Rendszerek energiaellátása 7.előadás Szinkrongépek A szinkron szó görög eredetű magyarul azt jelenti, hogy egyidejű. - Öntöttvas házba van beépítve a vasveszteség csökkentésére lemezekből összeépített állórész lemeztestek hornyaiban helyezkedik el a váltakozó áramú tekercselés. - Hengeres forgórész gerjesztő tekercselése hornyokban fekszik és a vastest gyártástechnológiai okokból lemezelt. - Kiálló pólusú forgórész tömör acélból készül, pólusain a gerjesztő tekercsekkel.

Rendszerek energiaellátása 7.előadás A Tisza II. erőmű szinkron generátora1.

Rendszerek energiaellátása 7.előadás Nagy fordulatszámoknál hengeres, kis fordulatszámoknál kiálló pólusú gépet használnak. hőerőművekben alkalmazott generátorok forgórésze hengeres, vízierőművek kisfordulatszámú generátoraiban alkalmazott forgórész lehet kiálló is. A szinkron generátor működési elve: Az egyenáramú tekercselésű forgórészre gerjesztést kapcsolva egy álló mágneses mező alakul ki. Ha a forgóreszt megforgatjuk, az állórész vezetőiben (az armatúrában) a mozgási indukció következtében feszültség indukálódik. A feszültség frekvenciája a forgatás sebességétől és a pólusok számától függ. Ha a generátor állórészére fogyasztót kapcsolunk, áram indul meg, a gép a tengelyen bevezetett mechanikai energiát villamos energiává alakítja át. A szinkron motor működési elve: Ha a motor állórészére háromfázisú váltakozó feszültséget kapcsolunk, az szinkron fordulatszámmal forgó mágneses mezőt hoz létre. Ezt úgy is felfoghatjuk, hogy az állórész mezeje egy szinkron fordulatszámmal forgó mágnes. Ha a forgórész egyenáramú gerjesztését bekapcsoljuk, az állórész mágnese másodpercenként 50-szer fogja vonzani taszítania a még álló forgórészt. A gép forgórésze nagy tehetetlenségénél fogva ezt a gyors változást követni nem tudja, így a szinkron motor csak úgy képes forogni, hogy a forgórészt az állórész hálózatra kapcsolása előtt szinkron, vagy közel szinkron fordulatszámra kell hozni.

Rendszerek energiaellátása 7.előadás Ha egy szinkron gépet generátorként működtetünk, a pólusok száma /p/ és a fordulatszám /n/ meghatározza a frekvenciát.. A szinkron fordulatszám: forgó mező fordulatszáma.

Rendszerek energiaellátása 7.előadás A terhelés hatása a szinkron gépre Ohmos terhelés hatására az önállóan üzemelő szinkron generátor feszültsége csökken, fékezi a hajtó gépet. Ideális induktív terhelés hatására a gép feszültsége jelentősen csökken, de fékező nyomaték nem lép fel. Ideális kapacitív terhelés hatására a gép feszültsége megemelkedik, de fékező nyomaték nem lép fel. Amennyiben a terhelés induktív, vagy kapacitív jellegű (de nem "tisztán" induktív vagy kapacitív), úgy a feszültség csökken, illetve nő, és fékező nyomaték is fellep. A gerjesztés hatása a szinkron gépre Kapcsoljuk a szinkron generátort olyan hálózatra, amelynek a feszültsége és a frekvenciája állandó. A szinkron állapothoz képest növeljük meg a generátor gerjesztő áramát. Azt tapasztaljuk, hogy a generátorból tisztán meddő áram folyik a hálózat fele. Ilyenkor a generátor úgy viselkedik, mint egy kapacitás. Most a gerjesztő áram értékét csökkentsük a szinkronozás pillanatában fennálló értékhez képest. Azt tapasztaljuk, hogy a hálózatból folyik áram a gép felé, és a generátor úgy viselkedik, mint egy induktivitás. Ha változtatjuk a gép hajtónyomatékát is, akkor a generátor az előbbihez hasonlóan viselkedik, csak most az áramnak lesz wattos összetevője is.

Rendszerek energiaellátása 7.előadás Az elmondottakat az un. „V” görbék mutatják meg, amelyek a generátor kapocsáram változását adjak meg a gerjesztő áram függvényében. A ”V” görbék jellemzői egy görbe menten a wattos teljesítmény állandó a P1-hoz tartozó görbe wattos összetevőjének értéke nulla. a görbék legalsó pontján csak wattos áram folyik, a cosfi = 1

Rendszerek energiaellátása 7.előadás Szinkron-gépek alkalmazási területei Mechanikai energiának váltakozó áramú villamos energiává történő átalakítására szolgálnak a szinkron-generátorok. - Váltakozó áramú villamos energiának mechanikai energiává való átalakítására szinkron motorok használhatók. - Használhatjuk a fentieken kívül a szinkron gépeket a váltakozó áramú hálózat meddő teljesítményének fedezésére, tehát fázisjavításra. Hálózatra kapcsolás Szinkron generátorok ritkán járnak egyedül; párhuzamos üzemüket ugyanazok a biztonsági és gazdasági okok teszik szükségessé, amelyek miatt transzformátor állomásokat és egyenáramú telepeken is a teljesítmény szükségletet több, párhuzamosan kapcsolható egységre osztjuk el. A párhuzamos üzem feltételei : feszültség azonossága frekvencia azonossága fázissorrend azonossága fázishelyzet azonossága

Rendszerek energiaellátása 7.előadás A feszültség nagyságát a gerjesztéssel szabályozzuk. A frekvenciát a hajtógép fordulatszámával állítjuk be. A helyes fázissorrendet véglegesen felszerelt telepen csak egyszer kell megállapítani pl. két fázissorrend érzékeny aszinkron motor alkalmazásával. Ellentétes forgásirány esetén a még be nem kapcsolt gép két kapcsát felcseréljük. A feszültségek fázisazonosságának ellenőrzésére külön készülék szükséges. A legrégibb és legegyszerűbb ilyen készülék az un. fázislámpa. A lámpát vagy lámpákat az összekötő pontok közé kapcsoljuk, amit az ábrán az egyfázisú gép esetén látható. A gépet akkor szabad bekapcsolni, ha a lámpák nem világítanak. A ˇbˇ vázlatának megfelelő kapcsolás esetén viszont a fázisazonosság jele az, hogy a lámpák nagyobb fénnyel világítanak. (Vonali feszültséget kapnak)

Rendszerek energiaellátása 7.előadás A szinkronozás folyamata

Rendszerek energiaellátása 7.előadás Gyűjtősínek Az erőműben fejlesztett, vagy az alállomásba, illetve mezőbe beérkező és onnan távozó energia gyűjtőhelye a gyűjtősín. Gyűjtősín rendszerek Egyszerű, a kör és kettős gyűjtősín. Egyszerű Kivitelében egy folytonos vezető az energia irányítása és szétosztása változatlan feszültségen történik. Az elmenő ágakat szakaszolókkal kell határolni. Hátránya, hogy a kimenő energia megszakítói nagyok és drágák, utánuk bekövetkező hibát az összes generátor, vagy a bejövő vezetékek táplálják, tehát az összes bejövő rendszer teljes zárlati teljesítőképességére méretezendők.

Rendszerek energiaellátása 7.előadás Sínszakaszoló alkalmazása Ezzel az egyszerű gyűjtősín szétválasztott üzemre is alkalmassá tehető. Ha az energia szétosztása nem a generátor vagy az alállomásba bejövő feszültségen történik, akkor külön gyűjtősín szükséges mind a kisfeszültségű, mind a nagyfeszültségű oldal részére. Hátránya: bonyolultabb, sok megszakító, szakaszoló, két sin.

Rendszerek energiaellátása 7.előadás Az egyik egyszerűsítés az, hogy a transzformátorokat a kimenő vezetékkel egy kapcsolási egységbe foglaljuk, azokat beépítjük a kimenő vezetékekbe ezzel a gyűjtősínek száma ismét egyre csökkent és megfelelően csökkent a megszakítók és szakaszolók száma is.

Rendszerek energiaellátása 7.előadás A másik egyszerűsítés abból áll, hogy a transzformátorokat a generátorokkal, vagy a bejövő vezetékekkel foglaljuk össze egy kapcsolási egységbe. Ez az elrendezés az előbbinél gazdaságosabb, mert a trafók nagyobbak, számuk kevesebb és jobb hatásfokúak. A transzformátorok nagy reaktanciájukkal természetes védőberendezései a generátoroknak Nagy erőművek kedvelt típusa..

Rendszerek energiaellátása 7.előadás A kör gyűjtősín A kör gyűjtősín a körvezetékek mintájára van felépítve. A gyűjtősín egyik oldalához csatlakoznak a bejövő másik oldalán a kimenő vezetékek, és minden csatlakozást egy-egy sínszakaszoló határol. Ha ezek valamennyien zárva vannak, minden vezetékhez két út vezet, ami a biztonság fokozását jelenti.

Rendszerek energiaellátása 7.előadás A kettős gyűjtősín A kettős gyűjtősín a korszerű nagy erőművek és alállomások gyűjtősín rendszere, amely a gyűjtősínek tekintetében 100%-os tartalékot és így karbantartás, vagy Szerelés szempontjából teljes kapcsolási szabadságot és biztonságot jelent. Lényegében két teljesen egyenértékű egyszerű gyűjtősín, amelyekhez megfelelő szakaszolók közbeiktatásával a bejövő és kimenő vezetékek tetszőlegesen csatlakozhatnak. Bármelyik gyűjtősínnél üzem közben áttérhetünk a másikra.

Rendszerek energiaellátása 7.előadás Köszönöm a megtisztelő figyelmet!