Системы возбуждения турбогенераторов и гидрогенераторов

Системы обеспечивают все режимы работы генераторов.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

тепловые электростанции, гидроэлектростанции.

ПРЕИМУЩЕСТВА

• резервирование по системе 1+1 или n-1 (опция);
• автоматический переход на преобразователь «горячего резерва»;
• естественное охлаждение;
• сетевые интерфейсы CAN и (или), как опция - Profibus, Modbus, RS232/RS485; 
• автосинхронизация напряжения генератора с напряжением сети;
• система диагностики и встроенного регистратора параметров системы возбуждения (СВ) и автоматического регулятора возбуждения (АРВ);
• встроенный независимый регистратор электрических сигналов со скоростью записи до 100 мкс/точка;
• коммутационная аппаратура и электронные компоненты ведущих мировых производителей;
• полная комплектность поставок включая силовые трансформаторы, шкафы ввода резерва, коммутационные ячейки для трансформаторов, системы мониторинга и управления.

ЭФФЕКТ ОТ ВНЕДРЕНИЯ

обеспечение надежной и безопасной работы турбогенераторов.

ФУНКЦИИ

• ручное и автоматическое возбуждение по достижении 95-100 % частоты турбины с контролем частоты по остаточному напряжению, по команде от контроллера турбины;
• начальное возбуждение от остаточного напряжения при достаточном уровне остаточной намагниченности ротора и от независимых источников оперативного напряжения или напряжения собственных нужд;
• автоматический и ручной режим управления током возбуждения;
• стабилизация тока возбуждения;
• безударное дистанционное переключение в процессе работы режимов регулирования (ручной режим, регулирование напряжения, реактивной мощности, косинуса) с сохранением уставки;
• включение в сеть методом точной автоматической синхронизации, ручной и самосинхронизации;
• работа в энергосистеме с нагрузками от холостого хода до номинальной и с допускаемыми для генератора перегрузками, устойчивая работа в переходных режимах;
• форсировка возбуждения с заданной кратностью по току ротора при просадке напряжения генератора;
• гашение поля генератора при остановке;
• полное 100 % горячее резервирование - комплект из двух однотипных возбудителей, мгновенное автоматическое переключение не резервную систему;
• встроенный регистратор параметров и состояния системы с функцией архивации;
• возможность интеграции в уже имеющиеся АСУТП энергоблока или станции.

Микропроцессорная система АРВ

осуществляет управление всем комплексом аппаратуры системы, начиная от приема внешних и внутренних дискретных и аналоговых сигналов и заканчивая формированием управляющих потенциальных и импульсных сигналов, а также индикацию с помощью встроенного пультового терминала всех режимов работы системы.

Базовая часть программного обеспечения возбудителя содержит необходимый набор средств управления возбуждением:

• система импульсно-фазового управления (СИФУ) тиристорами
• система защиты тиристорного преобразователя;
• система регулирования тока возбуждения, косинуса, реактивной мощности и напряжения генератора.

Наличие в базовой системе точек для входных воздействий по сети от АСУТП позволяет формировать требуемую структуру регулирования, управления, защит и блокировок.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Системы параллельного самовозбуждения выполняются одногрупповыми, тиристорными. Охлаждение тиристоров – естественное, воздушное. Предусмотрено 100%-ное резервирование выпрямителя, системы управления и автоматического регулятора возбуждения. Один тиристорный выпрямитель находится в работе, второй в горячем резерве со снятыми управляющими импульсами.

Ввод резервного выпрямителя в работу производится как автоматически при неисправности работающего выпрямителя, так и вручную.

В изделии предусмотрена самодиагностика элементов до неисправной конструктивной единицы. При пуске генератора согласование генераторного напряжения с напряжением блочного трансформатора по амплитуде, частоте и фазе производится автоматически, методом автосинхронизации.

Питание средств управления, регулирования, защиты и сигнализации осуществляется трехфазным напряжением от вентильных обмоток преобразовательного трансформатора или трехфазным напряжением собственных нужд 380 В, 50 Гц станции, а при его исчезновении от аккумуляторной батареи 220 В.

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО И НЕЗАВИСИМОГО САМОВОЗБУЖДЕНИЯ

Системы независимого возбуждения выполняют все функции описанные выше для систем параллельного самовозбуждения. Питание тиристорных преобразователей осуществляется, в отличии от систем самовозбуждения, от независимого источника питания через преобразовательный трансформатор Т1 и отсутствует устройство начального возбуждения.

Питание системы осуществляется от одного ввода напряжением ~ 380 В, 50 Гц. Для повышения надежности при перерывах в электроснабжении параллельно средства управления питаются и от ввода оперативного напряжения = 220 В.

Бесщеточные системы возбуждения выполняются с применением источников питания с широтно-импульсной модуляцией для питания обмотки возбуждения. Для повышения надежности источники дублируются и при выходе из строя одного из них ввод в работу другого осуществляется автоматически.  

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА БЕСЩЕТОЧНОЙ СИСТЕМЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ

Системы возбуждения для малых ГЭС выполняются, как по структуре независимого возбуждения, так и по структуре самовозбуждения. Предназначены для питания обмоток возбуждения синхронных генераторов мощностью до 10 МВт автоматически регулируемым постоянным током, при их пуске, синхронной работе в сети и в аварийных режимах.

Системы удовлетворяют требованиям ГОСТ 21558-00, ГОСТ 18142.1-85 и могут быть использованы взамен возбудителей серий СТС.

Системы выпускаются на номинальные токи 100, 200, 320, 400, 630 А, номинальные напряжения – 75, 115, 230 В.

Конструктивно система на токи до 200 А размещена в одном шкафу с силовым согласующим трансформатором, а на токи 320 А и выше трансформатор поставляется отдельно.

КОНСТРУКЦИЯ, ИСПОЛНЕНИЕ

Выпрямитель системы выполнен по трёхфазной мостовой схеме с одним тиристором в плече.

На двери шкафа преобразователя установлены измерительные приборы (ток возбуждения, напряжение возбуждения), лампы сигнализации и пультовый терминал, с помощью которого осуществляется выбор структуры системы автоматического регулирования, изменение параметров регуляторов и уставок системы управления и защит. Эти же процедуры можно осуществлять с помощью ПЭВМ, для чего разработан комплекс сервисного программного обеспечения, значительно облегчающий и ускоряющий процесс наладки.

Шкафы системы имеют двухстороннее обслуживание, степень защиты IP21, климатическое исполнение – УХЛ по ГОСТ 15150-69, категорию размещения – 4 по ГОСТ 15150-69.

Шкаф автомата гашения поля (АГП) поставляется при необходимости.

КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ

Количество шкафов и общие габаритные размеры системы возбуждения зависят от мощности системы и конкретной привязки изделия к объекту.

В типовый комплект поставки изделия входят:

• силовой преобразовательный трансформатор с высоковольтной ячейкой;
• шкаф управления (с двумя комплектами средств управления а автоматического регулятора возбуждения);
• два шкафа силовых (с силовыми тиристорами);
• шкаф ввода (с разъединителями на стороне переменного и постоянного тока);
• шкаф ввода резерва (с выключателями 1ВВ, 2ВВ);
• шкаф с АГП (с автоматом гашения поля, тиристорным разрядником, контактором самосинхронизации);
• шкаф с резисторами самосинхронизации.

Габаритные размеры отдельных единиц поставки для типовой системы возбуждения с номинальным выпрямленным током 2100 А.

СТРУКТУРА УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Окружающая среда не взрывоопасная, не пожароопасная.

Степень защиты оболочки шкафов IP21 по ГОСТ 14254-80.

По механической прочности и устойчивости соответствуют группе условий эксплуатации М2 по ГОСТ 17516.1-90.

Климатическое исполнение и категория размещения УХЛ4 по ГОСТ 15150-69

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ РАБОЧЕЕ МЕСТО

Комплектно с системой возбуждения возможна поставка автоматизированного рабочего места (АРМ), которое осуществляет управление и мониторинг всего комплекса оборудования системы возбуждения и генератора.

АРМ конструктивно выполняется в виде пульта или настольного компьютера, основной задачей которого является управление системой возбуждения, отображение параметров и их архивация, уменьшение времени на поиск и локализацию неисправностей.

АРМ может быть использован как автономное устройство или в составе центрального или блочного щита управления. В этом случае он комплектуется офисным компьютером и предназначен для работы в комфортных помещениях. 

АРМ может устанавливаться в тех же помещениях, где расположено основное оборудование. В этом случае он комплектуется промышленным компьютером.

Оба исполнения имеют одинаковое функциональное исполнение и обеспечивают:

• вывод параметров и информации о состоянии оборудования в графическом и схематическом (на мнемосхеме) виде;
• непрерывный мониторинг параметров системы возбуждения;
• почасовое и посуточное архивирование данных встроенного самописца параметров СВ, АРВ и генератора;
• управление возбуждением, гашением, переключением режимов работы АРВ, перевод возбуждения с рабочей системы управления на резервную и пр.;
• автоматическое считывание данных встроенного в АРВ регистратора при аварийном отключении СВ;
• графическое отображение состояния встроенного в СВ синхрониизатора генератора и сети;
• удобное отображе-ние аварийных, предупредительных и служебных сообщений по каждой системе управления.