Оценка влияния регулирования реактивной мощности на надежность турбогенераторов
Аннотация
Необходимость работы турбогенераторов в режиме потребления реактивной мощности связана с дефицитом компенсирующих устройств в сети. Работа обычного турбогенератора в качестве компенсатора реактивной мощности не всегда проходит для него без последствий. В последнее время участились аварии, связанные с его продолжительной работой в режиме малых уровней возбуждения, что является необходимым условием для потребления генератором реактивной мощности.
Кратко рассмотрены основные причины, определяющие актуальность проблемы регулирования реактивной мощности в энергосистеме Московского региона, а также необходимость перевода турбогенераторов в режим потребления реактивной мощности. Представлена информация о влиянии режимов работы в части регулирования реактивной мощности на техническое состояние основного электротехнического оборудования электрических станций.
Цель исследования заключается в оценке влияния регулирования реактивной мощности на надежность турбогенераторов. Исходя из ретроспективного анализа информации о техническом состоянии турбогенераторов и сведений об их повреждаемости, сформированы рекомендации о возможности использования турбогенераторов для работы в режимах с потреблением реактивной мощности.
Эксплуатация турбогенераторов в режимах недовозбуждения независимо от их типа и мощности со временем ведет к ухудшению технического состояния зубцов крайних пакетов сердечников статоров. При отсутствии должного контроля возрастает опасность прорезания корпусной изоляции обмотки статора обломками выкрошившихся листов активной стали и, соответственно, риск ее пробоя в работе или при испытаниях. В этих условиях гарантировать их длительную надежную работу не представляется возможным.
Литература
2. Аршунин С.А., Голов П.В., Антипова Н.А., Лабунец И.А., Сокур П.В. Применение асинхронизированных турбогенераторов на электростанциях ОАО «Мосэнерго» // Электротехника. 2010. № 2. С. 14—18.
3. Воротницкий В.Э. Энергетическая эффективность и компенсация реактивной мощности в электрических сетях. Проблемы и пути решения // Энергосовет. 2017. № 47. С. 44—53.
4. ГОСТ 533—2000. Машины электрические вращающиеся. Турбогенераторы. Общие технические условия.
5. Отчет ООО «Электросервис-НТЦГ». «Разработка методики выбора оптимальных режимов по реактивной мощности для турбогенераторов с оценкой влияния режимов работы на надежность работы генерирующего оборудования». Этап 1. Анализ отечественного опыта эксплуатации генераторов на электростанциях ЕЭС России, работающих в режимах с потреблением реактивной мощности. М.: Электросервис-НТЦГ, 2020.
6. Эксплуатация турбогенераторов с непосредственным охлаждением. М.: Энергия, 1972.
7. Пикульский В.А. Влияние режимов работы, условий охлаждения и эксплуатационного состояния статора на изменение плотности прессовки в зубцовой зоне крайних пакетов. Электротехника. 1991. № 10. C. 6—9.
8. Пикульский В.А. Влияние термомеханических деформаций в статоре турбогенератора на изменение плотности прессовки в зубцовой зоне крайних пакетов // Электротехника. 1991. № 5. С. 17—21.
9. Глебов И.А., Данилевич Я.Б. Диагностика турбогенераторов. Л.: Наука, 1989.
10. Бураков А.М., Геллер Р.Л., Синаюк С.Л., Цветков В.А. Электромагнитные силы в торцевой зоне при распушении крайних пакетов статора генератора // Электротехника. 1982. № 12. С. 12—14.
11. Lenev S., Vivchar A., Okhlopkov A., Bitney V. Impact of Operation Mode in Terms of Reactive Power Regulations on Technical Condition and Reliability of Generating Equipment Operation // Proc. 4th Intern. Youth Conf. Radio Electronics, Electrical and Power Eng. Moscow, 2022. Pp. 1—5.
12. РД 34.45.501—88. Типовая инструкция по эксплуатации генераторов на электростанциях.
13. СТО 70238424.29.160.20.010—2009. Турбогенераторы серии Т3Ф. Групповые технические условия на капитальный ремонт. Нормы и требования.
14. Сборник распорядительных материалов по эксплуатации энергосистем. Электротехническая часть. Ч. 1. М.: ОРГРЭС, 2022.
---
Для цитирования: Битней В.Д., Смотров Н.Н., Охлопков А.В. Оценка влияния регулирования реактивной мощности на надежность турбогенераторов // Вестник МЭИ. 2023. № 2. С. 45—54. DOI: 10.24160/1993-6982-2023-2-45-54
---
Работа выполнена в рамках проекта «Разработка методики выбора оптимальных режимов по реактивной мощности для генерирующих установок ГТУ и ПГУ с помощью цифрового расчетного аппарата» при поддержке гранта НИУ «МЭИ»на реализацию программ научных исследований «Приоритет 2030: Технологии будущего» в 2022 — 2024 гг.
#
1. Spravochnik po Proektirovaniyu Elektricheskikh Setey. M.: Izd-vo NTS ENAS, 2012. (in Russian).
2. Arshunin S.A., Golov P.V., Antipova N.A., Labunets I.A., Sokur P.V. Primenenie Asinkhronizirovannykh Turbogeneratorov na Elektrostantsiyakh OAO «Mosenergo». Elektrotekhnika. 2010;2:14—18. (in Russian).
3. Vorotnitskiy V.E. Energeticheskaya Effektivnost' i Kompensatsiya Reaktivnoy Moshchnosti v Elektricheskikh Setyakh. Problemy i Puti Resheniya. Energosovet. 2017;47:44—53. (in Russian).
4. GOST 533—2000. Mashiny Elektricheskie Vrashchayushchiesya. Turbogeneratory. Obshchie Tekhnicheskie Usloviya. (in Russian).
5. Otchet OOO «Elektroservis-NTTSG». «Razrabotka Metodiki Vybora Optimal'nykh Rezhimov po Reaktivnoy Moshchnosti dlya Turbogeneratorov s Otsenkoy Vliyaniya Rezhimov Raboty na Nadezhnost' Raboty Generiruyushchego Oborudovaniya». Etap 1. Analiz Otechestvennogo Opyta Ekspluatatsii Generatorov na Elektrostantsiyakh EES Rossii, Rabotayushchikh v Rezhimakh s Potrebleniem Reaktivnoy Moshchnosti. M.: Elektroservis-NTTSG, 2020. (in Russian).
6. Ekspluatatsiya Turbogeneratorov s Neposredstvennym Okhlazhdeniem. M.: Energiya, 1972. (in Russian).
7. Pikul'skiy V.A. Vliyanie Rezhimov Raboty, Usloviy Okhlazhdeniya i Ekspluatatsionnogo Sostoyaniya Statora na Izmenenie Plotnosti Pressovki v Zubtsovoy Zone Kraynikh Paketov. Elektrotekhnika. 1991;10:6–9. (in Russian).
8. Pikul'skiy V.A. Vliyanie Termomekhanicheskikh Deformatsiy v Statore Turbogeneratora na Izmenenie Plotnosti Pressovki v Zubtsovoy Zone Kraynikh Paketov. Elektrotekhnika. 1991;5:17—21. (in Russian).
9. Glebov I.A., Danilevich Ya.B. Diagnostika Turbogeneratorov. L.: Nauka, 1989. (in Russian).
10. Burakov A.M., Geller R.L., Sinayuk S.L., Tsvetkov V.A. Elektromagnitnye Sily v Tortsevoy Zone pri Raspushenii Kraynikh Paketov Statora Generatora. Elektrotekhnika. 1982;12:12—14. (in Russian).
11. Lenev S., Vivchar A., Okhlopkov A., Bitney V. Impact of Operation Mode in Terms of Reactive Power Regulations on Technical Condition and Reliability of Generating Equipment Operation. Proc. 4th Intern. Youth Conf. Radio Electronics, Electrical and Power Eng. Moscow, 2022:1—5.
12. RD 34.45.501—88. Tipovaya Instruktsiya po Ekspluatatsii Generatorov na Elektrostantsiyakh. (in Russian).
13. STO 70238424.29.160.20.010—2009. Turbogeneratory Serii T3F. Gruppovye Тekhnicheskie Usloviya na Kapital'nyy Remont. Normy i Trebovaniya. (in Russian).
14. Sbornik Rasporyaditel'nykh Materialov po Ekspluatatsii Energosistem. Elektrotekhnicheskaya Chast'. Ch. 1. M.: ORGRES, 2022. (in Russian).
---
For citation: Bitney V.D., Smotrov N.N., Okhlopkov A.V. The Influence of Reactive Power Control on the Turbine Generator Operational Reliability. Bulletin of MPEI. 2023;2:45—54. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2023-2-45-54
---
The work was carried out within the framework of the project «Development of a methodology for selecting optimal reactive power modes for GTU and CCGT generating units using a digital calculation apparatus» with the support of a grant from the MPEI for the implementation of research programs «Priority 2030: Technologies of the Future» in 2022 — 2024.
