Zbirka rešenih nalog - LES - Univerza v Ljubljani

1 Nazivni podatki sinhronskega generatorja
1.1 V termoelektrarni Trbovlje je inštaliran trifazni sinhronski generator z nazivnimi
podatki: Un = 13,8 kV, Sn = 156 MVA, cosϕn = 0,8, nn = 3000 min -1 , fn = 50 Hz,
Ivn = 1570 A. Statorska navitja so vezana v zvezdo, upornost posameznega faznega
navitja pa je 1,49 mΩ. Upornost vzbujalnega navitja je 0,198 Ω.
a) Določite število magnetnih polov rotorja.
b) Izračunajte nazivni tok generatorja.
c) Določite izgube v navitjih stroja pri nazivnem obratovanju.
REŠITEV:
a) Število magnetnih polov rotorja bomo poiskali s pomočjo podatkov o nazivni hitrosti in
frekvenci. Hitrost vrtenja rotorja je pri sinhronskem stroju enaka hitrosti vrtilnega
magnetnega polja, zato lahko napišemo enačbo na sinhronsko hitrost v min -1 :
n
s
f ⋅ 60
= , (1)
p
pri čemer je p število polovih parov. Pri omenjenem generatorju je:
f ⋅ 60 50 ⋅ 60
p = = = 1, (2)
n 3000
s
kar pomeni, da ime stroj 2p = 2 magnetna pola.
b) Nazivna moč izmeničnih generatorjev se podaja kot navidezna moč, saj stopnjo
obremenitve določa velikost toka, ne glede na karakter bremena. Nazivna moč trifaznega
generatorja je torej:
S = 3 U I , (3)
n n n
tako da nazivni tok znaša:
I
S
6
n
n
= = = 6526,6 A . (4)
n
156 ⋅10
3 U 3 13800
Čeprav je ponavadi dovolj, da izračunano vrednost zaokrožimo na 3 cifre (ne decimalke!) natančno,
pa predstavlja dobljena vrednost vmesni rezultat, ki ga bomo uporabili še v nadaljnjem računanju,
zato vrednost zaokrožimo na 5 cifer.
c) Ko poznamo nazivni tok generatorja, lahko izračunamo izgube,
ki jih tok povzroča, ko teče skozi upornost navitij. Fazna navitja so
vezana v zvezdo, zato je tok skozi posamezno navitje enak
linijskemu, kakršen je tudi izračunani nazivni tok. (Kolikšen bi bil
tok skozi fazno navitje, če bi bila navitja vezana v trikot?) Fazna
navitja so tri, tako da statorske izgube v bakru znašajo:
P = 3 ⋅ I ⋅ R = 3 ⋅ 6527,6 ⋅ 0,00149 = 190,5 kW . (5)
2 2
Cus n s
Sinhronski stroj pa ima poleg statorskih navitij še vzbujalno navitje na rotorju. Tam je
tok enosmeren, saj rotor ustvari vrtilno magnetno polje z mehanskih vrtenjem
enosmernega magnetnega polja. Tudi, če ima rotor več polovih parov in s tem več fizično
ločenih vzbujalnih tuljav, so le-te vezane zaporedno, tako da navzven delujejo kot eno
R s
I n
Generatorji in transformatorji - zbirka rešenih nalog 4