2.6 Работа №6. Параллельная работа асинхронного ветрогенератора
с электрической сетью
Цель работы
: ознакомиться с устройством и работой стенда (рисунки
1.2 и 1.3), снять характеристики ветрогенератора при параллельной работе с
электрической сетью.
2.6.1 Программа работы.
2.6.1.1 Ознакомиться со схемой для снятия характеристик генератора
2.6.1.2 Снять характеристики ветрогенератора во втором квадранте
механической характеристик. Исследовать зависимости скорости вращения,
активной мощности, КПД, cos
𝜑
, момента на валу ветрогенератора от
скорости ветра в двигательном режиме.
2.6.1.3 Опробовать работу системы автоматического аварийного
отключения ветрогенератора от питающей сети.
2.6.1.4 Оформить отчет, сделать выводы по работе.
2.6.2 Описание работы.
Перед проведением опыта необходимо установить все переключатели
стенда в исходное положение. Для этого при выключенном автоматическом
выключателе QF1 моноблока «Генератор ветра»:
- потенциометр задания скорости ветра RР1 моноблока «Генератор
Ветра» установить в крайнее положение против часовой стрелки;
- переключатель SА1, подающий сигнал разрешения на работу
преобразователей
частоты моноблока «Генератор ветра», установить в
нижнее положение;
- при наличии каких- либо внешних соединений проводами на лицевых
панелях моноблоков стенда необходимо убрать эти соединения.
Схема проведения опыта представлена на рисунке 2.6.
Асинхронный ветрогенератор оснащен крыльчаткой, на которую
подается ветер, создаваемый генератором ветра, который подключен к
преобразователю частоты инверторного типа Е2-mini (приложение Б).
Преобразователь имеет возможность плавно регулировать скорость вращения
электродвигателя и, следовательно, скорость ветра.
Статорная
цепь ветрогенератора подключается к трехфазной
электрической цепи переменного тока с помощью электромагнитного
23
контактора КМ.
Для фиксации необходимых величин на экране компьютера выходные
сигналы измерителя тока, напряжения и скорости генератора должны быть
подключены ко входам платы ввода/вывода. Вольтметр РV 1 (клеммы Х7, Х8)
подключается к аналоговому входу АDС2. амперметр РА I (клеммы Х5, Х6) –
к аналоговому входу АDС3 блока ввода/вывода. Выход датчика скорости
(клеммы Х3, Х4) подключается к аналоговому входу АDС4 блока
ввода/вывода.
Для проведения работы должен быть включен персональный компьютер
и запущена программа DeltaProfi, в которой необходимо выбрать пункт
«Работа 1. Опыт 1. Исследование ветрогенератора без защиты от
опрокидывания».
Рисунок 2.6 – Схема снятия характеристик генератора при работе на сеть
Порядок проведения опыта следующий:
- включением автоматического выключателя QF1 моноблока «Генератор
ветра» подать напряжение на необходимые элементы стенда;
- в программе DeltaProfi выбрать лабораторную работу №3, опыт №1,
запустить процесс снятия показаний программой DeltaProfi. Для этого в строке
меню программы нажать кнопку «Старт» (F5);
- включить асинхронный генератор параллельно с сетью нажатием
кнопки SB1«Пуск» моноблока «Модель энергетической установки»;
- подать сигнал разрешения на работу преобразователей частоты
(переключатель SA1 моноблока «Генератор ветра»;
- плавно увеличивая сигнал задания на скорость ветра потенциометром
RP1 моноблока «Генератор ветра», снять двигательную ветвь характеристики
генератора и перейти в генераторный режим работы. В этом режиме
24
повышать скорость ветра, фиксируя показания в таблице 2.6;
- дойти до точки опрокидывания асинхронного генератора и
зафиксировать ее в таблице 2.6;
- после завершения опыта установить потенциометр задания скорости
ветра в крайнее положение против часовой стрелки, снять сигнал разрешения
на работу преобразователей частоты, остановить ветрогенератор нажатием
кнопки SB2 «Стоп» моноблока «Модель энергетической установки»;
- после завершения опыта остановить процесс сбора данных
программой DeltaProfi нажатием кнопки «Стоп» (F6) в строке меню и выбрать
пункт «Работа 3. Опыт 2. Исследование ветрогенератора с защитой от
опрокидывания». В этом случае активируется система автоматического
отключения генератора при его опрокидывании;
Таблица 2.6- Параметры работы ветрогенератора на сеть
𝑛
в
об
/мин
v
в
, м/с
𝑛
г
об
/мин
𝜔
Г
, 1/с
𝑈
𝑐
, 𝐵
𝐼
𝑐
, 𝐴
𝑃
𝑐
, 𝐵т
∆𝑃
𝑐
, 𝐵т
𝑃
в
, 𝐵т
𝜂
М
В,
Н ∙ м
cos 𝜑
- активировать процесс сбора данных программой DeltaProfi нажатием
кнопки «Пуск» (F5) в строке меню, повторить опыт. При опрокидывании
ветрогенератора электромагнитный контактор отключает генератор от
электрической сети;
- после проведения опыта установить потенциометр задания скорости
ветра в крайнее положение против часовой стрелки, снять сигнал разрешения
на работу преобразователей частоты, остановить ветрогенератор нажатием
кнопки SB2 «Стоп» моноблока «Модель энергетической установки»,
выключить автоматический выключатель QF1 моноблока «Генератор ветра».
2.6.3 Оформление отчета по лабораторной работе.
Дать краткое описание работы. При обработке результатов
эксперимента необходимо рассчитать:
25
-
угловую скорость асинхронного ветрогенератора, 1/с:
𝜔
Г
=
𝜋𝑛
г
30
,
(2.4)
где
𝑛
г
- частота вращения генератора, об/мин;
- электрические потери в асинхронном ветрогенераторе, Вт:
∆𝑃
𝑐
= 3·𝐼
𝐶
2
·𝑟
𝐶
, (2.5)
где
𝐼
𝐶
– ток фазы статора генератора, А;
𝑟
𝐶
- активное сопротивление фазы статора генератора, Ом;
- мощность на валу генератора в двигательном режиме, Вт:
Р
в
= 3·Р
с
+ Δ Р
с
+ΔР
мех
,
(2.6)
где
ΔР
мех
- механические потери асинхронного генератора, Вт. Обычно
принимаются равными 10% от номинальной мощности;
- момент на валу ветрогенератора, Н·м:
𝑀
𝐵
=
𝑃
𝐵
𝜔
𝐵
;
(2.7)
- коэффициент полезного действия ветрогенератора в двигательном
режиме:
𝜂 = 3
Р
с
Р
в
; (2.8)
- коэффициент мощности ветрогенератора:
cos 𝜑 =
Р
С
𝑈
𝐶
∙𝐼
𝐶
. (2.9)
В отчете привести схему включения асинхронного ветрогенератора,
опытные и расчетные зависимости. Сделать заключение по работе.
Контрольные вопросы.
1. Что такое мультипликатор?
2. Из каких компонентов может состоять гибридная ВЭС?
3. Преимущества ВЭУ с дизель-генератором?
4. Почему в современном Казахстане в основном используются
маломощные ветроустановки?
26
5. Типы механических передач.
6. Где наиболее целесообразно размещать т.н. оффшорные ветровые
фермы (ветропарки)?
7. Как уменьшить шумность ВЭУ?
8. Каким образом мощность ВЭУ зависит от длины лопастей
ветроколеса?
9. Как рассчитывается мощность ВЭУ?
10. Механизмы каких типов применяются для передачи мощности от
ветротурбины к электрогенеатору (рабочим механизмам)?
Достарыңызбен бөлісу: |