Головним призначенням даного агрегату є перетворення енергії механічного типу, одержуваної внаслідок обертання турбіни (газової або парової), в електричну. Дане перетворення є результатом обертання магнітного поля самого ротора в статорі. Виникає це поле через встановленого на роторі магніту або струму постійної напруги. Це сприяє виникненню струму в обмотках статора, а також змінного трифазного напруги. Вони прямо пропорційні цьому полю.
Застосовуються турбогенератори на атомних і теплових електростанціях. Як функціонує генератор ТЭЦ, і про переваги компанії DMEnergy, котра займається поставками даного обладнання читайте на сайті dm.energy.
Основні технічні характеристики і типи генераторів
Залежно від потужності даного обладнання, його поділяють на три основні категорії:
- 2,5 - 32 МВт;
- 60 - 320 МВт;
- потужність турбогенераторів більш ніж 500 МВт.
Що стосується частоти обертання, то турбогенератори бувають:
- двополюсні з частотою обертання від 1500 до 1800 оборотів в хвилину;
- чотириполюсні (300 - 3600 об / хв).
До конструкції турбогенератора входить циліндричний ротор, який монтується на 2-х спеціальних підшипниках ковзання, і двошарові обмотки статора.
Залежно від того, яка застосовується система збудження, ці агрегати можуть бути з незалежним і статичним самозбудженням, а також безщітковими.
Залежно від електричної потужності і самих технічних завдань енергопостачання, розрізняють наступні типи турбогенераторів з різними системами охолодження:
- масляні;
- повітряні;
- водневі;
- асинхронні;
- комбіновані воднево-водяні.
Останній тип даних пристроїв найчастіше використовують для роботи на АЕС. Асинхронні ж турбогенератори знайшли своє застосування в енергетичних системах з високими коливаннями навантаження і складі потужних ТЕЦ.
Агрегати з масляним і повітряним охолодженням застосовують для роботи на теплових електростанціях (ТЕС), що володіють різною потужністю.
Термін служби турбогенераторів залежить від умов його експлуатації. Також, на нього впливає нагрів основних вузлів (ротора, обмоток і сердечника статора) і охолоджуюча середу. Крім цього слід пам'ятати і знати, що тривале перевищення напруги на трансформаторах, обмежниках напруги, шунтуючих реакторах більше допустимого призводить до істотного зниження терміну експлуатації даного агрегату і зростання аварійності.
Конструкція турбогенератора
Сюди входить два найголовніших компонента - статор і ротор. Кожен з них володіє наявністю безлічі елементів і систем. Ротор являє собою обертовий пристрій турбогенератора. На нього впливають електромагнітні, механічні та термічні навантаження. Статор же встановлений стаціонарно. Але на нього також впливають різні динамічні навантаження (високовольтні, крутні, вібраційні та ін.).
Сердечник самого турбогенератора збирають з високолегованої листової гарячекатаної сталі. Якщо ж його потужність перевищує 100 МВт, то використовується холоднокатана сталь. Її листи розташовані таким чином, щоб напрямок, в якому рухається магнітний потік в спинці самого сердечника, збігалося з напрямком прокатки стали. З цих листів набираються спеціальні пакети, з яких вже формуються елементи сердечника.
Всі наявні вентиляційні канали між цими пакетами виготовляються за допомогою розпірок зі сталі немагнітного типу.
Обмотки статора роблять двошаровими і стійкими до корозії. У кожен наявний паз вставляються два стержня, які відносяться до двох різних секціях. У самих обмотках застосовується безперервна ізоляція.
Статор турбогенератора включає в себе сам несучий корпус, в який встановлюється сердечник, і ребра, жорстко пов'язані з опорними рамами. Між цими двома елементами встановлюються пружні деталі. Виготовляються вони у вигляді прямокутних еластичних призм. Між опорними площадками присутні наскрізні овальні отвори.