4855313183

II Budowa i eksploatacja urządzeń, instalacji i sieci elektroenergetycznych

1. Urządzenia prądotwórcze, przyłączone do krajowej sieci elektroenergetycznej, bez względu na wysokość napięcia znamionowego

1.	Wytwarzaniem energii elektrycznej w skali przemysłowej zajmują się elektrownie. Do produkcji energii elektrycznej stosowane są przede wszystkim maszyny synchroniczne pracujące jako prądnice (generatory). W elektrowniach cieplnych stosowane są turbogeneratory, a w elektrowniach wodnych - hy-drogeneratory. Generatory synchroniczne pracują ze stałą prędkością obrotową w celu wytworzenia stałej częstotliwości napięcia wyjściowego (f = 50 Hz). Generatory są przeważnie napędzane za pomocą silników turbinowych. W generatorze następuje zamiana energii mechanicznej wytworzonej w turbinie napędowej na energię elektryczną. Praca mechaniczna w turbinie napędowej jest wykonywana przez: -    rozprężającą się parę wodną (elektrownie cieplne), -    energię cieplną wytworzoną podczas reakcji jądrowej w reaktorze (elektrownie jądrowe), -    energię potencjalną i kinetyczną strumienia wody (elektrownie wodne).
2.	W maszynach synchronicznych występuje ścisła zależność między prędkością obrotową wirnika a częstotliwością prądu: r ^n f = p-- ^F 60 gdzie: f - częstotliwość, w [Hz], p - liczba par biegunów, n - liczba obrotów na minutę. Generatory synchroniczne budowane są w dwóch odmianach jako: 1)    maszyny szybkoobrotowe z utajonymi biegunami, 2)    maszyny wolnoobrotowe jawnobiegunowe. Maszyny tego typu różnią się konstrukcją wirnika i liczbą biegunów. Maszyny z utajonymi biegunami są: -    najczęściej dwubiegunowe, -    rzadziej czterobiegunowe. Aby ograniczyć moment bezwładności i zwiększyć wytrzymałość mechaniczną, wirnik maszyny jest wykonywany z odkuwki, a jego uzwojenia są umieszczane w wyfrezowanych żłobkach. Średnica wirnika generatora z utajonymi biegunami nie przekracza zwykle 1,2 m. Takie generatory napędzane są turbinami parowymi o prędkości obrotowej 3000 lub 1500 obr./min.
3.	Maszyny jawnobiegunowe mają większą liczbę biegunów, a ich uzwojenie wzbudzenia jest wykonane w postaci cewek umieszczonych na biegunach. Maszyny takie mogą być napędzane silnikami wysokoprężnymi lub turbinami wodnymi. Prędkości obrotowe hydrogeneratorów wynoszą od kilkunastu do kilkuset obr./min. Napięcie znamionowe generatorów synchronicznych jest ograniczone wytrzymałością elektryczną izolacji i nie przekracza 30 kV. Moc znamionowa poszczególnych generatorów jest osiągana w zależności od: -    dopuszczalnej temperatury izolacji w maszynie, -    sposobu chłodzenia maszyny, -    wytrzymałości mechanicznej wirnika, ograniczającej obecnie masę wirnika do ok. 2000 Mg, -    wartości prądu stojana ograniczonej obecnie do wartości 35 kA.
4.	Turbogeneratory są to maszyny składające się z prądnicy i napędzającej ją turbiny parowej lub gazowej. Turbogeneratory buduje się zwykle jako prądnice synchroniczne. Są to na ogół maszyny dużej i bardzo dużej mocy. Bardzo duże jednostki stosowane są w elektrowniach jądrowych ze względu na opłacalność budowy dużych bloków reaktor-generator.

15