ГИДРОАГРЕГАТЫ НС
А. ТИПЫ И ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
Насосные агрегаты небольшой мощности выпускаются преимущественно с горизонтальным валом. Для них подбираются стандартные горизонтальные электродвигатели,- изготовляемые в большом разнообразии многочисленными фирмами как в СССР, так и за рубежом.
Сопряжение валов насоса. Расположение (компоновка) родвигателя осуществляется обычно электротехнических устройств олока фланцевыми соединениями, вал вращается в направляющих подшипниках
Горизонтальные двигатели устанавливаются на салазках, крепящихся к фундаментам.
Тихоходные низко- и средненапорные агрегаты средней и большой мощности, а также многоступенчатые насосы высоконапорных установок снабжаются вертикальными электродвигателями. Конструкции вертикальных агрегатов и их-установка рассмотрены в § 10-10.
Мощность, отдаваемая электродвигателем (на валу), определяется по мощности насоса. При выборе электродвигателей следует придерживаться следующей шкалы номинальных мощностей электрических машин (до 10 МВт) по ГОСТ 12139—66: 1000; 1250; 1600; 2000; 2500; 3200, 4000; 5000; 6300; 8000; 10 000 кВт.
Меньшие и большие мощности можно назначать, имея в виду этот же, предусмотренный ГОСТ, предпочтительный ряд чисел.
Мощность, потребляемая электродвигателем из сети, в кВА, определяется по формуле
По суммарной мощности 2S устанавливается мощность транс7 форматоров подстанции.
Серийные горизонтальные и вертикальные электродвигатели выполняются на напряжения 6 и 10 кВ, для капсульных двигателей из-за малых габаритов и условий работы электрические машины выбнрктотся напряжением 3 кВ, при больших габаритах — 6 кВ. Напряжение вертикальных электродвигателей большой мощности асинхронных— только .6. кВ, синхронных.от 5 до 40 МВт— 10 кВ, от 40 до 200 МВт — 15 кВ,-свыше 200 МВт — 20 кВ.
Частота- вращения для синхронных электродвигателей принимается по ГОС-Т 87-04 — 61: 3000; 1500;-750; 600; 500; 375; 300; 250; 187; 167; 125; 100 об/м пп. -.
Промышленностью выпускаются асинхронные и синхронные элек-тродвигатели.
Асинхронные электродвигатели по конструкции проще синхронных. Простота конструкции и схемы управления обеспечивают высокую надежность асинхронных электродвигателей, дешевизну установки, простоту и надежность эксплуатации. Для привода главных циркуляционных насосов на АЭС применяют асинхронные электродвигатели мощностью до 10 МВт.
Синхронные электродвигатели с энергетической точки зрения лучше асинхронных, так как их КПД выше, при работе с опережающим., коэффициентом мощности , (обычно 0,9) они генерируют в сеть реактивный ток и тем улучшают cos. ср сети.. Изменяя силу тока возбуждения можно регулировать реактивную мощность, сети. При падении напряжения в сети синхронные электродвигатели обладают большей электрической устойчивостью, чем асинхронные. Синхронные электродвигатели изготовляются с пусковой короткозамкнутой обмоткой, они так же, как и асинхронные той же мощности, допускают прямой пуск от полного напряжения сети. Схемы пуска и защиты синхронных электродвигателей в настоящее время сильно упрощены и практически равнозначны асинхронным.
При выборе типа двигателя, в первом приближении можно считать, что при мощностях ниже 1000—1600 кВт предпочтительны асинхронные электродвигатели, при мощности более 1,6 МВт—синхронные (рис. 10-6).
Особенностью двигателей для привода насосов является обеспечение пуска под нагрузкой. Момент сопротивления насосного агрегата при трогании с места равен (0,15—0,2) Ми, а к концу пуска (0,7— 0,9) Мп (рис. 10-7). Поэтому все двигатели запроектированы с пусковым моментом не менее 0,3 MHj а момент на подсинхронной скорости равен (не менее). При таких моментах вращения обеспечивается
Рис. 10-7. Пусковые характеристики синхронного двигателя (1,6 МВт; 6 кВ; 600 об/мин; cos ф = 0,9) при прямом асинхронном пуске надежный пуск даже при возможных» посадках напряжения в сети.
Двигатели мощностью до 10 МВт допускают прямой пуск от полного напряжения сети, большей мощности пускаются от пониженного напряжения (через реактор) или предусматриваются специальные способы пуска, опи-санные в § 10-10 В, применительно к пуску в насосный режим обратимых агрегатов ГАЭС.
Пусковой ток при пуске вызывает динамические усилия, наиболее опасные для лобовых частей обмотки. При частых пусках возможны ослабление крепления лобовых частей и механические повреждения. Пусковые токи вызывают и нагрев обмоток. Неравномерный нагрев стержней обмоток статора при частых пусках может привести к термическому разрушению обмотки статора и. пусковой обмотки. Средний нагрев пусковой обмотки насосного двигателя при пуске 120—200 °С. Предельно допустимый нагрев 300 °С.
Асинхронные двигатели насосов АЭС иногда имеют на валу маховики, которые выбираются из условий сохранения насосов в работе при перерыве питания на 0,5—1 с. Допустимый момент инерции определяется из условий пуска агрегата. Нагрев короткозамкнутой обмотки ротора при пуске не должен превышать 300 °С.
Б. КОНСТРУКЦИИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ СИНХРОННЫХ (ВДС)
Для двигателей мощностью до 25 МВт как правило применяется подвесное исполнение машин. Подпятник располагается выше ротора, грузонесущей является верхняя крестовина. Такое исполнение обеспечивает удобство обслуживания и повышает надежность работы.
Статор двигателя или неразъемный, или, при диаметре >4,25 м — разъемный, из двух частей. Ротор состоит из стального обода, корпуса, комплекта полюсов, вентиляторов и вала. Верхняя крестовина — грузонесущая, сварной конструкции, с четырьмя или шестью лапами. Центральная часть крестовины образует масляную ванну, внутри которой размещены подпятник, направляющий подшипник и маслоохладители. Нижняя крестовина сварной конструкции имеет тоже четыре или шесть лап. На лапах нижней крестовины установлены гидравлические домкраты для подъема ротора двигателя и рабочего колеса насоса.
Для вентиляции машины к торцам обода ротора прикреплены центробежные вентиляторы. Воздухоохладители присоединяются к обшивке статора и служат для охлаждения воздуха, выходящего из машины.
Возбуждение синхронных двигателей предусматривается от отдельно стоящего агрегата возбуждения или чаще от возбудителя, устанавливаемого вертикально на валу двигателя. В последнее время создаются статические системы возбуждения на управляемых полупро-водниковых выпрямителях (тиристорах) и применяется компаундирование. Новые системы возбуждения обеспечивают быстродействие и высокую надежность всей схемы. Успешно ведутся исследования и разработка бесконтактных систем возбуждения синхронных машин с вращающимися на валу полупроводниковыми вентилями.
