Вопрос2 Напряжение, ток, частота электрического тока и мощность

Напряжение. Напряжение судовых генераторов контролируется периодически по показаниям вольтметров, имеющих переключатель, позволяющий измерять линейные напряжения между фазами генераторов. Напряжение рекомендуется контролировать при включении генераторов в работу на холостом ходу и после приёма нагрузки . Отсутствие или заниженное (завышенное) значение напряжения, а также его колебание указывает на неисправность в работе систем возбуждения или заниженной (завышенной) частоте вращения первичных двигателей. Если производились переключения катушек в статорной обмотке и линейные напряжения на холостом ходу оказались неодинаковыми, то это указывает на неправильное включение катушек в фазах.

При работе под нагрузкой возможно наличие установившегося отклонения напряжения от номинального значения.

Измерение установившегося отклонения напряжения согласно ГОСТ 14965-80 (Генераторы 3-х фазные с мощностью свыше 100 кВт. Общие технические условия) производят на нагретом до практически установившейся температуры генераторе со значениями коэффициента мощности 0,6; 0,8 (отстающими) и 1,0. При этом нагрузку изменяют от 0 до 110%, частоту вращения — от 100 до 96%. В опыте измеряют ток и напряжение статора, а также частоту вращения. Номинальное напряжение на выводах устанавливают устройством уставки в режиме холостого хода генератора. Положение уставки остается неизменным в течение всего опыта.

Установившееся отклонение напряжения в процентах определяют по формуле6

;

где — среднерегулируемое напряжение, В.

В процессе измерения установившегося отклонения напряжения генератора производят определение отклонения напряжения генератора при неизменной нагрузке по току. С этой целью в точках холостого хода и номинальной нагрузки при неизменной уставке напряжения в течение 5 мин фиксируют с помощью осциллографа (специального переносного прибора) или вольтметра и частотомера значения напряжения и частоты вращения генератора. Отклонение напряжения в процентах определяют по формуле

Установившееся отклонение частоты вращения определяют по аналогичной формуле.

Определение отклонения напряжения генератора в процентах в номинальном режиме от момента пуска из холодного состояния до установившегося теплового проводят путем измерения напряжения на выводах генератора и определяют по формуле

где Uх— напряжение генератора в холодном состоянии, В;

Uг — напряжение генератора в горячем состоянии, В.

Определение переходного отклонения напряжения и времени его восстановления при набросе или сбросе поминальной нагрузки производят осциллографированием (или специальными переносными приборами) напряжений, токов статора и ротора, частоты вращения. В этих режимах определяют переходное отклонение напряжения, а также время восстановления.

Категорию ТС регулирования напряжения генераторов определяются опытным путём с учётом фактического качества регулирования напряжения.

Ток. Непрерывный инструментальный контроль токов нагрузки работающих генераторов, осуществляют расцепители генераторных автоматов, или специальные устройства токовой защиты. Токи нагрузки работающих генераторов, периодически измеряют стационарными амперметрами, которые имеют переключатель, позволяющих амперметр подключать к разным фазам для контроля токовой нагрузки по фазам.. Как правило, нагрузка по фазам распределена симметрично и показания амперметра не вызывают сомнения, однако при наличие межвитковых замыканий в статорной обмотке нагрузка по фазам уже не будет симметричной, поэтому периодически необходимо замерять токовую нагрузку с помощью переносных приборов (электрических клещей и других специальных приборов, о которых будет сказано ниже).

Токи нагрузки генераторов, в том числе токи возбуждения, не должны превышать номинальных (паспортных) или заданных персоналом в процессе эксплуатации предельно допустимых значений Значения максимальных фактически потребляемых токов нагрузки генераторов должны быть определены и указаны в ЖТС, а на стационарных амперметрах, эти значения должны быть отмечены цветными рисками на шкалах. Увеличение тока выше номинального или заданного (предельно допустимого) значения свидетельствует о недопустимой нагрузке генератора или изменении характера нагрузки, связанного с увеличением реактивной составляющей полного тока, что фиксирует амперметр. Сделать заключение о том, что действительно является причиной роста тока нагрузки генератора (увеличение самой нагрузи или изменение характера нагрузки), можно сделать, если секция генератора на ГРЩ имеет фазометр или варметр. Эти приборы, как правило, отсутствуют и тогда реактивную нагрузку можно оценить по амперметру и вольтметру генератора с учётом показаний ваттметра:

; , ;

или необходимо воспользоваться современными переносными приборами, которые позволяют в реальном времени измерять большинство электрических параметров, в том числе коэффициент мощности и реактивную мощность.

Значения и продолжительность возникающих в условиях эксплуатации перегрузок генератора не должны превосходить значений, указанных в Правилах Регистра, а для конкретных видов генераторов — в технической документации заводов-изготовителей. Например, такие данные для генераторов после нагрева до установившейся температуры, соответствующей номинальной нагрузке, указаны в табл 2.1

Табл.2.1 Допустимые перегрузки генераторов

Электрооборудование	Перегрузки по току, % номинального	Продолжительность перегрузки мин
Синхронные генераторы типа МС и МСК	10 при cos ф = 0,8 25 при cos ф=0,7 50 при cos ф = 0,6
Синхронные генераторы типа МСС, ГСС, ГМС, ГСН	10 при cos ф=0,8 25 при cos ф=0,7 50 при cos ф=0,6
Синхронные генераторы типа СБГ и ГМ	10 при cos ф=0,8 25 при cos ф=0,7 50 при cos ф=0,6
Генераторы постоянного тока

Техническое состояние СЭО с точки зрения тока нагрузки (возбуждения) может быть оценено следующими категориями:

- хорошее, если ток меньше номинального или заданного значения;

- удовлетворительное, если ток больше номинального или заданного значения, но величина и продолжительность перегрузок по току не превышают допустимых значений;

- неудовлетворительное, если величина и (или) продолжительность перегрузки превышают допустимые значения, о чем свидетельствуют недопустимые температуры нагрева генератора и (или) срабатывание защиты от перегрузки.

Частота.Частота тока генератора контролируется периодически по показаниям частотомеров. Отклонения частоты тока от допустимых значений указывает на неисправность в работе автоматических регуляторов частоты вращения первичных двигателей и к техническому состоянию генераторов отношения не имеет.

Мощность. Мощность генераторов контролируется периодически по показаниям ваттметров и варметров (если они установлены). По показаниям ваттметров при параллельной работе генераторов определяют равномерность распределения активной нагрузки между генераторами в соответствии с их мощностями. Неравномерность указывает на неисправность в работе регуляторов частоты вращения первичных двигателей или системы автоматического распределения активной нагрузки. Неравномерность распределения реактивной нагрузки указывает на неисправность в работе систем автоматического регулирования напряжения генераторов, которые при параллельной работе соединяются между собой уравнительными проводами.

В качестве дополнительных переносных приборов для оценки ТС генераторов по электрическим параметрам могут быть рекомендованы: