Книга адресована специалистам-гидроэнергетикам, персоналу гаэс, проектировщикам, преподавателям и студентам гидроэнергетических специальностей. Может быть полезна также специалистамэнергетикам

Рис. 16.1. Способы переключений обмоток статора двухскоростной электромашины
следует учитывать сложность изготовления многочисленных экра нированных комплектных токопроводов, рассчитанных на большие токи, и значительное увеличение места, необходимого для размещения выключателей и токопроводов. Поэтому понятно, что этот вариант для крупной машины ГАЭС Бремм оказался неприемлемым.
В первом варианте статор электромашины имеет две отдельные обмотки, размещенные в одних и тех же пазах: одна из них включается в электросеть в двигательном, а другая – в генераторном режиме работы электромашины.
Недостаток этого варианта – нерациональный расход меди. Однако это компенсируется значительным упрощением и удешевлением коммутационной аппаратуры. Кроме того, в этом случае практически исключается асимметрия механических усилий, действующих между статором и ротором, и обеспечивается правильная синусоидальная форма кривой напряжения на главных выводах электромашины. Перечисленные преимущества этого варианта подтверждает положительный опыт эксплуатации двух электромашин мощностью 27/21 МВ·А, имеющих номинальные частоты вращения 500/600 об/мин и установленных на швейцарской ГЭС–ГАЭС ОваСпин. Расчетные характеристики и величины потерь для электромашин этой ГАЭС такие же, как для близких по характеристикам односкоростных машин.
Отметим, что, учитывая первоначальные суммарные затраты, а также технические преимущества варианта с раздельными обмотками, именно этот вариант исполнения двухскоростной электромашины был принят для ГАЭС Бремм.
В третьем и четвертом вариантах, рассмотренных при проектировании ГАЭС Бремм, предусматривается установка для питания электромашины специального СПЧ, рассчитанного на полную номинальную мощность электромашины.
В третьем варианте реверсивная синхронная электромашина обычного исполнения включена постоянно через СПЧ, с помощью которого можно плавно менять частоту вращения электромашины в заданных пределах.
В четвертом варианте в насосном режиме работы обратимого агрегата в зависимости от величины напора при помощи СПЧ устанавливается соответствующая оптимальная частота вращения. В турбинном же режиме работы агрегата СПЧ закорачивается, то есть электромашина включается в сеть, минуя СПЧ, и имеет фиксированные обороты, соответствующие турбинному режиму.
Преимуществом этих вариантов является отсутствие дополнительных переключаемых и управляемых устройств на самой электромашине, но они весьма дороги из-за высокой стоимости СПЧ.
Пятый вариант предусматривает две отдельных электромаши ны половинной мощности на общем валу, каждая из которых может быть скомбинирована с одним СПЧ также половинной мощности. Собственная частота вращения первой электромашины (125 об/мин) соответствует турбинному режиму, второй (150 об/мин) – насосному режиму при питании каждой из них от сети переменного тока частотой 50 Гц. В турбинном режиме работы агрегата при скорости 125 об/мин первая электромашина включается в электросеть напрямую, а вторая работает с пониженной частотой через СПЧ. В насосном режиме при частоте вращения агрегата 150 об/мин вторая электромашина включается напрямую в электросеть, а первая через СПЧ работает на повышенной частоте, соответствующей заданной скорости вращения. Установка двух электромашин половинной мощности значительно дороже одной электромашины, но в этом случае значительно снижается стоимость СПЧ.
Принципиальным недостатком сравнительно простой схемы с преобразователем в цепи статора обычной синхронной электрической машины является необходимость использования преобразователя, мощность которого должна быть равна мощности машины. Преобразователь значительно меньшей мощности требуется в комплексах, где он включается в цепь ротора электрической машины.