Новое оборудование для систем возбуждения и опыт его эксплуатации - Статические тиристорные системы возбуждения

Системы управления и регулирования, аналогичные ранее рассмотренным, используются и в новой серии статических систем самовозбуждения типа СТС, разработанной для турбогенераторов мощностью от 2,5 до 63 МВт.
В этих системах применяется первый способ резервирования - преобразователь выполнен с параллельными ветвями, причем выход из работы одной ветви преобразователя не приводит к ограничению режимов работы турбогенератора; канал регулирования содержит основной регулятор типа АРН и резервный регулятор РРН.
Микропроцессорная система управления возбуждением (СУВ) осуществляет начальное возбуждение, гашение поля, ограничение перегрузки генератора, выявление и обработку сигналов о неисправностях СВ, связь с БЩУ. Контроль за работой ТП, состоянием предохранителей также возложен на СУВ. Система возбуждения СТС принята МВК в 1994 г. Список работающих систем приведен в табл. 1.
В связи с необходимостью создания систем возбуждения повышенной надежности, а также отказа от резервных возбудителей НИИэлектромаш разработана и выпускается система одногруппового тиристорного самовозбуждения со 100%- ным резервированием типа СТС-МРУ.
Эта система имеет два автономных преобразовательно-регулирующих канала (ПРК), каждый из которых содержит регулятор типа АРВ-СДП1М или АРВ-СДС, свою систему управления тиристорами, свой тиристорный преобразователь (ΤΓΙ). Каждый канал обеспечивает все режимы работы, включая форсировку возбуждения. В работе постоянно находится один ПРК, второй - в горячем резерве. При неисправности в любом из узлов работающего канала (АРВ, СУТ, ТП) производится автоматический перевод на резервный канал без изменения режима работы генератора (предусматривается и переход с канала на канал по команде “ручной” перевод).
Питание обоих каналов осуществляется от шин генератора через один выпрямительный трансформатор. Преобразователи обоих каналов включены параллельно по переменному и постоянному току; наличие разъединителей в цепях постоянного и переменного тока позволяет ремонтировать отключенный из-за неисправности ТП при работе турбогенератора со вторым преобразователем.
Защита тиристорных преобразователей и обмотки ротора турбогенератора осуществляется тиристорным разрядником многократного действия. При его срабатывании обмотка ротора замыкается на активное сопротивление самосинхронизации. Гашение разрядника производится путем шунтирования его контактором.
Начальное возбуждение генератора производится с помощью устройства начального возбуждения, получающего питание от сети собственных нужд 380 В электростанции либо от аккумуляторной батареи (ГАП).
Гашение поля генератора производится переводом преобразователя в инверторный режим либо автоматом гашения поля ( АГП).
Аппаратура управления возбуждением СУВ также имеет 100%-ный резерв - два управляющих микроконтроллера типа В10 (рабочий и резервный). Вся информация о работе системы возбуждения заносится в их память - “дневник событий” - с привязкой событий по времени и может быть по вызову оператора просмотрена на местном пульте оператора.

Таблица 1

Применение этих устройств позволило отказаться от большого числа релейно-контактной аппаратуры и обеспечить высокий уровень диагностики и контроля за работой оборудования.
В состав СТС-МРУ входит комплект защит, предназначены для действия в следующих аварийных ситуациях:
при снижении уровня изоляции и возникновении замыкания на корпус в какой-либо точке обмотки ротора или цепи возбуждения;
при возникновении несимметрии напряжений в трехфазной сети, питающей тиристорный преобразователь;
Таблица 2

при снижении в режиме холостого хода частоты напряжения турбогенератора ниже заданного уровня;при превышении предельного тока форсировки; при потере возбуждения; при повышении напряжения статора турбогенератора в режиме холостого хода;
при коротких замыканиях на кольцах ротора; если длительность перегрузки обмотки ротора током возбуждения превышает допустимую с учетом кратности перегрузки;
при коротких замыканиях на выводах выпрямительного трансформатора, питающего ТП, а также в самом преобразователе.

Все защиты выполнены на микросхемах среднего уровня интеграции. Имеется память защит, их работоспособность можно тестировать при работающем турбогенераторе.
Системы возбуждения типа СТС-МРУ выпускаются на токи от 300 до 3200 А и выпрямленное напряжение до 500 В. Длительность форсировки составляет 20 - 50 с. Время изменения напряжения возбуждения от номинального до потолочного при форсировке и время расфорсировки напряжения возбуждения от номинального до отрицательного, равного 0,75 потолочного значения, при номинальных значениях мощности и cos φ турбогенератора не превышает 0,04 с.
Тиристорные преобразователи выполняются с естественным или принудительным воздушным охлаждением.
Системы возбуждения работают с 1996 г. (табл. 1). Аварийных отключений по вине системы возбуждения не было.