Naslov
Doprinos mehaničkom proračunu sinkronog generatora s istaknutim polovima s obzirom na prijelazna stanja elektroenergetskog sustava
(Synchronous generator with salient poles mechanical calculation contribution with regard to power supply transient phenomena)

Autori
Švigir, Nikola

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet strojarstva i brodogradnje

Mjesto
Zagreb

Datum
23.07

Godina
1999

Stranica
171

Mentor
Stegić, Milenko

Ključne riječi
mehanički izračun; sinkroni generator s istaknutim polovima; turbina; rotor pol; osovina; opterećenje; naprezanje; čvrstoća; deformacija; elektroenergetski sustav; prijelazno stanje; tropolni kratki spoj; dvopolni kratki spoj; elektromagnetski moment; auto
(Mechanical Calculations; Synchronous Generator with salient poles; Turbine; Rotor; Pole; Shaft; Loading; Strain; Strength; Deformation; Power System; Transient phenomenon; Three phase fault; Phase to phase fault; Electric air – gap torques; Automatic tripl)

Sažetak
U radu su istražene prijelazne pojave u neposrednoj blizini sinkronog generatora koji je priključen na elektroenergetski sustav, a imaju utjecaj na njegovo mehaničko dimenzioniranje. Naime zbog važnosti svakog sinkronog generatora, u elektrani, kao elementa u kojem se realizira elektromehanička pretvorba energije nužno je da takav element bude projektiran i izveden s visokim stupnjem pouzdanosti, odnosno raspoloživosti i to kako s mehaničkog tako i električkog motrišta. Pri mehaničkom i električkom izračunu sinkronog generatora s istaknutim polovima, uglavnom, se polazi od ne samo stacionarnih stanja pogona već i od prijelaznih stanja koja postavljaju "oštrije" zahtjeve na potrebne izračune i samu izvedbu. Kada je riječ o prijelaznim stanjima analiziraju se, prije svega, kratki spojevi na stezaljkama generatora, nesimetrična opterećenja , tzv. udarno rasterećenje, pogrešna sinkronizacija i primjena tehnike automatskog (tropolnog ili jednopolnog) ponovnog uključenja na dalekovodima preko kojih generator predaje snagu odnosno električnu energiju u elektroenergetski sustav. Raniji pristupi pri izboru "najtežeg" prijelaznog stanja za mehaničko dimenzioniranje sinkronog generatora s istaknutim polovima (dimenzioniranje namota statora, rotora, polova, osovina, ležajeva i temelja) bili su u svezi s pretpostavkom nastanka tropolnog kratkog spoja na stezaljkama generatora. Međutim, pokazalo se da to nije dovoljno, te da se pri pojavi dvopolnog kratkog spoja u najnepovoljnijem trenutku nastanka (kut između napona na stezaljkama generatora i napona sabirnica na koje je priključen elektroenegeski sustav iznosi 120°el.) može pojaviti elektromagneski moment 1,8 puta veći negoli u slučaju tropolnog kratkog spoja. Iskustva i saznanja o neželjenim posljedicama na nekim sinkronim generatorima u pogonu glede mehaničke otpornosti na stanovita prijelazna stanja u elektroenergetskom sustavu (prije svega uobičajena primjena tehnike automatskog ponovnog uključenja u mreži sustava) ukazala su na potrebu istraživanja pojava u takovom slučaju kao i veličina (elektromagnetski moment, prije svega) koje imaju utjecaja na mehanički izračun generatora. Na konkretnim primjerima sinkronih generatorau HE "Varaždin" i HE "Čakovec" pokazalo se je da se prilikom primjene tropolnog automatskog uključenja pojavljuju, na generatorima elektromagnetski momenti s vrijednostima većim negoli pri "najtežem" dvopolnom kratkom spoju na njihovim stezaljkama. Upravo pomenuto značilo je i potrebu za istraživanjem prijelaznog stanja prilikom primjene navedene tehnike. Izvorno razvijeno programsko sklopovlje, za analizu pojava prilikom primjene tehnike automatskog ponovnog tropolnog uključenja u elektroenergetskom sustavu, na konkretno istraživanim elektranama pokazalo je svoju, fizikalnu, odnosno teorijsku vjerodostojnost i kao takovo se može rabiti pri procesu mehaničkog i električkog projektiranja sinkronih generatora s istaknutim polovima. Za pristup mehaničkom izračunu sinkronog generatora s istaknutim polovima primjenjena je tzv. algoritamska i kriterijska logika u smislu, što je moguće više, upotrebe računala i uzimanja u obzir bitnih kriterija za dozvoljene veličine naprezanja i deformacija, uključivo i dinamičke parametre. Posebna pozornost posvećena je izračunu osovina i stabilnosti mehaničkog hoda generatora gljivaste izvedbe kao i izračunu i dimenzioniranju učvršćenja pola. Glede izračuna osovine došlo se do saznanja da je nužno istraživati torzijski moment na sustav osovina, aksijalnu silu, poprečne sile na rotor agregata, te opterećenje osovine vezano uz centrifugalne sile vlastitih masa. S obzirom na stabilnost hoda utvrđeni kriteriji su u svezi s kritičnom brzinom koja u jednom slučaju treba biti 1,5 puta veća od brzine pobjega (agregat oslonjen na krute oslonce), a u drugom slučaju treba biti 2,5 puta veća od nazivne brzine vrtnje (djelovanje jednostrane magnetske sile). Pri izračunu i dimenzioniranju učvršćenja pola postignuta su saznanja za učinkovitu primjenu metoda elastičnosti i fotoelasticimetrije s kojima se dobiva, realniji (praksi bliži) raspored opterećenja odnosno udjela sile koju prenose pojedini dijelovi konstrukcije učvršćenja pola.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Strojarstvo

POVEZANOST RADA