4. Эксплуатация системы возбуждения генераторов. Современные турбо- и гидрогенераторы имеют следующие системы возбуждения: 1) машинная с электромашинными возбудителями; 2) высокочастотная с возбудителем (генератором) переменного тока повышенной частоты 200-500 Гц и полупроводниковыми неуправляемыми выпрямителями; 3) выпрямительная с управляемыми полупроводниковыми выпрямителями, питаемыми от вспомогательного генератора переменного тока (независимая система) или шунтовых и сериесных трансформаторов, включенных на шины генератора (система самовозбуждения).
При эксплуатации машинных систем возбуждения особое внимание уделяется состоянию скользящих контактов – токосъемных колец ротора и коллекторов машин постоянного тока. Основной признак неисправности коллектора и колец - искрение щеток. Существенное значение имеет величина давления под щеткой, например, для щеток марки ЭГ-4 давление должно-быть 1,765 ± 10% Н/см2 (180 ±10% гс/см2 ). При размере торца щетки 22x30 мм среднее усилие прижима щетки должно быть около 11,27Н (1,15 кгс). Усилие прижима щетки проверяется пружинным динамометром. Причиной искрения щеток может быть плохое прилегание щеток к коллектору. Новые щетки перед установкой на машину необходимо притирать по макету коллектора - цилиндру одного с ним диаметра.
Подгар рабочих поверхностей коллектора и контактных колец может также привести к искрению щеток. Подгар вызывается износом и нарушением цилиндричности поверхности коллектора и колец, а также попаданием масла на контактную поверхность. Загрязненный коллектор можно прошлифовать наждачной шкуркой, при большом износе коллектор и кольца шлифуются во время ремонта генератора шлифовальной машинкой.
Во время работы генератора дежурный персонал раз в смену проверяет состояние коммутационного аппарата- возбудителя визуально, а также путем «продергивания» поводков-проводников щеток. Таким образом определяют подвижность щетки (она может зависнуть или заклиниться) и ее относительную нагрузку. Поводки-проводники всех щеток нагреты до определенной температуры. Обнаружение щетки с холодным проводником покажет, что данная щетка не нагружена, дефектна.
Состояние коллектора возбудителя работающего генератора проверяют освещением его стробоскопической лампой. При подсинхронной частоте вспышек стробоскопической лампы можно наблюдать как бы остановленный или медленно вращающийся коллектор и выявить все его дефекты.
Выпрямительные системы возбуждения содержат различного вида выпрямители: ионные (игнитроны), диодные и тиристорные. При этом источником тока служит или генератор переменного тока частотой 500, 200 или 50 Гц, именуемый также вспомогательным генератором, или трансформатор, включенный на шины генератора.
В настоящее время ионные выпрямители - игнитроны, содержащие ртуть, повсеместно заменяют на управляемые полупроводниковые выпрямители - тиристоры. Тиристорные мосты состоят из большого числа последовательно-параллельно включенных тиристоров на номинальные параметры 300-600 В и 200-600 А каждый. Мощные тиристорные блоки имеют, как правило, принудительное охлаждение, как воздушное, так и водяное.
В эксплуатации тиристорные выпрямители весьма надежны. В течение первых месяцев эксплуатации выходит из строя до 10% всех тиристоров, однако затем выпрямитель годами работает без сбоев. Главное внимание в процессе эксплуатации необходимо уделять надежности охлаждения тиристоров. Теплоемкость тиристоров с принудительным охлаждением мала и при нарушении охлаждения система возбуждения должна немедленно отключиться, а следовательно, отключается и генератор. Недостатком воздушной системы охлаждения тиристоров является возможность попадания пыли на радиаторы тиристоров, что ухудшает теплосъем, уменьшает расход воздуха, возникают предпосылки к перекрытию изоляции. Поэтому при работе с воздушноохлаждаемыми тиристорами следует периодически очищать, продувать весь тракт охлаждающего воздуха.
Более надежны в работе водоохлаждаемые установки. Они охлаждаются дистиллятом, требования к которому аналогичны требованию к дистилляту водоохлаждаемого генератора. Как правило, выпрямитель системы возбуждения имеет свою отдельную водяную систему с двумя охладителями воды, рабочим и резервным насосами. Качество охлаждающей воды проверяется, как правило, один раз в смену специальным прибором. Температурный режим зависит от класса и типа тиристоров и задается заводской инструкцией.
Работающая тиристорная выпрямительная установка является источником мощных высокочастотных электромагнитных полей, возникающих в момент переходного процесса отпирания и запирания тиристоров, их частота 85-500 кГц, Измерения, выполненные на Красноярской и Чиркейской ГЭС, показали, что напряженность электромагнитных полей достигает 50-70% допустимой, с точки зрения безопасности персонала, нормы. Поэтому нельзя долго находиться вблизи (на расстоянии нескольких метров) от работающей выпрямительной установки и тем более - открывать металлические дверцы шкафов с выпрямительными элементами.
