
a
e tabloului pot fi cuplate sau separate prin
separatoarelor
-
13
a2)
cu un sistem de bare
transmite
e
sisteme de bare.
-
14
ibile pentru puterea de rupere a
1.1.
- -
elor de la bord; -
- - -
-
15
pentru aceas
organul de stat pentru clasific
Conform normelor RNR, i
- C, sau 80% la
40 C, sau 95% la 25 C;
- ;
- 22,5 cu perioada 7 10 ;
- 1
0,7 g;
- -
raioane nelimitate, de la -50 C la +50 C;
- mg /m3);
- la 5 la 20 mg /m3.
1.1.
sunt:
pU
U nU ,
%100U
UUU
n
np (1.1)
-
16
pf
f nf ,
%100f
fff
n
nn
(1.2)
alternativ trifazamaxU
minU nU .
%100U
UUk
n
minmax
Unesim (1.3)
fundamentatei.
%100U
U
k1
2
2
sin.nes (1.4)
5. sdU
minU maxU nU , n
regim tranzitoriu, rapo
%100U
UUU
n
nminsd
(1.5)
%100max
n
nsd
U
UUU
(1.6)
sdf
%100f
fff
n
nminsd
(1.7)
-
17
%100f
fff
n
nmaxsd
(1.8)
a) raportul ntre amplitudinile armonicelor joase ale componentelor de curent
alternativ, UmedU .
%100m ed
pulsatieU
Uk (1.9)
b)
tensiunii reexprimat n procente.
%100U
UUk
med
minmaxpulsatie
' (1.10)
c)
n calcul toate componentele armonici), d~Uredresate.
%100U
Uk
med
d~''
pulsat ie (1.11)
d)
procente.
%100UU
UUk
minmax
minmax'''
pulsatie (1.12)
n rap
semnul minus.
-
18
n circuitele interioare din compunerea acestora.
-
secunde 5 de timp % 30 -
secunde 1,5 de timp %20U%;10U sdp (1.13)
-
secunde 5 de timp %10f%;5f sdp (1.14)
Nesimetria tensiunilor n sistemele trifazate
majoritatea la bordul navei, contribuie la reducerea nesimetriei tensiunilor.
generatoarelor electrice.
nesimetrie al tensiunii, U.nesimk , este aproximativ 3%.
a generatoarelor
nectate
-
19
sistem. Dintre consumatorii de la bordul navei, convertoarele statice de energie
trii surselor
Din aceste considerente, conform normelor registrului de clasificare, abaterea de
fundamentalei.
Normele de calitate a energiei electrice stabilite de Registrul naval pr
regimurile de exploatare ale navei. a) -
nominal;
- scurt parametrii energiei electrice n limitele stabilite de norme atunci cnd
b)
-
-
electrice, reducerea nesimetriei, reducerea abaterilor de la forma
-
20
1.2
lucru n procesul de exploatare a navei
a) se mpart n: - ia de
guvernare);
-
- );
-
interioare; -
- iluminatul electric.
b) se mpart n trei grupe.
t: comanda drumului
irea
Pentru consumat
cuplarea unui generator suplimentar la barele centralei electrice.
echipajului.
-
21
c)
-
-
-
temperatura mediului ambiant.
moment dat este determina
electrice este un proces aleator. Un calcul precis al consumului de energie elec
factori. Un asemenea calcul poate fi efectuat folosind metode specifice de ca lculul
centralei electrice
rezultate suficient de bune pentru nevoile practice. De asemenea, pentru calculul
aproximativ al puterii centralei electrice, necesar la ntocmirea proiectului preliminar al navei, se pot folosi metode analitice.
exploatare al navei se mparte ntr-
-
22
regimuri: a)
b) pentru nave de pasage
c)
d)
e)
1.2.1 Ale . Metoda
tralei electrice.
numai
-
23
n coloana 1
n coloanele 2-5 se trec datele nominale
ncos (col.5). Pentru
motoarele electrice aceste date sunt scrise pe eticheta motorului.
n.inst
PP (1.15)
a (3.1.) se trec n coloana 6.
.instc.tot.inst PnP (1.16)
n care: .tot.instP -
cn - fel.
coloana 7.
Bila
de curent alternativ
consu
mat
ori
lor
kw
Ran
dam
entu
l,
Fac
toru
l de
pu
tere
,
cos
n
Puterea
Coef
icie
nt de
sim
ultan
eita
te
k0
Coef
icie
nt
s
Fac
tor
de
pute
re, co
s
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
I. Mecanis me de punte
2 6 0,8 0,81 7,5 15 - - -
1 8 0,86 0,83 9,3 9,3 (1) (0,7) (0,8)
-
24
consu
mat
ori
lor
kw
Ran
dam
entu
l,
Fac
toru
l de
pu
tere
,
cos
n
Puterea
Coef
icie
nt de
sim
ultan
eita
te
k0
Coef
icie
nt
s
Fac
tor
de
pute
re, co
s
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
------------------------------
II. Mecanisme auxiliare pentru
compresor 1 8 0,85 0,83 9,4 9,4 (1) (0,9) (0,82)
pompa de combustibil 1 2,5 0,8 0,8 3,1 3,1 - - -
------------------------------
III. Mecanis me pentru
sisteme navale:
pompa de incendiu 2 10 0,82 0,81 12,2 24,4 (0,5) (0,8) (0,8)
- - - - - 10 0,4 1 0,7
------------------------------
IV. Iluminatul - - - - - 30 0,3 1 1
------------------------------
cc Q,P ): -
-
Coeficientul general de simultaneitate, OG
k
calc.calc. Q,P : -
-
Factorul mediu de putere, medcos
-
-
Tabelul 1.1
Regim de avarie
Puterea co
Coef
icie
nt
de
sim
ultan
eita
te, k
0
Coef
icie
nt de
s
Fac
tor
de
pute
re, co
s
Puterea
Coef
icie
nt de
sim
ultan
eita
te, k
0
Coef
icie
nt
de
s
Fac
tor
de
pute
re,
cos
Puterea
kw
reac
ti
k v
ar.
kw
k v
ar.
kw
k v
ar.
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 23
- - 0,5 0,6 0,75 4,5 4,0 0,5 0,8 0,8 6,0 5,0
(6,5) (6) - - - - - - - - - -
-
25
Regim de avarie
Puterea co
Coef
icie
nt
de
sim
ultan
eita
te, k
0
Coef
icie
nt de
s
Fac
tor
de
pute
re, co
s
Puterea
Coef
icie
nt de
sim
ultan
eita
te, k
0
Coef
icie
nt
de
s
Fac
tor
de
pute
re,
cos
Puterea
kw
reac
ti
k v
ar.
kw
k v
ar.
kw
k v
ar.
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 23
(8,5) (6,0) (1) (0,9) (0,82) (8,5) (6,0) - - - - -
- - 1 1 0,8 3,1 2,5 1 1 0,8 3,1 2,5
(9,6) (8,0) - - - - - 1 0,9 0,8 22 19
4 4 0,9 1 0,7 9 9 - - - - -
9 - 0,9 1 1 27 - 0,5 1 1 15 -
87 52 196 132 158 112
78 47 175 120 147 103
0,7 0,8 0,9
61 36 157 105 142 100
55 33 140 95 133 93
0,86 0,83 0,82
1 x 75 2 x 75 2 x 75
3 x 75 2 x 75 2 x 75
.inst
.efects
P
Pk (1.17)
.instc
.funtc
0n
nk (1.18)
-
26
tative
mecanisme, valorile acestuia sunt subunitare, cum ar f
n limitele 0,5 0,8.
0,9.
ge pentru
regimurile cele mai grele n limitele 0,8 0,9.
alege n limitele 0,6 0,8. Putere
varie (pompe de incendiu, pompe
limitele 0,6 ntlni la ridicarea ancorei cnd se
acestuia la bord.
-
27
Coeficientul de simultaneitate, n acest caz, este 5,00k .
rile considerate, astfel:
s0.instc kkPP (1.19)
unde:cP -
.instP -
s0 k,k -
utere nominal
tgPQ cc (1.20)
unde: cQ -
cP -
tg -
de putere, cos (col.10, 15, 20).
La stabilirea puterii centralei electrice n diferite regimuri de exploatare a
intermin
generatoarelor electrice.
-
alegerea coeficientului
-
28
supraveghere. De aceea,
-
ru
e
alte mijloace de salvare.
sau de
cc Q si P
or de pe coloanele 11,
consu
-
29
n continuare, se alege coeficientul general de simultaneitate, OGk , pe
-
general, OGk , pe regimuri, se alege astfel:
- pentru regimul 75,07,0kOG
- - 8,0kOG
- pentru regimul de ridicare a ancorei: 8,075,0kOG
- : 9,08,0kOG
- pentru regimul de avarie: 95,09,0kOG .
n afara coeficientului general de simultaneitate pentru determinarea puterii
-5% din puterea
astfel:
cOGcalc. Pk1,051,03P (1.21)
cOGcalc. Qk1,051,03Q (1.22)
2
.calc
2
calc.calc QPS (1.23)
Valoarea medie a factorului de putere calculat pentru fiecare regim este:
.calc
.calcmed
S
Pcos 1.24)
Valorile puterilor de calcul, .calc.calc.calc S,Q,P
-
30
n decurs de 2 ore, 25% timp de 30
suplimentar.
Pentru calculul puterii centralei electrice se alege regimul cu cea mai mare
-
regimu
1) de sarcina -
2)
3) Puterea gener
oape de sarcina
de
-4 agregate generatoare.
n tabelul 1
alegerea a
-
31
trei generatoare cu puteri de 100 kw fiecare; a treia alegerea a patru
generatoare cu puteri de 75 kw fiecare.
regimurile, sarcina generatoarelor este de circa 60-70%, ceea ce se poate ibile numai n
-
varianta a doua cu trei agregate generatoare.
determinarea puterii diesel-generatorului centralei electrice de avarie. Diesel-
elec
- iluminatul de avarie; - -
- -
- -
-generatorului de
avarie este n limitele 50-200 kw.
-
32
puterilor reactive.
1.2.2
De ex
Rezultatele analizei unui volum mare de datformule experimentale de calcul a puterii centralei electrice. Pentru exemplificare se
generale cu motoare principale lente. Regim de mar
expresiile:
.max.d.smars PN028,018P (1.25)
sau
trainivel.cmars PN028,018P (1.26)
unde: N - puterea motoarelor principale
.max.d.sP - puterea cea mai mare la conectarea unui consumator cu regim de
trainivel.cP -
echipajului.
kwPPPP climVKtraic.nivel (1.27)
n care: KP - puterea utilajelor cambuzei
-
33
VP -
clim.P -
.max.d.sP > trainivel.cP .max.d.sP < trainivel.cP se
.max.d.s.st PD002,011P (1.28)
trainivel.c.st PD002,011P (1.29)
unde: D - deplasamentul navei n tdw.
.max.d.sP , trainivel.cP - 1.25 1.26).
n acest regim, puterea centralei electrice se compune din
n
1
nn.st.inc.st vG15,0n
05,153,0PP (1.30)
unde:nG - sarcina nom
nv -
n -
n acest regim aproximarea puterii se face cu formula:
.compancoramars.man PP8,0PP (1.31)
unde:ancoraP -
.compP - puterea compresorului pentru aerul de pornire, kw.
-
34
Regim de avarie
n regimul de avarie, sarcina centralei electrice o constituie consumatorii care
c.
TEST DE AUTOEVALUARE
1.
e
2
a) unor SEN autonome;
c) unor SEN unitare; d) unor SEN mixte.
LUCRARE DE VERIFICARE
1:b; 2:c.
-
35
CENTRALE ELECTRICE NAVALE
CUPRINS
Sisteme generatoarele sincrone.
s
generatorului. Distr
de cuplare n paralel a generatoarelor. Metode de sincronizare.
cu timp constant de anticipare. OBIECTIVE
-
- puterii reactive;
-
- puterii active;
- descrierea metodelor de cuplare n paralel a generatoarelor sincrone navale.
2.
electrice
2.1 Generatoare de curent continuu
e
-
36
Generatorul de curent continuu c este prezentat n figura 2.1.
Fig. 2 Tensiunea la borne este:
aaIREU (2.1)
unde: E - tensiunea electromotoare a rotorului
aaIR -
La rndul ei tensiunea electromotoare depinde de:
nkE e (2.2)
unde: ek - lui
n - -
2.1), (2
neratorului,
a: 1)
aaIR .
2)
a
produce fluxul inductor principal, 0
-
37
generatorul de 0, apare un flux creat de acest curent denumit fluxul
2.2).
Fig. 2
n ca
n
figura 2lui va exista un flux
rezultant,
indusului.
Din figura 2 fluxul inductor, iar la marginea de intrare sau de atac
-
fluxului inductor de la me
3) motorului primar -o
4)
mai sus, atra
ce
eRr
Ui
(2.3)
n care: er -
-
38
cR - atului de cmp.
IfU
ratorului. n figura 2
Fig. 2.3 Caracteristicile externe ale generatorului
1
ipali ai generatorului a unei
-
39
Fig. 2.4
tensiune inte
este prezentat n figura 2.4
stabilizare a tenstensiunii cu precizie de 5-6%.
c
com
generatoarelor de curent continuu s-2.5.
cR
Fig. 2
-
40
Electromagnetu
momente de sensuri contrar
cR
restabilirea valorii nominale a tensiunii generatorului.
Autoexcitarea generatorului de curent continuu
n figura 2.6 sunt reprezentate caracteristica de mers n gol a generatorului,
e0 ifE sau eifU eeiRU , pentru
0I ttanconsnn n .
eeee
0
ce
0
e iRU sau R
U
R
E
Rr
Ei (2.4)
n care: UE0 - tensiunea electromotoare a generatorului la mersul n gol
er -
cR -
cee RrR -
eeIRU are coeficientul unghiular eRtg
Pentru ca gen
remE
1ei
1E
-
41
Fig. 2.6 Autoexcitarea generatorului de curent continuu
al generatorului. n caz contrar a
-
e poate
2.2 Generatoare sincrone
a generatoarelor sincrone: 1) cu excitatrice de curent continuu
-
42
2)
3) cu excitatrice
continuu cuplat cu axul generatorulu
-2% din puterea excitatricei generatorului sincron.
28V, 25V, 55V, iar pentru puteri mai mari 25-65V.
n figura 2excitatricea de curent continuu.
Fig. 2
generatorului sincron de la excitatrice
La pornire se produce autoexcitarea excitatricei ca generator de curent continuu eneratorului sincron.
0rem %52 (2.5)
n care: 0 -
Prin rotirea
-
excitatricei fiind nchis, n el apare un curent, exei
cmpul rezultant va fi:
.lsup.rem.rez (2.6)
-
43
din cauza d
generatoarele sincrone cu excitatrice de curent continuu.
realizarea generatoarelor sincrone autoexcitate, care n locul excitatricei folosesc un
excitatrice de curent continuu. Acest tip de generator poate fi ntlnit doar la nave construite n anii interiori.
Autoexcitarea generatoarelor sincrone
n figura 2
Fig. 2.8 Schema de principiu a generatorului sincron autoexcitat
Transformatorul intermediar, iT
iT ,
prin drase
sincron.
a doi cure -al doilea este
-
44
. Defazajul se
ea draselului D n circuitul de tensiune sau se poate folosi un
rotorului generatorului sincron la bornele lui apare tensiunea electromotoare
ce are ca ur
0U
n figura 2
Fig . 2
Valoarea tensiunii, 0U , corespunde punctului k3 de inter
2.
Spre deosebire de generatorul de curent continuu, caracteristica circuitului de
-
45
format din droselul D, transformatorul intermediar iT , redresorul dR
Din figura 2puncte: k1, k2 3
1 1
ntrerupe cre
2-5% Un Pentru ca tensiunea generatorului s 0
cr e > ie cr. n schemele de excitare a generatoarelor sincrone autoexcitate se folosesc diferite
-
modificarea caract
-
pornire, cu ajutorul unui buton; conectarea n scurtcircuit a bornelor statorului
-se
-
60-
-
independente: baterie de acumulatori, gener
ste de tipul
-o punte redresoare.
-
46
disp
perii. Excitatricea n acest caz este un ge
n figura 2
excitatrice de curent alternativ.
Fig. 2
-un grup de redresoare montate pe axul
ntruct toate elementele sunt montate pe rotorul aflat n
redresorul Rd2 de la statorul generatorului sincron printr-un transformator ron
autoexcitat.
cuitul
Sistemul cu excitatrice de curent alternativ este superior comparativ cu celelalte
sisteme excluznd contactele i. e mai utilizate la nave sunt sistemul
istemul cu excitatrice de curent alternativ.
-
47
Transformatorul intermediar, folosit n sistemul cu autoexcita
0I
me
rezultant la
indusului produse de curentul
La mersul n gol al generatorului sincron ( 0I
pe polii inductori de pe rotor produce fluxul inductor principal, 0coincide cu axa polilor. Atunci cnd g
un curent, 0I
2/
defazajul 0
2
.
Fig. 2
02 2
.
-
48
2.11.a),
aq (cazul este similar cu cel al generatorului de curent
2.11.b), fluxul de r -
ad2.11.c),
-a lungul axei, n sensul fluxului inductor principal
Pentru cazul general, 2
, n figura 2
Fig. 2.12 Componentele curentului
a) caracter inductiv; b) caracter capacitiv.
- aq entului
a;
- ad
Pentru sistemul electroenergetic naval, principali consumatori fiind motoarele
long
-
49
de
2.3 Stingerea cmpului magnetic
tensiunii electrom
energiei electrice. n cazul unui scurtcircuit n interiorul generatorului sau n cabluri
lectric.
anulare.
n cazul n car
magnetic cu ajutorul automatului de stingere a cmpului ASC.
ectrice la scurtcircuitele
supratensiunilor periculoase. Procedeul de stingere a cmpulu
apar supratensiuni mari care pot duce l
-
50
ului: nchiderea
arcului.
pentru un generator sincron
schema din figura 2.13.
Fig. 2.13 Stingerea cmpului magnetic pentru un generator sincron cu
excitatrice de curent continuu
excitatrice prin contactul 1 normal nchis al automatului de stingere a cmpului
s
pului, rs, este
stingere
s -
s
-
51
0rridt
diL see
ee (2.7)
unde:eL -
ei - valoarea instantanee a curentului de ex
er -
sr -
2.7) este:
scese
T
t
e0
tL
rr
e
e0
e eIer
Ui (2.8)
n care: 0eU -
0eI -
se
esc
rr
LT - constanta de timp a circuitului de stingere a cmpului.
2
exp 2.12 timp.
Fig . 2.12
-
52
de stingere.
0esmax IrU (2.9)
incercaremax U7,0U (2.10)
stingere din condi
0e
maxsmaxs0e
I
Ur;UrI (2.11)
n timpul procesului tranzitoriu de stingere a cmpului tensiunea la bornele
eseee
e irridt
diLu (2.12)
2 area
Tt
maxe eUu (2.13)
n figura 2.12
Valoarea cea mai mare a tensiunii apare n primul moment al stingerii cmpului, deoarece inversarea cmpului bobinei induce o tensiune electromotoare mare de
sc,
se alege de 2-
l de
valoarea tensiunii remanente este de circa 0,3-0,6 s.
-
53
Stingerea cmpului generatoarelor sincrone autoexcitate prin
2.15.
Fig. 2.15 Scheme de stingere a cmpului generatoarelor sincrone autoexcitate
a) pri
altfel dect pentru generatorul cu excitatrice de curent continuu. Deosebirea se
-2 ori valoarea tensiunii nominale.
2
Stin
autoexcitate, prezentate n figura 2comparativ cu schemele de stingere prin scurcircuitare.
Fig. 2.16 Schemele de stingere a cmpului cu rezis
sincrone autoexcitate
-
54
Variantele prezentate n figura 2de stingere rsstingere rs s
scT
t
0ee eIi , (2.14)
0e
maxs
I
Ur (2.15)
n varianta b) din figura 2 s, care se introduce n serie
mari dect
2.4. a tensiunii
2.4
schimbarea sarcin
calitatea energiei
cu a generatoa
generatoarelor din sincronism.
-
55
ventil
generatorului.
curentul activ produse de generator.
reac
se poate ob -
2.4
tensiunii (RAT)
Pentru restabilirea tensiu
Comparativ cu sistemele industriale, n sistemele electroenergetice navale,
De asemenea, pentru sistemul electroenerge
-
56
(sisteme automate, aparatura de radio, iluminat).
reacti
1)
2)
are.
-12.4
3) scurtcircuitelor. Scurtcircuitele care se produ
moment tensiunea, iar
4)
ratoarelor. La pornirea acestor motoare,
valoarea mare a curentului de pornire reactiv produce prin fluxul de
motorului asincron de putere mare. 5)
ensiunii generatoarelor sincrone, att n regim
a ntrzierii procesului de reglare efectuat de operator.
-
57
mai ncet dect la generatoarele cu autoexcita
2.4.1.
Fig. 2.4.1 Graficul de deter
tensiunii .med
e
dt
dU2.4
n figura 2.4 -
.med
e
dt
dU
dreptensiunii este 108-232.4
2.40-300 V/s.
t, de asemenea, de gradul de multiplicare a
-
58
en
lim.maxe
pU
Uk (2.4.1)
Pentru generatoare sincrone cu excitatrice, gradul
este 5,2pk , iar pentru generatoare autoexcitate 43pk .
Caracteristicile statice ale sistemului de reglare a tensiunii generatorului pen
2.4.2.
Fig. 2.4.2 Caracteristicile sistemului de reglare:
1 caracteristici statice.
Atunci cnd generatorul trece de la un reg
2.4.2) sau
2.4.2).
ii.
coeficientul de statism. 2.4.2 este:
rs0 IkUU (2.4.2)
-
59
n care: U - tensiunea la bornele generatorului pentru o valoare
rI
0U - tensiunea de mers n gol
sk - coeficientul de statism al caracteristicii de reglare.
anume:
- abaterea
UUU 0 (2.4.3)
-
nn
0
U
U
U
UUU (2.4.4)
n care:nU -
- statismul
n
n0
U
UUS (2.4.2.4)
- coeficientul de statism.
tgI
UUk
rn
n0
s (2.4.6)
n care: rnI -
Din punct de vedere al coeficientului de statism, acesta poate fi pozitiv atunci
0n UU (dreapta 2 din figura 2.4.2)
0n UU
(dreapta 3 din figura 2.4.2).
coeficientul:
nU
u (2.4.7)
-
60
unde reprezi
valoare. Coeficientul:
%1002
(2.4.8)
nea) pentru
u sk .
mpart n trei categorii:
1) a abaterea tensiunii generatorului de la valoarea
2)
3)
de cu corector de tensiune).
2.4.3 Sisteme de compoundare a generatoarelor sincrone
C
generatorul de curent alternativ.
2.4
curentului generatorului sincron.
transformatorului de curent TC. Din secundarul transformatorului, curentul IK
G
K
-
61
K circuitul de compensare.
Fig. 2.4
Gi0dede IkEE (2.4.9)
unde:deE - tensiunea electromotoare a generatorului
0deE -
sistemul de compoundare ( 0IG );
ik - coeficient de compoundare;
GI -
ratorului. Curentul de
compoundare, iK G, produce
tat n figura 2.4compoundare, iK
d
unghi,
-
62
a Ir
2 2.4.4).
Fig. 2.4
la bornele generatorului. n figura 2.4
valo1 la
2
generatorului. Sistemul de compoundare f
2.4-
tensiune.
Compoun 2.4.5
-
63
Fig. 2.4.5 Schema
2.4diferite valori ale factorului de putere.
Le
GiGu0dede IjkUkEE (2.4.10)
unde: GU - tensiunea generatorului
GI - curentul generatorului
uk - coeficien
ik -
Fig. 2.4
pentru 90k
-
64
e
K
U tru
U
cu unghiul 90k
d
curent de la 0 la 90
0 90 , ceea ce corespunde reglajului, ntruct
U
generatorului, 0k , 0
la 90
Defazajul dintre tensiunea generatorului UG
U unea generatorului, n schema din figura 2.4.5, se
K de valoare foarte mare.
el sau n serie. n figura 2.4
Fig. 2.4
Negl
2.4
KUe III (2.4.11)
UKeGu IZUUk (2.4.12)
-
65
n care: eI -
GiK IkI (2.4.13)
generatorului IG.
eeeU (2.4.14)
n care: eU -
e -
2.4.11), (2.4.12), (2.4
corespu
GuGi
eK
e UkkZZ
1 (2.4.12.4)
2.4.12.4
curentul
k.
0k
e, depinde, de asemenea, de raportul ntre
k 0r , atunci unghiul de deviere ntre
tensiunea generatorului, GU U , este 0
K 90090 ,
componentele curen UK , -se
reglajului (vezi figura 2.4.6.).
0r undare 0x , atunci unghiul
u este zero, 0K . n acest caz
0 , componentele u, -
090
-
66
2.4.7,
090 u a
Schema preze 2.4
face nsumarea tensiunilor electromotoare ale surselor. Pentru realizarea schemei
, , n
Fig. 2.4
a schema de principiu, b schema echivale
Suma tensiunilor electromotoare, conform schemei echivalente, este:
eGieee kUU (2.4.16)
unde
Gueee UkU:U (2.4.17)
2.4.16), (2.4valoarea curentului
GuGie
e Ukk1
(2.4.18)
2.4
-
67
0
2.4
U .
reprezentat n figura 2.4
in
Fig. 2.4
etomotoare create de
090
.
ensiune a elementului de
compoundare .
-
68
caracteristicii externe a transformatorului de curent.
generatoarelor sincrone, av
transformatorul de compoun
-a de- 2.4multe v
n figura 2.4
Transformatorul de compoundare este un transformator trifazat cu trei coloane avnd
1W , de tensiune 2W 3W . Elementul
de compoundare este droselul D. Autoexcitarea generatorului se face pe seama tensiunii electromotoare remanente.
%5 . Schimbarea nivelului tensiunii de lucru se
rR n limitele %5 .
Schema din figura 2.4
redresor trifazat n punte, dR . 3W
1W 2W .
prin redresorul dR 2W produce
090
%3 la schimbarea sarcinii de la zero la %100 cos , de la 0,1 la 4,0 .
n figura 2.4
are. Elementele schemei sunt:
dRmagnetic produce dispersia fluxului magnetic din
-
69
Fig. 2.4
a cu element de compoundare inductiv (drosel);
b cu element de compoundare capacitiv; c
tensiunii generatorului cu statism %53 .
%1 la schimbarea sarcinii de la zero la %125 , a factorului de putere de la 1 la 4,0 %5,2 .
ircuitelor magnetice ale
-
70
folosesc corectoare de tensiune. Corectorul de tensiune lu
e de realizare a corectoarelor de tensiune construite cu
c
examplificate prin prezentarea unor scheme practice realizate de diferite firme constructoare 2.4.5.
2.4
n paralel
de curent
electromotoare ale generatoarelor cuplate n paralel, E , apare curentul de egalizare
defazat cu 090 E . Curentul de egalizare es
iei sarcini
restitu
2.4
reglare pentru cele trei generatoare cu statisme diferite: 321 ,, .
Pentru regimul stabil 1 tensiunea la bare este 1U
.,, 3Gr2Gr1Gr
generatoarelor. n noul regim stabil 2 2U iar valorile
.,, 3Gr'
2Gr'
1Gr'
-
71
2.4.2)
pentru regimurile stabile 1 2
0kU
0kU
0kU
3Gr3s
2Gr2s
1Gr1s
(2.4.19)
n care: 21 UUU
3s2s1s k,k,k -
caracteristicilor de reglare. n figura 2.4.11, din
2s3
3Gr
2s2
2Gr
1s1
1Gr
k
U
tg
U
k
U
tg
U
k
U
tg
U
(2.4.20)
Fig. 2.4
statisme diferite
-
72
3
1 3s2s1s
Grik
1
k
1
k
1U (2.4.21)
2.4 U 2.4
3s2s1s
3s
3
1
Gri
3Gr
3s2s1s
2s
3
1
Gri
2Gr
3s2s1s
1s
3
1
Gri
1Gr
k
1
k
1
k
1k
k
1
k
1
k
1k
k
1
k
1
k
1k
(2.4.22)
paralel.
sn2s1s
sn
n
1i
Gri
Grn
k
1......
k
1
k
1k
(2.4.23)
sn2s1s
n
1i
Gri
k
1....
k
1
k
1U (2.4.24)
Din expresia (2.4ai caracteristicilor de statism. n exemplul prezentat n figura 2.4.11 generatorului 3 cu cel mai mic grad de
-
73
automat de reglare a tensi
Fig.2.4.12 Schema de principiu de stabilizare a curentului
e reglare nu
reactive ntre ele, 2.4
principiu a sistemului de reglare a statismului. u
Pentru schema din figura 2.4
rrrcGr RRUU (2.4.25)
-
74
n care: rU -
cI -
r - curentul de lucru al regulatorului
rR -
Deoarece curentul cr
rr R
(2.4.22.4) devine:
rcGr RUU (2.4.26)
n figura 2.4de stabilizare.
2.4
rU2.4.13a).
Grc 2.4
rGrrG RUU (2.4.27)
ModrR
Fig. 2.4.13 Diagramele fazoriale ale tensiunilor regulatorului cu curent de stabilizare: a - pentru
1cos ; b 0cos
n paralel se folosesc diferi
-
75
ensiunea electromotoare a generatorului cu
-
2.4.5
generatoarele sincrone
2.4.5
Date tehnice principale. ului cu precizia de
%5,2 %100
9,0 la .4,0
%100 , timpul de restabilire a tensiunii este de .2,0 s
sunt prezentate n figura 2.4.14. transformator de compoundare de curent; 2
reactor; 3 redresor de putere; 4 tensiunii; 2.4 generatorului sincron.
2.4 prin
U care
defazat cu 090
,G
generatorului, realizndu-
-
76
Fig. 2.4.14 Sc
SSED
U 090
G .
Curentul generatorului, G , este GU , cu unghiul
determinat de factorul de putere al sarcinii. n figura 2.4.12.4
tului de excit
-
77
Fig. 2.4.15
, ai sarcinii
e
s
unghiului
a factorului de putere.
2.4.16.
barele de egalizare .
cazul turbinelor.
-
78
Fig. 2.4
a generatoarelor sincrone
2.4.5
sincrone MCC (fabricate n Rusia)
Date tehnice principale.
m permanent, cu precizia
de %5,2
%100 , a factorului de putere de la 95,0 la 7,0 %2 .
Timpul de restabilire a tensiunii la pornirea n gol a unui motor asincron de putere
%30 ..8,0 s
mponente sunt prezentate n figura 2.4.17.
1dR
2dR 3dR ; rezistor cu
4R ; rezistoare pentru reglarea
statismului 1R 2R 3R 2a .
-
79
Fig. 2.4.17 Schema de principiu a generatorului sincron autoexcitat din seria MCC
paralel a generatoarelor din seria MCC cu alte tipuri de generatoare.
1W 2W
3W
3W , a transformatorul de compoundare este
cosW , a
3W , o parte este
1dR
sW final se
C .
C , este for
4W
-
80
3dR
n serie 4321 R,R,R,R 4R .
t prin redresorul
2dR
VA80tensiunea -zis al
1dR resorul 2dR este blocat de
tensiunea mai mare a redresorului de putere 1dR care preia n continuare, alimentarea
matului
3W , este deter
1W
2W 2W
este defazat cu 090
elementul de compoundare.
rii transformatorului de
3W 3W
motorului pri
%100
atismul
%5,2 din valoarea
-
81
4R
4R C , scade
sW
tensiunii de la bornele generatorului. Rezistorul 4R permite reglarea tensiunii generatorului
de la %2 la %7
caracteristicii externe. Pentru reglarea statismului, circuitul de ajustare este format din:
transformatorul de curent CTr 4W a transformatorului de
1R .
curent CTr este scurcircuitat prin nchiderea contactului 2a
2a
1R
1R
4W 3dR
BCU
1R
figura 2.4.18 se
Fig. 2.4
-
82
BCU
1R .
1RBCr UUU (2.4.28)
Pentru 1cos 1R 090
tensiunea de linie, iar pentru 0cos coincide ca faza cu tensiunea de linie. Astfel
tensiu
sW
-
Reglarea statismului caracteristicii de reglare rG fU
1R 1R
cnd caracteris
2.4.5
corector de tensiune tranzistorizat
Principalele date tehnice
cu precizie de %1 la schimbarea
sarcinii de la 0 la %100 , a factorului de putere de la 1 la 0 limitele %5,2 .
Sc sunt prezentate n figura 2.4.19.
1dR pentru alimentarea n
2dR de alimentare a
-
83
Transformatorul de comp
1W 2W 3W ,
sW
1dR 4W
Fig. 2.4.19 Schema generatorului auto corector de tensiune
-
84
C .
1dR .
este %110107
sW
sW
generatorului. Tensiunea gen
n figura 2.4
intrarea corectorului. Acest semnal este redresat, netezit cu filtrul format din
Cu de la bornele condensatorului are
2.4.20b. Tensiunea Cu
diodei stabilizatoare Z. Valoarea tensiunii de deschidere a diodei zener, U,
.comu Hz100 (figura 2.4
-
85
Fig. 2.4 ensiune
n figura 2.4 nsiune.
Fig. 2.4.21 Schema corectorului de tensiune cu semiconductori
-
86
MTr
de linie, ACU lui PTr care
transformatorului PTr
MTr , se culege un semnal
1n
.21 R,R
n continuare semnalul este filtrat cu filtrul format din condensatorul 1C ,
8R 2n . Pragul de deschidere al diodei
2n
2n
impulsul pe baza tranzitatorului npnT1 . n perioada n care tensiunea
1T .
1T , deschide acest
condensatorul 3C
pnpTiT,npnT 432 ;
diodele 43 n,n ; condensatorul 3C ; divizorul de tensiune 124 R,R 10R .
-
tranzistorului 2T 2T va fi
deschis. Curentul din colectorul tranzistorului 2T are o asemenea valoare nct
deschide tranzistorul 3T
4T or care va duce la nchiderea
tranzistorului 4T .
tranzistorul 1T 3C care
10R 3C ,
-
87
tensiunea 3CU 12R12 U,R , iar la
10R
3CU este mai mare ca 12RU tranzistorul 2T
re tensiunea 3CU 12RU . n perioada n care
2T 3T va fi de asemenea nchis. Curentul care parcurge
11R nu se mai nchide prin circuitul colector al tranzistorului 3T
-emitor al tranzistorului 4T care n acest fel se deschide
,4T
D).
3C se
12R3C UU .
32 T,T 4T
t fel, la impulsuri mari ale
4T
Parametrii elementelor schemei corectorului de tensiune se aleg astfel nct
amplificatorului are forma, unor impulsuri dreptunghiulare.
2rR (fig. 2.4.19) permite reglarea tensiunii de la %5 la %10 din nU .
1n 2R . Prin
2R se poate
2rR (fig.2.4.19).
43 R,R
4T . Reglarea paramet
diodei zener, 2n K5,2 . Sensibilitatea
-
88
generatorului GS, prin circuitul 52 RC . La sc
2C
2C
sistemului de reglare.
-7R
6R .
droselului se induc tensiunii electromotoare ale armonicelor superioare. Aceste tensiuni electromotoare nsumate
cu tensiunea sursei de alimentare pot pune n pericol tranzistorul 4T
supratensiunilor n circuitul lui col
65 n,n (figura 2.4 -colector a
tranzistorului 4T
4T
atunci se deschide dioda 5n
contrar al tensiunilor electromotoare dioda 6n nchide n scurcircuit tranzistorul
4T
2.4.19). Acest bloc se compune din: transformatorul de curent CTr , transformatorul
de tensiu PTr 1012 R,R .
a transformatorului de curent, TC le, 2/ , n punctul
PTr . Prin aceasta tensiunile
2/
primare ale transformatorului PTr
-
89
transformatorului PTrtensiunii de linie
ACU ului.
12R 10R
transformatorului PTr
-se n acest fel modificarea statismului caracteristicii
externe a generatorului, GrG IfU .
La f
12R 10R
conductoarele de egalizare nu trece curent.
12R 10R
curent de egalizare care produce dezechilibrul tensiunilor n
transformatorului PTr
e
anul
ale transformatorului PTr
%10 d
12R
10R
%3 10R .
ale caracter
-
90
12R 10R e n paralel.
n figura 2.4.22
Schema din figura 2.4.22
generatoarelor cu corector de tensiune tranzisto 2.4
sincrone tip MCK.
Fig. 2.4.22
din seria MCK
Elementele componente ale schemei din figura 2.4.24 sunt: 21 G,G -
PTr - transformator divizor
CTr - transformator curent; rR -
21 R,R -
-
91
21 a,a -
generatoarelor la bare; 3a -
BE - bare de egalizare.
2.4.5.4.
sincrone produse de IPA
Principalele date tehnice.
ent final un redresor
monofazat semicomandat
Precizia de reglare a tensiunii este de %1
sarcinii de la 0 la %100 .
s3,0 .
Domeniul de reglare a tensiunii pentru regimul stabil permanent este %5 din valoarea tensiunii nominale.
Gradul de statism poate fi reglat n limitele %10.....0 . metalic pe
sunt prezentate n figura 2.4.23 E
a)
b) amplificare.
c)
d) amplificatorul de impuls, AI.
a) b) partea de autoamorsare c) partea de amorsare
- supravegher
-
-
92
-
- stabilirea valorii impuse a tensiunii pentru regimul permanent - modificarea statismului caracteristicii de reglare.
Autoexcitarea generatorului se face automat n cazul n care tensiunea
V3
de V3
BR.
Fig. 2.4.23 Schema bloc a sistemului ESEN
U , se poate regla tensiunea
la bornele generatorului n limitele %5 ,nU
-
93
statism n limitele %10.....0
caracteristicii externe, GrG fU
2.4.24 n paralel a generatoarelor autoexcitate cu sistem ESEN.
Pentru
n acest caz precede oprirea motorului diesel.
Figura 2.4.24 Legarea n paralel a generatoarelor autoexcitate cu sistem ESEN