CC BY
36
© Г.И. Бабокин, С.Б. Малков,
О.В. Филимонов, А.Н. Петруша,
2005
УДК 620.92.004.18
Г.И. Бабокин, С.Б. Малков, О.В. Филимонов, А.Н. Петруша
ИСПЫТАНИЯ МИКРОГЭС И ВЕТРОВОЙ УСТАНОВКИ (ВЭУ) В УСЛОВИЯХ ТУЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ
Семинар № 18
икроГЭС (Пр10-23,5-1200-10а) установлена на плотине реки Непрядва у села Непрядва, Воловского района Тульской области. Для сокращения расходов по установке микроГЭС использован водовыпуск с плоским затвором и отводной трубой диаметром 1000 мм.
МикроГЭС состоит из поставляемого комплектно энергоблока, переходного тройника с задвижкой Ду300 и крышкой с сетчатым фильтром, защитной решетки для исключения попадания в турбину крупного плавающего мусора, воздушной линии электропередачи к потребителю - Непрядвен-скому сельскому дому культуры и каркаса для защиты оборудования от внешних факторов. Энергоблок соединяется с водоприемным устройством через задвижку фланцевым соединением.
Технические данные, микроГЭС:
1. Напор (нетто), м - 5-10.
2. Расход воды, м3/с - 0,21.
3. Мощность, кВт - до 10.
4. Частота вращения, мин -1 - 1500.
5. Номинальное напряжение автономной сети, В - 230.
6. Отклонение напряжения сети, % - +15; -
30.
7. Частота тока, Гц - 50.
8. Отклонения частоты, Гц - ±2.
9. Число фаз - 3.
Опытная установка микроГЭС мощностью 10 кВт согласно технологического проекта института, эксплуатируется с ноября 2003 г. по январь 2004 г. За этот период микроГЭС выработала около 7400 кВт ч электрической энергии, которая израсходована на обогрев и освещение сельского клуба. Реализуемая мощность установки - 4,4 кВт.
За период работы установки было два отказа: первый - из-за перемыкания трех по-
люсов клемника блока УАР, к которым присоединены три выходных жилы генератора микроГЭС; второй - отключение энергоблока из-за короткого замыкания в сети. На устранение отказов (замена клемника, поиск и устранение короткого замыкания) затрачено около 2 суток.
МикроГЭС вышла на проектную мощность
- 7,46 кВт после повышения напора за счет установки дополнительной трубы, один конец которой присоединен к патрубку силового блока, а другой опущен в воду нижнего бьефа реки Непрядва.
Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) установлена на крыше двухэтажного здания сельской администрации. ВЭУ включает 3-х метровую мачту с растяжками, закрепленными одним концом в бетонной крыше здания, а другими концами к мачте. На вершине мачты установлен генератор в корпусе и ротор с лопастями.
В ВЭУ используется бесщеточный многополюсный синхронный генератор с постоянными магнитами. Ротор генератора
непосредственно (без редуктора) присоединен к ротору ВЭУ. Отсутствие редуктора исключает необходимость в регулярной замене масла, а закрытые самосмазывающиеся подшипники обеспечивают надежную работу генератератор самозапускается при скорости ветра больше 3 м/с и выдает нестабильное по частоте и напряжению трехфазное синусоидальное напряжение, которое выпрямляется. При достижении генератором оптимальных оборотов вырабатывается напряжение 40 В частотой 40-60 Гц. Дальнейшее увеличение оборотов приводит к уменьшению угла атаки плоскостей пропеллера вплоть до флюгерного положения при буревой скорости ветра.
Конструкция оснащена системой наведения на ветер за счет расположения рабочего колеса за осью вращения по отношению к ветру, т.е. рабочее колесо само является ориентирующим элементом.
В периоды безветрия электроснабжение здания обеспечивается оптимально подобранной емкостью буферной аккумуляторной батареи, которая составила 190 А-ч. К аккумуляторной батарее подключен инвертор мощностью 1 кВт, питающий нагрузку. Технические параметры ветроустановки УВЭ-500 М:
1. Выходная номинальная мощность, Вт -
500
2. Скорость ветра, м/с:
- пусковая - 2,8;
- рабочая - 8;
- буревая - 25
3. Лопасти ротора:
- число, шт - 3;
- диаметр, м - 2,2
4. Частота вращения:
- при номинальной мощности, об/мин
- 350;
- максимальная частота вращения,
об/мин - 450;
5. Материал лопасти - стеклоткань с эпоксидным компаундом;
6. Генератор - 24-полюсный с постоянными магнитами;
7. Максимальная мощность, Вт - 700.
Опытная ВЭУ мощностью 0,5 кВт согласно
технологического проекта института, эксплуатируется с сентября 2003 г. по январь 2004 г. За этот период ВЭУ выработала около 1020 кВтч электрической энергии, которая израсходована в помещении сельской администрации на освещение, обогрев, питание пишущей машинки, нагрев электрочайника. Развиваемая ВЭУ мощность от 0,2 до 0,7 кВт. Отдаваемая в сеть мощность изменялась от 0,18 до 1,2 кВт.
При работе ВЭУ наблюдались два отказа приведшие к деформации и поломке лопастей ветроколеса при работе с буревой скоростью ветра более 25 м/с. В первом случае деформация лопасти исправлена, а в другом случае было заменено ветроколесо. Доработано устройство механического торможения ветро-колеса при буревой скорости.
Испытания микроГЭС и ВЭУ показали работоспособность установок и достаточно высокую энергоэффективность.
— Коротко об авторах ------------------------------------------------------------------------------
Бабокин Геннадий Иванович - профессор, доктор технических наук, проректор по научной работе, зав. кафедрой “Электротехника”,
Малков Сергей Борисович - инженер,
Филимонов Олег Вячеславович - инженер,
Петруша Алексей Николаевич - инженер,
Новомосковский институт РХТУ им. Д.И. Менделеева.
----------------------------------- ДИССЕРТАЦИИ
ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ
Автор Название работы Специальность Ученая степень
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАЗАНЦЕВ Павел Юрьевич Исследование технологий воздействия гидроразрывом пласта на поздней стадии разработки месторождений 25.00.17 к. т. н
