Научная статья на тему 'Основные типы современных энергетических газотурбинных установок и их особенности'

Основные типы современных энергетических газотурбинных установок и их особенности Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
660
75
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РАСПРЕДЕЛЕННАЯ ГЕНЕРАЦИЯ / АВИАЦИОННЫЕ ГАЗОТУРБИННЫЕ УСТАНОВКИ / ДИЗЕЛЬНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ / ГАЗОПОРШНЕВЫЕ УСТАНОВКИ / ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ / ВАРИАНТЫ РАЗМЕЩЕНИЯ

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Андрианова Л.П., Илимбетов Ф.И.

В статье рассмотрены основные типы и особенности газотурбинных установок и варианты размещения объектов распределенной генерации в электрической сети.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Андрианова Л.П., Илимбетов Ф.И.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Основные типы современных энергетических газотурбинных установок и их особенности»

данные.

Трехзвенная архитектура предоставляет:

1. Высокую степень гибкости и масштабируемости.

2. Высокую безопасность (т.к. защиту можно определить для каждого сервиса или уровня).

3. Высокую производительность (т.к. задачи распределены между серверами).

Подобная схема имеет два ключевых преимущества. Первое заключается в том, что требования к аппаратной части клиента очень низки. Для работы с системой подойдет практически любое вычислительное устройство (компьютеры, планшеты, смартфоны), в том числе и устаревшие компьютеры, не обладающие значительными вычислительными мощностями. Второе преимущество состоит в том, что существенно упрощено развертывание системы для пользователей и ее последующее обновление. Все изменения программного кода происходят на сервере, таким образом, клиентская часть системы (браузер) всегда работает с самой новой, актуальной версией программы.

Заключение

По результатам проделанной работы была сформулирована постановка задачи по разработке системы учета научно-исследовательской деятельности сотрудников ВУЗа, выбран метод реализации и описаны его достоинства.

Список использованной литературы:

1. База данных РНТД Министерства образования и науки Российской Федерации «Государственный учет результатов научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ гражданского назначения» [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://intelpro.extech.ru/. - Яз. рус.

2. О Федеральной автоматизированной информационной системе (АИС) государственного учета результатов интеллектуальной деятельности. ФГУ «ФАПРИД». [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.faprid.ru/pages.php?id=8. - Яз. рус.

3. АСУ ИнтеллектУМ. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.intellectum.ru/index.php?aid=32. — Яз. рус.

© Алехина Е.И., 2018

УДК 620.9 (571.16)

Андрианова Л.П.

Д-р техн. наук, профессор ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ, г. Уфа e-mail: alp3003@yandex.ru Илимбетов Ф. И. Магистрант

ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ, г. Уфа

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ СОВРЕМЕННЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК И ИХ ОСОБЕННОСТИ

Аннотация

В статье рассмотрены основные типы и особенности газотурбинных установок и варианты размещения объектов распределенной генерации в электрической сети.

Ключевые слова

Распределенная генерация, авиационные газотурбинные установки, дизельные генераторы, газопоршневые установки, двигатели внутреннего сгорания, варианты размещения.

~ 12 ~

Современные газотурбинные установки (ГТУ) подразделяются на два основных типа [3]:

- созданные на базе авиационных реактивных газотурбинных двигателей;

- созданные специально для применения в энергетике.

ГТУ на базе авиационных двигателей - более маневренные и легкие установки отличаются простотой обслуживания, меньшими требованиями к инфраструктуре, но также и меньшим сроком эксплуатации.

Если в диапазоне мощностей от нескольких мегаватт до 15...20 МВт среди установленных ГТУ на рынке преобладают авиационные генераторы, то в области мощностей больших 100 МВт применяются специализированные ГТУ для энергетической промышленности.

Поведение ГТУ при изменении нагрузки имеет ряд особенностей, отличающих ее от других энергетических установок [3]:

1) Резкое падение КПД при снижении нагрузки является существенным недостатком ГТУ, особенно он присущ энергетическим ГТУ. Авиационные ГТУ располагают более развитым механизмом управления лопаточным аппаратом компрессора, что частично сглаживает этот недостаток, Кроме того, переменное число оборотов свободных валов также позволяет поддерживать уровень КПД. Тем не менее, эффективное использование ГТУ в области нагрузок ниже 50.60% проблематично;

2) Высокая маневренность и скорость набора нагрузки является достоинством ГТУ. Даже для крупных ГТУ время выхода на полную мощность измеряется десятками минут, в отличие от типовых паротурбинных установок, где процесс пуска из холодного состояния занимает десятки часов;

3) Большинство ГТУ обладают способностью к перегрузке, т.е. увеличению мощности сверх номинальной, что достигается путем повышения температуры рабочего тела;

4) Продолжительность режимов ГТУ с превышением начальной температуры во избежание снижения ресурса работы ограничивается производителями генерирующих установок и составляет не более нескольких сотен часов.

Дизельные генерирующие установки (ДГУ) и газопоршневые установки (ГПУ) относятся к поршневым двигателям внутреннего сгорания (ДВС) [1].

К особенностям ДГУ и ГПУ относятся:

- технологический минимум составляет порядка 30.40 % от номинальной мощности, что особенно критично при комбинированном режиме работы;

- при комбинированном режиме работы допускается эксплуатация ДГУ и ГПУ с загрузкой генератора от 20 % до 40 % от номинальной мощности, но не чаще 6 раз в год и на срок до 24 часа, а работа с загрузкой ниже 50 % от номинальной допускается не чаще 1 раза в сутки в течение 4 часов.

Для объектов распределенной генерации в комбинированном режиме целесообразно выбирать единичную мощность генерирующих установок так, чтобы обеспечить потребителей электроэнергией в минимальном режиме работы с учетом технологического минимума.

У двигателей внутреннего сгорания, как дизельных, так и газопоршневых, имеется особенность, состоящая в том, что скачкообразный наброс активной нагрузки на генератор, не вызывающий перегрузки генератора, может тем не менее, приводить к перегреву ДВС и к его отключению технологическими защитами, т.е. быть недопустимым. Такая особенность мощных ДВС связана с тем, что большей отдаваемой мощности и, соответственно, большей подаче топлива в двигатель должно соответствовать увеличение подачи воздуха в двигатель от компрессора. Однако нет технической возможности очень быстро увеличивать скорость вращения компрессора и, соответственно, его производительность. Это обстоятельство ограничивает величину скачкообразных набросов мощности [4]. Согласно [5] ограничения мгновенного сброса/наброса нагрузки представляются в техдокументации. Согласно [6] допускаемый мгновенный наброс нагрузки зависит от среднего эффективного давления при номинальной мощности.

Варианты размещения объектов распределенной генерации в электрической сети показаны на рисунке [2].

Во всех вариантах размещения объекта распределенной генерации, приведенных на рисунке, потребуется выполнение ряда мероприятий для обеспечения надежного функционирования объекта и

электроснабжения потребителей.

Выбор места подключения объектов распределенной генерации производится в зависимости от [2]: задачи, которую необходимо решать; начальных условий (существующая схема электрической сети; перспектива развития сетей); режима работы распределённой генерации (параллельный, изолированный); класса напряжения (высокое, среднее или низкое напряжение); топология сети (городские, промышленные, сельские); единичной мощности установки распределенной генерации.

ВЛ-1110 кВ ВЛ-2 110 кВ

РУ-ПОкВ ПС 110/10 кВ

Рисунок - Варианты размещения объектов распределенной генерации в электрической сети

Выбор напряжения, на которое предполагается подключить объект распределенной генерации, должен определяться, прежде всего, мощностью объекта распределенной генерации, удаленностью его от потребителей и/или электрических сетей, а также из экономических соображений. Выводы.

1. Установки распределенной генерации обладают механической постоянной инерцией, значительно меньшей, чем традиционные паротурбинные установки, вследствие чего возникают трудности с обеспечением динамической устойчивости данных генерирующих установок.

2. Нарушение динамической устойчивости и переход генераторов в асинхронный режим может оказывать отрицательное влияние на потребителей электроэнергии, так как объекты распределенной генерации электрически близки к нагрузкам и могут вызвать повторные нарушения устойчивости.

3. Асинхронный режим генерирующих установок характеризуется большим скольжением, значительной амплитудой колебаний скольжения и высокой вероятностью самопроизвольной ресинхронизации при состоянии электрической сети, близком к нормальному режиму [2].

4. При выборе варианта присоединения объектов распределенной генерации необходимо выполнить предварительный анализ существующего состояния электрических сетей.

Список использованной литературы:

1. Беляев А.В. Защита, автоматика и управление на электростанциях малой энергетики (Часть 1) / А.В. Беляев. - М.: НТФ «Энергоэкспресс», 2010. - 84 с.: // [Библиотечка электротехника, приложение к журналу «Энергетик», Вып. 6 (138)].

2. Волкова М.С. Особенности схем выдачи мощности объектов распределенной генерации / М.С. Волкова // журнал «Энергоэксперт» № 5, 2015 г., рубрика "Распределенная генерация". - 6 с.

3. Зайченко В.М. Распределенное производство энергии / В.М. Зайченко, А.Д. Цой, В.Я. Штеренберг . - М.:

БуКос, 2008. - 207 с.

4. Илюшин П.В. Подходы к оценке возможности обеспечения надежного электроснабжения потребителей за счет строительства объектов распределенной генерации» / П.В. Илюшин, Ю.Н. Кучерова // журнал «Электро» № 5, 2014 г.

5. Правила технической эксплуатации дизельных электростанций. - М.: Изд. ЭНАС. 2005 год. - 202 с.

6. ГОСТ Р 55231-2012. Системы автоматического регулирования частоты вращения (САРЧ) судовых, тепловозных и промышленных двигателей внутреннего сгорания. - М.: Стандартинформ 2013 год. - 18 с.

©Андрианова Л.П. , Илимбетов Ф. И., 2018

УДК 620.9 (571.16)

Андрианова Л.П.

Д-р техн. наук, профессор ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ, г. Уфа e-mail: alp3003@yandex.ru Илимбетов Ф. И.

Магистрант

ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ, г. Уфа

АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ К УСТРОЙСТВАМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ВОЗБУЖДЕНИЯ И ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ВАЛА ГЕНЕРАТОРОВ В УСТАНОВКАХ

РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ГЕНЕРАЦИИ

Аннотация

В статье проведен анализ требований, предъявляемых к автоматическим устройствам регулирования возбуждения и частоты вращения вала генераторов, применяемых в составе установок распределенной генерации.

Ключевые слова

распределенная генерация, генератор, автоматическое регулирование возбуждения

и частоты вращения вала.

Первичные автоматические системы регулирования возбуждения генераторов (АРВ) предназначены для [1]:

- поддержания заданного напряжения на шинах электростанции при изменении нагрузки с помощью регулирования тока возбуждения;

- обеспечения устойчивости параллельной работы генераторов и электростанций путем быстрой форсировки возбуждения при глубоких снижениях напряжения вследствие короткого замыкания (КЗ) в прилегающей сети;

- обеспечения не менее трехкратного номинального тока при близких коротких замыканиях, что необходимо для действия релейной защиты на отключение КЗ;

- удержания генератора в области допустимых режимов работы;

- обеспечения стабильной работы генератора в сети и параллельно с другими генераторами;

- реализации ряда технологических функций, в том числе защиты системы возбуждения; напряжение на выводах генератора изменяется путем воздействия на его возбуждение:

- увеличивая ток возбуждения, напряжение на выводах генератора повышается;

- уменьшая ток возбуждения, напряжение на выводах генератора понижается.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.