بررسی چگونگی نصب تجهیزات الكتریكی در نیروگاه در حال ساخت

    —         —    

ارتباط با ما     —     لیست پایان‌نامه‌ها

... دانلود ...

توجه : این فایل به صورت فایل ورد (Word) ارائه میگردد و قابل تغییر می باشد


 بررسی چگونگی نصب تجهیزات الكتریكی در نیروگاه در حال ساخت دارای 71 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد بررسی چگونگی نصب تجهیزات الكتریكی در نیروگاه در حال ساخت  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

بخشی از فهرست مطالب پروژه بررسی چگونگی نصب تجهیزات الكتریكی در نیروگاه در حال ساخت

فصل اول : مقدمه

1-1 انواع ژنراتورها

1-2 پیشینه تاریخی

1-3 استانداردها  و مشخصات

فصل دوم: تئوری ژنراتور سنكرون

2-1 القای الكترومغناطیسی

2-2 سرعت، فركانس و زوج قطبها

2-3 بار، مقادیر نامی و ضریب توان

2-4 MMF ، فلوی مغناطیسی

2-5 فازورهای دوار

2-6 دیاگرام فازوری

2-6-1 ولتاژ نامی، استاتور بدون جریان ، شرایط مدار باز

2-6-2 ولتاژ نامی، جریانت استاتور نامی و ضریب توان نامی

2-7 گشتاور

2-8 سیم پیچ سه فاز

2-9 هارمونیك ها: سیم پیچی توزیع شده و كسری

فصل سوم : روتور و استاتور

3-1 سیم پیچی روتور

3-2 دمنده ها

3-3 هسته استاتور

3-4 سیم پیچی استاتور

فصل چهارم : سیستم های خنك كن

4-1 خنك كن هیدروژنی

4-2 سیستم خنك كن هیدروژنی

4-3 سیستم خنك كن آبی سیم پیچ استاتور

4-4 سیستم های خنك كن دیگر

فصل پنجم: توربوژنراتور TY

5-1 اصل ماشین سنكرون

5-2 تشریح ژنراتور

5-2-1 دورنمایی از ژنراتور

5-2-2 استاتور

5-2-3 سیم پیچ استاتور

5-2-4 روتور

5-2-5 هواكش های محوری(فن های محوری)

5-3 سیستم خنك كننده

5-3-1 مسیر هوا خنك كن در استاتور

5-3-2 مسیر هوای خنك در كنداكتورهای روتور

5-3-3 فیلتر های جبران هوا

5-3-4 كولرها

5-4 یاتاقانها

5-5 رینگهای لغزشی و نگهدارنده های ذغالی

منابع و مآخذ

 

مقدمه
1-1 انواع ژنراتورها
فركانس كار شبكه انتقال CEGB (كمپانی برق بریتانیا)، 50 هرتز می باشد، بنابراین ژنراتورهای سنكرون متصل به این شبكه نیز در فركانس 50 هرتز كار می كند. ژنراتورهای بزرگتر اغلب در سرعت 3000 دور بر دقیقه و بوسیله توربینهای بخار كار می كنند و تعداد كمی از آنها سرعتشان 1500 دور بر دقیقه است. این ژنراتورهای سرعت بالا كه عموماً تحت عنوان توربین ژنراتورها از آن نام برده می شود و دارای روتور استوانه ای  می باشند. موضوع بحث این فصل می باشند. چنانچه منظور نوع دیگری از ژنراتورها باشد. صراحتاً ذكر می گردد.
از مدتها قبل، واحدهای استاندارد شده در شبكه CEGB، ژنراتورهای با ظرفیت 500 و 660 مگاوات بوده اند. در این ظرفیتها شش نوع طراحی مختلف انجام گرفته است كه هر كدام در طول زمان تغییرات ناچیزی نسبت به هم داشته اند. به هر حال این ژنراتورها تا حد بسیار زیادی از نقطه نظر عمكرد بهم شبیه هستند و در صورتی كه یك نوع خاص دارای تفاوت فاحشی باشد، این موضوع ذكر خواهد گردید (رجوع شود به شكل 1-1). قسمت اعظم این فصل به ژنراتورهای با ظرفیت های ذكر شده پرداخته و تئوری كلی ای در مورد ژنراتورهای سنكرون عنوان می گردد. در انتهای این فصل توضیح مختصری راجع به انواع دیگر ژنراتورهای مورد استفاده در CEGB داده خواهد شد.                  
1-2 پیشینه تاریخی
مزیت شبكه های توزیع AC بر DC در اواخر قرن نوزدهم مشخص گردید و رشد سریع شبكه های AC به دنبال خود نیاز به ژنراتورهای AC را بدنبال داشت. ژنراتورهای اولیه، ماشینهای با سرعت پایین بودند كه بوسیله موتورهای رسپیروكال  می چرخیدند، ولی در حوالی سالهای 1900 به بعد ژنراتورها مستقیماً بوسیله توربینهای بخار  سرعت بالا به حركت در آمدند و پایه ماشینهای مدرن امروزی را بنیاد نهادند. روند پیشرفت عمدتاً در محرك ژنراتورها بوده است. توربین ژنراتورهای اولیه هم بصورت محور عمودی و هم بصورت محور افقی ساخته می شدند.

 
شكل 1-1 مقطع ژنراتور600 مگاواتی
از آنجا كه فشار بیشتری بر اتصالات محور نوع عمودی وارد می شود، این نوع ژنراتورها خیلی زود از رده خارج شدند. توسعه ژنراتورهای با محور افقی بسیار سریع بود بطوری كه ژنراتورهای از چند صد كیلووات تا 20 مگاوات در سالهای 1912 ساخته شدند (رجوع شود به شكل 1-2).
 شكل 1-2 ژنراتور20 مگاواتی خنك شده با هوا
بعد از این سالها، افزایش در توان خروجی ژنراتورها تا حدودی محدود بود بطوری كه در دهه  1930، ژنراتورها دارای ظرفیت خروجی تا حداكثر 50 مگاوات بودند. فركانس برق تولیدی در شبكه آمریكا، 60 هرتز است و نتیجتاً ژنراتورهای سنكرون در آمریكا دارای سرعت بالاتری می باشند؛ مثلاً در ماشینهای دو قطبی این سرعت برابر با 3600 دور بر دقیقه می باشد. در این سرعتها اصطلاك هوا سبب ایجاد تلفات بالاتری می گردد و به همین دلیل هیدروژن بخاطر غلظت كمترش به عنوان خنك كننده مناسب تر مورد استفاده قرار گرفت. در بریتانیا استفاده از ژنراتورهای با خنك كن هیدروژنی در سرعت 3000 دور بر دقیقه و ظرفیت خروجی 50 مگاوات در دهه 1950 متداول گردید.
بعدها، جستجو در جهت روشهای دفع حرارت موثر منجر به استفاه از هیدروژن در فشار بالاتر گردید. قدم بعدی استفاده از روغن عایق و نهایتاً در بریتانیا استفاده از آب در تماس مستقیم با هادی سیم پیچیها بود. با این تمهیدات، امكان ساخت ژنراتور با توان خروجی بالا مهیا گردید تا بتواند پس از حمل و نصب بعنوان یك واحد تكی در نیروگاه مورد بهره برداری قرار گیرد كه عمدتاً هم از نظر اقتصادی و هم از نظر عمكلرد جالب بود (رجوع شود به شكل 1-3 ). با توجه به تاكید مهمتری كه در سالهای اخیر بر قابلیت اعتماد در طراحی و قابلیت تعویض قطعات  گذاشته است، رشد افزایش توان خروجی و گامهای توسعه در ژنراتورها، كندتر شده است.
 
شكل 1-3  توسعه وزن و سیستمهای خنك ژنراتور
1-3 استانداردها و مشخصات
استاندارد بریتانیائی حاكم بر ژنراتورها، استاندارد 5000BS می باشد كه در اغلب قسمت ها به استاندارد 4999BS برمی گردد. استاندارد بین المللی قابل مقایسه، استاندارد 34IEC می باشد. استاندارد خاص توربین ژنراتورها، 5000BS و 34IEC است. این استانداردها در برگیرنده مشخصات قابل قبول، مقادیر دماها، ارتعاش ، نویز، میزان عدم توازن در فازها ، محتوای هارمونیكی، محدودیتها و تولرانسها  در كنترل محرك و شرایط تست، به عنوان مثال حدود تست و فشار قوی، می باشند. پارامترهای دیگر از قبیل فشار سیستم روغن و حدود تست تلفات عایقی در استاندارهای مختلف CEGB مشخص شده اند.
احتیاجات خاص برای یك ژنراتور جدید در مشخصات خود ژنراتور گنجانده می شود. این مشخصات عمدتاً بستگی به محل نصب و وظیفه خاص ژنراتور دارد. به عنوان مثال می توان به دمای آب خنك كن و ضریب توان اشاره نمود. این مشخصات می تواند با استانداردهای عملی متفاوت باشد. طول عمر مورد انتظار یك ژنراتور نیز جزء این مشخصات است كه معمولاً حدود 200000 ساعت در طول 10000 دوره روشن و خاموش شدن می باشد. ضمناً این مقادیر در طراحی استفاده می شوند. به عنوان مثال بوجود آمدن تركها بر اثر خستگی به این مقادیر خاص بستگی دارد.


فصل دوم
تئوری ژنراتور سنكرون
به منظور فهم بهتر موضوعهایی كه در قسمت انتهایی این فصل به تفصیل آمده است ، در این قسمت بعضی از اصول اساسی تئوری طراحی ژنراتورهای سنكرون آورده می شود.
2-1 القاء الكترومغناطیسی
در یك ژنراتور سنكرون كه روتور آن با سرعت ثابت می چرخد ، ولتاژ لحظه ای القاء شده در یك هادی استاتور متناسب با چگالی فلوی مغناطیسی كه هادی در آن قرار دارد ، می باشد.
(2-1)                                                            
كه در آن :
e : ولتاژ القاء شده لحظه ای در طول هادی برحسب ولت
  : نرخ تغییرات چگالی فلوی مغناطیسی برحسب تسلا بر ثانیه
I : طول هادی واقع شده در میدان
K : مقدار ثابت
می باشد. به منظور عملكرد سنكرون ژنراتور در یك شبكه انتقال انرژی AC ، ولتاژ القایی باید بصورت سینوسی با زمان تغییر نماید. بدین لحاظ باید تغییرات چگالی فلوی مغناطیسی نیز به صورت سینوسی باشد. این امر بوسیله آرایش مناسب كلاف های روتور تحقق می یابد به نحوی كه فلو دارای چگالی تقریباً سینوسی در اطراف محیط روتور باشد. با چرخش روتور در داخل استاتور ، در هادی های استاتور (به علت واقع شدن در یك محیط با چگالی فلوی سینوسی) ، ولتاژ سینوسی القاء می گردد (رجوع شود به شكل 2-1)
 
شكل 2-1 تولید ولتاژ سینوسی
اندازه چگالی فلوی مغناطیسی را كه عامل تعیین كننده در مقدار ولتاژ القائی در هادی های استاتور می‌باشد، می توان با تغییر جریان اعمال شده به كلافهای سیستم تحریك واقع بر روی روتور تنظیم نمود.

روتورهای ژنراتورهای 50 هرتز از نوع استوانه ای دارای دو قطب می باشد و در سرعت 3000 دور بر دقیقه می چرخند در نوع چهار قطب كه كمتر متداول است ، سرعت چرخش برابر با 1500 دور بر دقیقه می‌باشد. روتورهای با قطب برجسته معمولاً دارای قطبهای بیشتری (بیش از چهار قطب) بوده و بعنوان مثال توربین ژنراتورهای هیدرولیكی Dinorwig   دارای 12 قطب می باشند كه در سرعت 500 دور بر دقیقه می چرخند. ژنراتورهایی كه فركانس دیگری را تولید می كند در كاربردهای خاص مورد استفاده واقع می‌شوند. به عنوان مثال برخی از سیستم های تحریك دارای منبع تغذیه با فركانس 150 یا 400 هرتز می‌باشند.
2-3 بار، مقادیر نامی و ضریب توان
مقادیری كه در این قسمت برای ولتاژها و جریانها آورده می شوند همگی مقادیر موثر هستند مگر اینكه صراحتاً عنوان گردند.
روابط ولتاژ و جریان در یك ژنراتور AC تكی بوسیله ماهیت بار تعیین می گردد. برای یكبار غیر مقاومتی ولتاژ و جریان ژنراتور هم فاز نیستند.
ظرفیت خروجی نامی یك ژنراتور تك فاز با حا صلضرب جریان نامی در ولتاژ نامی برابر است و بر حسب ولت آمپر (VA) ، كیلو ولت آمپر (KVA) و یا مگا ولت آمپر (MVA) بیان می شود. توان اكتیو نامی خروجی ژنراتور با حاصلضرب ظرفیت نامی در ضریب توان نامی برابر است و برحسب وات، كیلووات (KW) یا مگاوات (MW) سنجیده می شود.

ظرفیت خروجی با MCR كه همان ظرفیت پیوسته ماكزیمم  است مشخص می شود كه و بدان معنی است كه ژنراتور قادر نیست اضافه بار پیوسته ای را تضمین نماید. استانداردها تحمل اضافه جریان در مدت خیلی كوتاه و تغییرات قابل قبول در ولتاژ و فركانس را مشخص می نمایند. طبق قرارداد در فشار هیدروژن بالاتر برخی اضافه بارهای بیشتر از مقدار نامی امكان پذیر است.
اگر چه حداقل ضریب توان در شبكه CEGB برابر با 85/0 پس فاز مشخص شده است، ژنراتورها در ضریب توان 9/0 و یا بالاتر كار می كنند و همین امر به ما اجازه می دهد كه عملكرد در توان نامی بالاتر را داشته باشیم به شرط اینكه توربین بتواند توان اضافی را تامین نماید. ولی در هر حال حد توان اكتیو همان حد MVA نامی است.(رجوع شود به شكل 2-2)
2-4 MMF ، فلوی مغناطیسی
عبور جریان مستقیم از هادی هایی كه به دور قطبهای روتور پیچیده شده اند سبب ایجاد یك آهنربای الكتریكی در روتور می گردد كه نتیجتاً یك نیروی محركه مغناطیسی (MMF) خواهیم داشت. این نیرو را می توانیم تحت عنوان نیروی رانش فلوی مغناطیسی بنامیم. مقدار MMF بستگی به ماكزیمم چگالی فلو جهت تولید ولتاژ لازم و همچنین به رلوكتانس مدار مغناطیسی دارد. مدار مغناطیسی از مسیرهای با رلوكتانس كم در آهن روتور و استاتور و همچنین مسیر با رلوكتانس بالا در درون فاصله هوائی تشكیل شده است. رلوكتانس فاصله هوائی نسبتاً ثابت است اما رلوكتانس مسیر آهنی با افزایش چگالی فلو افزایش می‌یابد كه در این حالت اشباع آهن را بدنبال خواهد داشت.
 
 
در یك ماشین سنكرون ، همه كمیاتی كه تغییرات سینوسی دارند (ولتاژ ، جریان و غیره) را می توان بوسیله فازورهایی كه در سرعت ثابت سنكرون می چرخند نشان داد. یك دیاگرام فازوری را می توان به صورت مجموعه ای از فازورها در نظر گرفت كه با رابطه مشخصی نسبت به یكدیگر همگی با سرعت مساوی می چرخند. در یك ماشین سه فازبا خروجی متعادل ، شرایط یك فاز را می توان عیناً مانند فازهای دیگر و با 120 درجه اختلاف فاز در نظر گرفت. به منظور روشن شدن بحث معمولاً یك فاز را انتخاب كرده و فازورهای این فاز را بعنوان نماینده دیگر فازها در نظر می گیریم.


2-6 دیاگرام های فازوری
2-6-1 ولتاژ نامی ، استاتور بدون جریان ، شرایط مدار باز
فرض كنیم یك فاز ولتاژ را با فازور V (رجوع شود به شكل 7-6) در نظر بگیریم. از آنجا كه ولتاژ مشتق تغییرات چگالی فلو می باشد، بنابراین فازور B به اندازه 90 درجه با فازور ولتاژ اختلاف فاز دارد. همچنین MMF كه با F نشان داده شده است با فازور B هم فاز است.
 
شكل 2-4 فازورها در شرایط مدار باز
2-6-2 ولتاژ نامی، جریان استاتور نامی و ضریب توان نامی
اگر ضریب توان رابا   نشان دهیم ،  زاویه بین فازورهای ولتاژ و جریان است ، همانطور كه در شكل 2-5 برای یك ضریب توان پس فاز نشان داده شده است. جریان چرخشی در سیم پیچی استاتور سبب افت ولتاژ مقاومتی به اندازه RI  و افت راكتیو برابر با IXL  ناشی از راكتانس پراكندگی XL  می گردد. افت ولتاژ RI هم جهت با I و افت ولتاژ IXL  ، 90 درجه با جریان تاخیر فاز دارد. از آنجا كه مقدار R عملاً ناچیز است ، افت مقاومتی را می توان صرفنظر نمود. با توجه به دیاگرام، فازور ولتاژ داخلی برابر با E باید در سیم پیچی استاتور تولید گردد به نحوی كه پس از كسر (بصورت فازوری) افت پراكندگی، ولتاژ ترمینال ژنراتور برابر با V گردد.

لینک کمکی