Системы возбуждения щеточных генераторов и компенсаторов мощностью до 1000 МВт

Системы возбуждения серии СВТГ (СВГГ, СВГД, СВГ, СВСК) (далее СВ) являются статическими, тиристорными, быстродействующими СВ.

Общая характеристика серии СВ

  • диапазон охватываемых номинальных мощностей генераторов:
    — до 1000МВт;
  • типы возбуждения генераторов:
    — щеточный;
    — бесщеточный;
  • диапазон номинальных токов и напряжений возбуждения:
    — ток возбуждения: до 7500 А;
    — напряжение возбуждения: до 700 В;
  • типы трансформаторов возбуждения:
    — масляный или сухой;
    — внутренней или наружной установки;
    — одногрупповой или двухгрупповой;
  • схемы силового питания:
    — одногрупповая и двухгрупповая;
    — параллельное самовозбуждение и независимое возбуждение;
  • регуляторы АРВ:
    — автоматический (3 вида) + системный стабилизатор (PSS);
    — ручной;
  • схемы резервирования АРВ:
    — резервирование по схеме «1+1»: двухканальное, полное резервирование;
    — без резервирования – один канал с автоматическим и ручным регуляторами;
  • схемы резервирования силовых преобразователей:
    — резервирование по схеме «1+1»: двухканальное, полное резервирование пре-образователей;
    — резервирование по схеме «N-1»: одноканальное резервирование посредством одного избыточного преобразователя;
    — без резервирования;
  • количество параллельных тиристоров в плечах преобразователя:
    — 1;
    — 3 или 4;
  • количество параллельных преобразователей в одном канале СВ:
    — 1;
    — 2 и более;
  • охлаждение силового преобразователя:
    — естественное воздушное;
    — принудительное воздушное;
    — комбинированное воздушное;
  • переключение возбуждения на резервную станционную СВ:
    — с наличием аппаратов переключения возбуждения на резервную СВ;
    — без аппаратов переключения возбуждения на резервную СВ;
    — с цифровым «реле защиты ротора» (РЗР);
  • комплектность:
    — полная комплектность – без использования элементов прежней СВ;
    — неполная комплектность – с использованием элементов прежней СВ:
    — силовой трансформатор (одно и двугрупповой);
    — разрядные сопротивления гашения поля;
    — аппарат гашения поля (АГП);
    — аппараты подключения к резервной станционной СВ;
  • средства регистрации:
    — регистратор, встроенный в контроллер АРВ;
    — регистратор автономный от контроллера АРВ для независимого контроля ра-боты АРВ;
    — журнал регистрации событий встроенный в контроллер АРВ4;
  • средства управления, мониторинга и диагностики СВ:
    — сенсорная панель оператора;
    — АРМ (человеко-машинный интерфейс);
  • сетевые интерфейсы для связи с АСУТП:
    — Profibus DP, Modbus RTU, Modbus TCP (Ethernet), CAN и др.

Основные технические характеристики

 Функции СВ:

  • автоматическое возбуждение и гашение при пуске и остановке генератора;
  • начальное возбуждение от УНВ и от остаточного напряжения генератора;
  • автоматическая подгонка напряжения генератора к напряжению сети;
  • мягкий пуск («Soft start») при начальном возбуждении;
  • включение в сеть методом точной синхронизации в нормальных режимах энергосистемы:
    – от синхронизатора БЩУ/ГЩУ;
    – от автоматического регулятора возбуждения (АРВ):
    * подгонка напряжения генератора к напряжению сети;
    * подгонка частоты турбины;
    * включение генераторного выключателя с контролем уровня и * разности фаз напряжений генератора и сети;
    * независимое реле блокировки несинхронного включения;
  • включение в сеть методом самосинхронизации в аварийных режимах энергосистемы;
  • перевод возбуждения на резервную станционную СВ по стандартным правилам без изменения режима работы генератора;
  • снятие характеристик к.з. и х.х. генератора (при обеспечении силового питания СВ от постороннего источника для СВ с самовозбуждением);
  • регулируемые параметры АРВ:
    – напряжение генератора (основной режим);
    – реактивная мощность генератора;
    – сos(φ) генератора.
  • структура регулирования АРВ – «АРВ-СД (сильного действия)»;
  • резервный ручной регулятор тока возбуждения:
    – переход на ручной регулятор при неисправности обратных связей автоматического регулятора;
    – переход на ручной регулятор с сохранением уставки возбуждения;
    – управление возбуждением командами «Больше/Меньше»;
  • демпфирование электромеханических колебаний ротора, обеспечение устойчивости генератора и энергосистемы;
  • статизм (компаундирование) регулирования и компенсация падения напряжения в блочном трансформаторе по полному и реактивному току генератора;
  • форсировка возбуждения;
  • режим электрического торможения;
  • режим зарядки линии;
  • режим ресинхронизации при потере возбуждения;
  • расчет температуры обмотки возбуждения;
  • учет активной и реактивной энергии генератора;
  • пароль на изменение параметров.

Точность регулирования параметров СВ:

  • напряжение генератора – 0.2%;
  • реактивная мощность генератора – 0.5%;
  • сos(φ) генератора – 0.5%;
  • тока возбуждения в ручном режиме – 0.5%.

Диапазон регулирования параметров СВ (настраиваемый):

  • напряжения генератора:
    – на холостом ходу – от 5% до 110%;
    – в сети – от 95% до 110%.
  • тока возбуждения в ручном режиме:
    – на холостом ходу – от 5% до 110% номинального тока холостого хода генератора;
    – в сети – от минимального ограничения 20…40% до 110% номинального тока генератора.

Система управления

Все задачи СУ выполняются программно-аппаратным способом.

Структура регулирования АРВ «АРВ-СДПК» (см. рис. 1) со следующими каналами регулирования:

  • ПИД-регулятор напряжения:
    – по отклонению напряжения – dUs (пропорционально-интегральное звено);
    – по производной напряжения генератора – Us’ (дифференциальное звено);
  • PSS – системный стабилизатор сильного действия:
    – по производной тока возбуждения – If ‘;
    – по производной частоты генератора – Fs’;
    – по отклонению частоты генератора – dFs;
  • ЖОС – жёсткая обратная связь по напряжению ротора для бесщеточных систем возбуждения.

Примечание: структура регулирования для генераторов до 60МВт может переключаться из режима «Сильного Действия (СД)» в режим ПИД-регулирования.

Дополнительные функции АРВ для обратимых генераторов ГАЭС:

  • поддерживаемые схемы пуска:
    – прямой и реакторный пуски;
    – пуск с разгонным двигателем;
    – пуск с устройством плавного пуска;
  • пуск с ПЧ и управление током возбуждения по каналу «4-20мА» от ПЧ.

Структурная схема системы регулирования АРВ-СДПК

Система ограничителей АРВ

  • минимального и максимального напряжение генератора;
  • минимального и максимального тока возбуждения;
  • максимального тока возбуждения холостого хода при отключении из сети и повышении частоты генератора;
  • минимального возбуждения – ограничение реактивной мощности генератора в зависимости от активной («Q=f(P)»);
  • максимального напряжения генератора при снижении его частоты («V/Hz=const»);
  • перегрузки статора по время-зависимой токовой характеристике;
  • перегрузки ротора по время-зависимой токовой характеристике;
  • длительности форсировки по перегрузочной характеристике ротора.
 

Система защит

Защиты при работе на тиристорной системе возбуждения:

  • по максимальному напряжению генератора;
  • по максимальному току генератора;
  • по потере возбуждения;
  • при внутренних коротких замыканиях в тиристорных преобразователях;
  • при коротких замыканиях в цепи возбуждения;
  • от перенапряжений в цепи возбуждения разрядником;
  • при потере проводимости плеча преобразователя;
  • при потере проводимости параллельных тиристоров в плечах;
  • при отсутствии сигнала от ТН генератора при начальном возбуждении;
  • при отсутствии сигнала от ТН и ТТ генератора в рабочем режиме с переходом на ручной режим с сохранением уставки возбуждения;
  • при отказе ограничителя превышения длительности форсировки и перегрузки по току возбуждения;
  • при отказе ограничителя минимального возбуждения «Р/Q» с переходом на ручной режим с уставкой возбуждения обеспечивающей перевозбужденный режим;
  • по снижению сопротивления изоляции цепей возбуждения:
    – встроенное устройство контроля изоляции с индикацией сопротивления на пультовом терминале, сенсорной панели оператора, АРМ;
    – блок защиты «BENDER» с панелью индикации сопротивления на двери ШАГП и на АРМ (опция);
  • по повышению сопротивления цепи возбуждения «кабель-щеточный аппарат-ротор»;
  • по расчетной температуре обмотки возбуждения;
  • по неисправности блок-контакта статорного выключателя дублированием его состояния по току статора;
  • силового преобразовательного трансформатора по максимальному току и превышению допустимой температуры:
    – основная токовая защита – обеспечивается независимо от СВ посредством блока в составе панели защит генератора;
    – основная температурная защита – обеспечивается независимо от СВ посредством собственного блока защит встроенного в трансформатор;
    – резервная токовая и температурная защиты – обеспечивается посредством встроенных защит СВ.

Защиты при работе на резервной станционной СВ:

  • по снижению сопротивления изоляции цепей возбуждения;
  • блок защит «Реле защиты ротора (РЗР)»:
    – защиты:
    • от превышения длительности форсировки и перегрузки по току возбуждения;
    • при коротких замыканиях в цепи возбуждения;
    – состав блока РЗР:
    • контроллер «РЗР»;
    • реле «Предупреждение (If>1.05*Iном)» – совмещенный сигнал начала отсчета перегрузки и неготовности РЗР.
    • реле «Развозбуждение» – сигнал о необходимости снижения возбуждения при истечении выдержки по перегрузке;
    • реле «Отключение» – сигнал на отключение при отсутствии снижения тока возбуждения по истечении выдержки по перегрузке или при токе короткого замыкания.

Примечания:
блок РЗР функционирует при работе на резервной системе возбуждения в качестве основной защиты и при работе на тиристорной системе возбуждения – в качестве резервной защиты.

Структура условного обозначения

 

Документация

Подробное описание

Опросный лист

Заполнить Скачать