Unit 7

Unit 7: Type of Generator - Các loại máy phát điện Steam Units:  Steam-electric (thermal) generating units are typically the large base load plants Steam produced in a boiler turns a turbine to drive an electric generator (Figure 3a) Fossil fuels (coal, petroleum and petroleum products, natural gas or other gaseous fuels) and other combustible fuels, such as biomass and waste products, are burned in a boiler to produce the steam Nuclear plants use nuclear fission as the heat source to make steam Geothermal or solar thermal energy also produce steam The thermal efficiency of fossil-fueled steam-electric plants is about 33 to 35 percent The waste heat is emitted from the plant either directly into the atmosphere, through a cooling tower, or sent to a lake for cooling A water pump brings the residual water from the condenser back to the boiler Tổ máy nước: Tổ máy phát điện nước (nhiệt) là các nhà máy điện chạy nền tiêu biểu Hơi nước được tạo nồi làm quay tuabin để chạy máy phát điên (Hình 3a) Nhiên liệu hóa thạch (than đã, dầu mỏ và các sản phẩm của dầu mỏ, khí tự nhiên hoặc các nhiên liệu khí khác) và nhiên liệu dễ cháy, khối sinh học và phế phẩm, được đốt nồi để tạo nước Các nhà máy điện hạt nhân sử dụng sự phân hạch hạt nhân là nguồn nhiệt để tạo nước Năng lượng địa nhiệt hoặc lượng mặt trời cũng sản xuất nước Hiệu suất nhiệt của các nhà máy điện nước chạy bằng lượng hóa thạch là khoảng 33 tới 35% Nhiệt dư thừa được tỏa khỏi nhà máy hoặc trực tiếp vào bầu khí quyển, thông qua tháp làm lạnh, hoặc được chuyển tới hồ để làm mát Một máy bơm nước đưa nước dư thừa từ bình ngưng trở lại nồi Gas Units: Gas turbines and combustion engines use the hot gas from burning fossil fuels, rather than steam, to turn a turbine that drives the generator These plants can be brought up quickly, and so are used as peaking plants The number of gas turbines is growing as technological advances in gas turbine design and declining gas prices have made the gas turbine competitive with the large steam-electric plants However, thermal efficiency is slightly less than that of the large steam-electric plants (Figure 3b) The gas wastes are disposed of through an exhaust stack Tổ máy khí đốt: Tuabin khí và động đốt sử dụng khí nóng từ nhiên liệu hóa thạch cháy, thay vì nước, làm quay tuabin để chạy máy phát điện Những nhà máy này có thể được khởi động và phát điện cách nhanh chóng, và vậy nên được dùng các nhà máy chạy phủ đỉnh Số lượng của các tuabin khí tăng lên bởi các tiến bộ kỹ thuật thiết kế tuabin khí và sự giảm giá của khí đốt đã làm cho tuabin khí cạnh tranh với các nhà máy điện nước lớn Tuy nhiên, hiệu suất nhiệt lại ít một chút so với của các nhà máy điện nước lớn (Hình 3b) Khí dư thừa được thải qua ống khí thải Combined-Cycle Units: Combined cycle plants first use gas turbines to generate power and then use the waste heat in a steam-electric generator to produce more electricity Thus, combined-cycle plants make more efficient use of the heat energy in fossil fuels New technology is improving the thermal efficiency of combined-cycle plants, with some reports of 50 to 60 percent thermal efficiency (Figure 3c) Tổ máy chu trình hỗn hợp: Các nhà máy có chu trình hỗn hợp sử dụng tuabin khí trước tiên để tạo lượng và sau đó sử dụng khí dư máy phát điện nước để sản xuất thêm điện Do vậy, các nhà máy có chu trình hỗn hợp làm việc sử dụng lượng nhiệt hiệu quả với nhiên liệu hóa thach Công nghệ mới cải tiến hiệu suất nhiệt của các nhà máy có chu trình hỗn hợp, với một vài báo cáo là 50 tới 60% hiệu suất nhiệt (hình 3c) Cogenerating Units: Cogenerators, also known as combined heat and power generators, are facilities that utilize heat for electricity generation and for another form of useful thermal energy (steam or hot water), for manufacturing processes or central heating There are two types of cogeneration systems: bottom-cycling and top-cycling In a bottom-cycling configuration, a manufacturing process uses high temperature steam first and a waste-heat recovery boiler recaptures the unused energy and uses it to drive a steam turbine generator to produce electricity In one of two top-cycling configurations, a boiler produces steam to drive a turbine-generator to produce electricity, and steam leaving the turbine is used in thermal applications such as space heating or food preparation In another top-cycling configuration, a combustion turbine or diesel engine burns fuel to spin a shaft connected to a generator to produce electricity, and the waste heat from the burning fuel is recaptured in a waste-heat recovery boiler for use in direct heating or producing steam for thermal applications (Figure 3d) Tổ máy đồng phát: Các máy phát điện đồng phát, còn được biết đến các máy phát điện kết hợp nhiệt và lượng, là các công cụ để sử dụng nhiệt cho việc sản xuất điện và cho dạng khác của nhiệt hữu ích (hơi nước hoặc nước nóng), cho các quá trình sản xuất hoặc cho hệ thống sưởi trung tâm Có hai loại của hệ thống đồng phát: chu kì đáy và chu kì đỉnh Trong một cấu hình của chu kì đáy, một quá trình sản xuất sử dụng có nhiệt độ cao trước hết và nồi phục hồi nhiệt dư thu hồi lại lượng ko được sử dụng và dùng nó để quay tuabin – máy phát để sản xuất điện Trong một hai cấu hình chu trình đỉnh, nồi sản xuất nhiệt nước để chạy tuabin – máy phát để sản xuất điện năng, và nước mà rời tuabin được dùng các ứng dụng nhiệt là sưởi ấm không gian hoặc việc chuẩn bị thức ăn Trong cấu hình khác của chu trình đỉnh, một tuabin đốt hoặc động diesel đốt nhiên liệu để quay trục được nối với máy phát để sản xuất điện năng, và nhiệt dư từ nhiêu liệu cháy được thu hồi nồi phục hồi nhiệt dư để dùng sưởi ấm trực tiếp hoặc sản xuất nước cho các ứng dụng nhiệt(hình 3d) Other Units: The kinetic energy in moving water and wind is used to turn turbines at hydroelectric plants and wind facilities to produce electricity Other types of energy conversion include photovoltaic (solar) panels that convert light energy directly to electrical energy, and fuel cells that convert chemical energy directly to electrical energy Các tổ máy khác: Động của chuyển động nước và gió đã được dùng để quay tuabin các nhà máy thủy điện và các máy phát điện bằng sức gió để sản xuất điện Các dạng khác của việc chuyển đổi lượng bao gồm các tấm quang điện mà chuyển hóa lượng áng sáng trực tiếp thành điện năng, và các pin nhiên liệu chuyển hóa lượng hóa học trực tiếp thành điện Task Reading generator rating plates The capacity of a synchronous generator is equal to the product of the voltage per phase, the current per phase, and the number of phases It is normally stated in megavolt-amperes (MVA) for large generators or kilovolt-amperes (kVA) for small generators Both the voltage and the current are the effective, or rms, values (equal to the peak value divided by ) The voltage rating of the generator is normally stated as the operating voltage between two of its three terminals—i.e., the phase-to-phase voltage For a winding connected in delta, this is equal to the phase-winding voltage For a winding connected in wye, it is equal to times the phase-winding voltage The capacity rating of the machine differs from its shaft power because of two factors— namely, the power factor and the efficiency The power factor is the ratio of the real power delivered to the electrical load divided by the total voltage–current product for all phases The efficiency is the ratio of the electrical power output to the mechanical power input The difference between the two power values is the power loss consisting of losses in the magnetic iron due to the changing flux, losses in the resistance of the stator and rotor conductors, and losses from the winding and bearing friction In large synchronous generators, these losses are generally less than percent of the capacity rating These losses must be removed from the generator by a cooling system to maintain the temperature within the limit imposed by the insulation of the windings Task Công suất của một máy phát điện đồng bộ bằng tích số của điện áp mỗi pha, dòng điện mỗi pha, và số pha Công suất này thường được định là MVA đối với những máy phát điện lớn hoặc kVA đối với những máy phát điện nhỏ Cả điện áp và dòng điện đều là giá trị hiệu dụng, hay rms, giá trị (bằng giá trị đỉnh chia cho ) Điện áp định mức của các máy phát điện thường được định bởi điện áp làm việc giữa hai ba đầu cực của máy phát – nghĩa là điện áp dây Đối với cuộn dây nối theo kiểu tam giác, thì điện áp định mức bằng điện áp pha Đối với cuộn dây nối theo kiểu hình sao, thì nó bằng lần điện áp pha Công suất định mức của máy móc khác với công suất trục của nó bởi hai yếu tố – đó là hệ số công suất và hiệu suất Hệ số công suất là tỉ số giữa công suất thực được truyền tới tải điện chia cho tổng của tích số giữa điện áp và dòng của tất cả các pha Hiệu suất là tỉ số giữa công suất điện đầu công suất đầu vào Sự khác giữa hai giá trị công suất đó là tổn thất công suất gồm có tổn thất sắt từ bởi thông lượng thay đổi, tổn thất điện trở của dây dẫn stator và rotor, và tổn thất bởi ma sát giữa cuộn dây và ổ trục Trong các máy phát điện đồng bộ lớn, những tổn thất này thông thường nhỏ % của công suất định mức Những tổn thất này phải được loại bỏ khỏi máy phát điện bởi hệ thống làm mát để trì nhiệt độ giới hạn được quy định bởi sự cách điện của bó dây  ...Cogenerating Units: Cogenerators, also known as combined heat and power generators, are facilities that utilize... để dùng sưởi ấm trực tiếp hoặc sản xuất nước cho các ứng dụng nhiệt(hình 3d) Other Units: The kinetic energy in moving water and wind is used to turn turbines at hydroelectric plants