Prądnica synchroniczna jest maszyną prądu przemiennego, której wirnik w stanie ustalonym obraca się z taką samą prędkością, z jaką wiruje pole magnetyczne. Rozwiązania konstrukcyjne prądnic synchronicznych zależą od ich prędkości obrotowej oraz mocy i związanego z nią systemu chłodzenia. Zamienia energię mechaniczną w elektryczną (media == turbina == generator == sieć)
Rozróżnić w energetyce można: -Turbogenerator - jest to generator przystosowany do pracy z turbiną parową/gazową, charakteryzuje się wysokimi prędkościami obrotowymi (1500obr/min i 3000 obr/min). Wirniki turbogeneratorów są długie i niewielkiej średnicy (1,5m) niż hydrogeneratorów (do kilkunastu metrów) ze względu na wysokie prędkości obwodowe. Wraz z turbiną parową i instalacjami pomocniczymi (układ olejowy, chłodzenia, regulacji) nazywamy Turbozespołem.
- Hydrogenerator - generator przystosowany do pracy z tubiną wodną, charakteryzuje się niską prędkością obrotową i można go rozpoznać poprzez dużą średnicę wirnika i stojana. Duże jednostki pracują "w pionie" zesprzęglone z turbiną wodną. Wraz z turbiną wodną taki zestaw nazywa się Hydrozespołem.
Generator może pracować jako silnik, jednak w przypadku turbozespołu jest to stan awaryjny i jest on zabezpieczony od pracy silnikowej, natomiast hydrozespoły jeśli są wyposażone w turbiny wodne odwracalne i taka praca jest niezbędna (elektrownia szczytowo-pompowa).
Jak działa turbogenerator/hydrogenerator?
Rozpędźmy sobie wirnik turbozespołu do prędkości obrotowej 3000obr/min i jego uzwojenia zasilmy prądem stałym (uzyskujemy wirujące pole magnetyczne o częstotliwości 50Hz) to w uzwojeniach fazowych stojana wyindukuje się siła elektromotoryczna (napięcie) proporcjonalna do prądu wirnika (wzbudzenia). Po osiągnięciu odpowiednich obrotów (czyli 3000obr/min) i odpowiednim wzbudzeniu generatora mamy na zaciskach generatora napięcie o danej częstotliwości - która powinna mieć bardzo zbliżone parametry do parametrów sieci do jakiej generator przyłączymy. Po zsynchronizowaniu z siecią otwierąc dopływ pary do turbiny generator nie będzie dalej się rozpędzał (tak jak np. silnik w samochodzie po dodaniu gazu) tylko będzie wirował z częstotliwością sieci i wytworzy obciążenie względem turbiny czyli PRĄD ( ͡°͜ʖ͡°)
Ważna część turbo/hydro-zespołu a mianowicie wzbudnica. W poprzednim akapicie napisałem że uzwojenia wirnika generatora zasilamy prądem stałym - a skąd go wziąć? Wzbudnica jest to maszyna prądu stałego (samowzbudna) i jest zesprzęglona z wałem turbo/hydrozespołu (turbina==generator==wzbudnica), wytwarza prąd stały który jest potrzebny do wzbudzenia generatora. Istnieją rozwiązania zasilania uzwojeń wirnika generatora z prostowników, baterii akumulatorów, układu tyrystorowego umieszczonego w wale generatora (odpada jedno sprzęgło) ale w klasycznych turbo/hydro-zespołach jest to wzbudnica jako osobna maszyna elektryczna.
Już wiemy, że częstotliwość w systemie elektroenergetycznym w normalnym układzie pracy wynosi 50Hz i wszystkie wirniki turbogeneratorów pracujące ze sobą synchronicznie, wirują z prędkością obrotową 3000obr/min w zachodniej europie UCTE.
Zagadka na dziś:
W jaki sposób hydrogenerator wytwarza prąd o częstotliwości 50Hz skoro jego prędkości obrotowe są o wiele niższe niż turbogeneratorów?
A podpowiedź w komentarzu ( ͡°͜ʖ͡°)
#elektrowniawodna <= jeśli jesteś zainteresowany takimi ciekawostkami obserwuj ten tag ( ͡°͜ʖ͡°)
Turbogenerator z jedną parą biegunów wykonując jeden obrót wirnika wytworzy nam jedną sinusoidę prądu - przy 3000obr/min będzie 50 sinusoid na sekundę czyli 50Hz.
Zwiększając liczbę par biegunów zwiększamy liczbę wytworzonych sinusoid podczas jednego obrotu i można obniżyć prędkość obrotową lecz zwiększamy średnicę stojana, dlatego hydrogeneratory mają taką budowę.
Idę spać bo jestem po nocce, mam nadzieję że nie ma
@DywergencjaRotacji: Wbrew pozorą rozwiązania inne niż maszyny prądu stałego są dużo częściej stosowane przy generacji prądu ogólnie na świecie idąc w ilość. Wzbudnice statyczne z przekształtnikiem tyrystorowym albo jak na 99,99% statków wzbudnica prądu przemiennego z mostkiem prostowniczym na walę (brushless exciter), bo inne rozwiązanie na morzu kompletnie nie przejdzie.
Fajny opis, prosty - brakuje może ważnej informacji - tego że nawet żeby generator cokolwiek wytrwarzał to trzeba go wprowadzić w
@galaxybear: prędkość zależy od liczby biegunów generatora. Czestotliwosc to f = n * p / 60 gdzie n - predkosc obrotowa wału, p - liczba par biegunów. Pary biegunów to najprościej mówic tmiejsca gdzie nawinięte jest uzwojenie wzbudzenia generatora i postaje pole elektryczne. Im więcej ich masz tym częściej pole elektryczne mija te same uzwojenia w których prąd jest generowany więc można wolniej obracać wałem ... tego sie nie da łatwo
@norweski_drwal: 3000 obrotów daje się dla mniejszych turbin (mają krótsze łopatki- a więc i siły odśrodkowe działające na końce łopatek nie są aż tak duże), natomiast z tych samych powodów daje się 1500 obrotów dla turbin dużych (zbyt duża siła odśrodkowa mogłaby pourywac łopatki na turbinie)
@norweski_drwal: parametry pary "do tego" - to znaczy do czego- do prędkości obrotowej? Z tego co wiem to nie mają. Tak jak kolega napisał we wpisie głównym- podajesz taką ilośc pary, aż turbogenerator osiągnie obroty takie żeby wytwarzac prąd 50Hz, a później synchronizujesz z siecią. Po synchronizacji, dalsze obciązanie łopatek turbiny to jest już mocą generowaną w sieć.
@losBamberos88: Okej, tak tylko pytam jak to jest ;) Mam na myśli niższą temperaturę i ciśnienie pary np. w el. atomowej w porównanie do pary w el. konwencjonalnej. Co właśnie powoduje, że łopatki muszą być większe..
@norweski_drwal: gdyby tamte turbiny były mniejszych mocy, to turbiny w el. jadrowych pewnie też mogłyby pracować przy 3000 obrotach :), jednak 1000 MW mocy = ogromne łopatki turbin i przez to 1500obrotów
@losBamberos88: Niektóre pracują na 3000 obr/min (el. atomowe) ale patrząc na gabaryty.. to są chyba z dwa razy większe niż w el. węglowej. No i moc znacznie poniżej 1000 MW.
@DywergencjaRotacji: Nie wiem czy nie #offtop ale zapytam :D Czy silniki elektryczne takie jak w Tesli i innych autach beda bardziej bezawaryjne twoim zdaniem? Czy zwykly Januszowy warsztat naprawi taki silnik za te 15 lat :d?
@Niebadzlosiem: hm przecież Tesla na nowo nie wymyśla koła (silniki elektryczne), tylko ulepsza akumulatory z tego co kojarzę? Silniki elektryczne i tak pracują praktycznie bezawaryjnie z bardzo wysoką sprawnością
Dzień dobry, właśnie wstałem i ciesze się że jesteście zainteresowani tematem. Już odpowiadam na pytania.
@CheddarDry: w opisie "jak działa generator" jest napisane żeby wprawić w ruch wirnik generatora, a następnie ilością pary regulujemy moc czynną wyprodukowaną przez TG ( ͡°͜ʖ͡°)
@norweski_drwal: 3000obr/min są to typowe obroty dla TG z turbiną parową, 1500obr/min stosuje się przy turbinam gazowych gdzie jest większa średnica wirnika turbiny.
Witam. Dziś kilka słów na temat generatorów.
Prądnica synchroniczna jest maszyną prądu przemiennego, której wirnik w stanie ustalonym obraca się z taką samą prędkością, z jaką wiruje pole magnetyczne. Rozwiązania konstrukcyjne prądnic synchronicznych zależą od ich prędkości obrotowej oraz mocy i związanego z nią systemu chłodzenia. Zamienia energię mechaniczną w elektryczną (media == turbina == generator == sieć)
Rozróżnić w energetyce można:
-Turbogenerator - jest to generator przystosowany do pracy z turbiną parową/gazową, charakteryzuje się wysokimi prędkościami obrotowymi (1500obr/min i 3000 obr/min). Wirniki turbogeneratorów są długie i niewielkiej średnicy (1,5m) niż hydrogeneratorów (do kilkunastu metrów) ze względu na wysokie prędkości obwodowe. Wraz z turbiną parową i instalacjami pomocniczymi (układ olejowy, chłodzenia, regulacji) nazywamy Turbozespołem.
- Hydrogenerator - generator przystosowany do pracy z tubiną wodną, charakteryzuje się niską prędkością obrotową i można go rozpoznać poprzez dużą średnicę wirnika i stojana. Duże jednostki pracują "w pionie" zesprzęglone z turbiną wodną. Wraz z turbiną wodną taki zestaw nazywa się Hydrozespołem.
Generator może pracować jako silnik, jednak w przypadku turbozespołu jest to stan awaryjny i jest on zabezpieczony od pracy silnikowej, natomiast hydrozespoły jeśli są wyposażone w turbiny wodne odwracalne i taka praca jest niezbędna (elektrownia szczytowo-pompowa).
Jak działa turbogenerator/hydrogenerator?
Rozpędźmy sobie wirnik turbozespołu do prędkości obrotowej 3000obr/min i jego uzwojenia zasilmy prądem stałym (uzyskujemy wirujące pole magnetyczne o częstotliwości 50Hz) to w uzwojeniach fazowych stojana wyindukuje się siła elektromotoryczna (napięcie) proporcjonalna do prądu wirnika (wzbudzenia). Po osiągnięciu odpowiednich obrotów (czyli 3000obr/min) i odpowiednim wzbudzeniu generatora mamy na zaciskach generatora napięcie o danej częstotliwości - która powinna mieć bardzo zbliżone parametry do parametrów sieci do jakiej generator przyłączymy. Po zsynchronizowaniu z siecią otwierąc dopływ pary do turbiny generator nie będzie dalej się rozpędzał (tak jak np. silnik w samochodzie po dodaniu gazu) tylko będzie wirował z częstotliwością sieci i wytworzy obciążenie względem turbiny czyli PRĄD ( ͡° ͜ʖ ͡°)
Ważna część turbo/hydro-zespołu a mianowicie wzbudnica. W poprzednim akapicie napisałem że uzwojenia wirnika generatora zasilamy prądem stałym - a skąd go wziąć? Wzbudnica jest to maszyna prądu stałego (samowzbudna) i jest zesprzęglona z wałem turbo/hydrozespołu (turbina==generator==wzbudnica), wytwarza prąd stały który jest potrzebny do wzbudzenia generatora. Istnieją rozwiązania zasilania uzwojeń wirnika generatora z prostowników, baterii akumulatorów, układu tyrystorowego umieszczonego w wale generatora (odpada jedno sprzęgło) ale w klasycznych turbo/hydro-zespołach jest to wzbudnica jako osobna maszyna elektryczna.
Już wiemy, że częstotliwość w systemie elektroenergetycznym w normalnym układzie pracy wynosi 50Hz i wszystkie wirniki turbogeneratorów pracujące ze sobą synchronicznie, wirują z prędkością obrotową 3000obr/min w zachodniej europie UCTE.
Zagadka na dziś:
W jaki sposób hydrogenerator wytwarza prąd o częstotliwości 50Hz skoro jego prędkości obrotowe są o wiele niższe niż turbogeneratorów?
A podpowiedź w komentarzu ( ͡° ͜ʖ ͡°)
#elektrowniawodna <= jeśli jesteś zainteresowany takimi ciekawostkami obserwuj ten tag ( ͡° ͜ʖ ͡°)
#ciekawostki #gruparatowaniapoziomu #energetyka #elektrownie #qualitycontent #ejboners
źródło: comment_Xn4MIrh8wE4GumxG1jglpdutuVCOdjH0.jpg
Pobierzźródło: comment_uestDl7NbgUMEghGxgqUEZFcKgXV7yRD.gif
PobierzTurbogenerator z jedną parą biegunów wykonując jeden obrót wirnika wytworzy nam jedną sinusoidę prądu - przy 3000obr/min będzie 50 sinusoid na sekundę czyli 50Hz.
Zwiększając liczbę par biegunów zwiększamy liczbę wytworzonych sinusoid podczas jednego obrotu i można obniżyć prędkość obrotową lecz zwiększamy średnicę stojana, dlatego hydrogeneratory mają taką budowę.
Idę spać bo jestem po nocce, mam nadzieję że nie ma
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Turbo_(Polish_band)
Fajny opis, prosty - brakuje może ważnej informacji - tego że nawet żeby generator cokolwiek wytrwarzał to trzeba go wprowadzić w
A dlaczego raz stosowana jest prędkość 1500 a raz 3000 obr/min ? Od czego to zależy ?
@CheddarDry: mgr. inż. elektryki ( ͡° ͜ʖ ͡°)
Tak jak kolega napisał we wpisie głównym- podajesz taką ilośc pary, aż turbogenerator osiągnie obroty takie żeby wytwarzac prąd 50Hz, a później synchronizujesz z siecią. Po synchronizacji, dalsze obciązanie łopatek turbiny to jest już mocą generowaną w sieć.
Mam na myśli niższą temperaturę i ciśnienie pary np. w el. atomowej w porównanie do pary w el. konwencjonalnej. Co właśnie powoduje, że łopatki muszą być większe..
Czy silniki elektryczne takie jak w Tesli i innych autach beda bardziej bezawaryjne twoim zdaniem? Czy zwykly Januszowy warsztat naprawi taki silnik za te 15 lat :d?
@CheddarDry: w opisie "jak działa generator" jest napisane żeby wprawić w ruch wirnik generatora, a następnie ilością pary regulujemy moc czynną wyprodukowaną przez TG ( ͡° ͜ʖ ͡°)
@norweski_drwal: 3000obr/min są to typowe obroty dla TG z turbiną parową, 1500obr/min stosuje się przy turbinam gazowych gdzie jest większa średnica wirnika turbiny.
Komentarz usunięty przez autora