Комплекты оборудования систем управления и регулирования (КОСУР).
Для реконструкции систем независимого возбуждения с высокочастотными, бесщеточными и коллекторными возбудителями (в дальнейшем с электромашинными возбудителями), имеющих в своем составе аппаратуру автоматического управления и регулирования, выполненную на базе панелей ЭПА-120, ЭПА-305, ЭПА-325, ЭПА-500 и РВА-62 турбогенераторов мощностью от 50 до 500 МВт, НИИэлектромаш выпускаются комплекты оборудования КОСУР.
Цель реконструкции - замена морально и физически устаревших панелей регулирования типов ЭПА или РВА, повышение надежности систем возбуждения и доведение параметров реконструированных систем до характеристик, удовлетворяющих всем требованиям ГОСТ 21558-88. В частности, характеристики реконструированных высокочастотных систем возбуждения по быстродействию должны быть близки к характеристикам тиристорных систем независимого возбуждения, что позволяет использовать автоматические регуляторы возбуждения сильного действия типа АРВ- СДС или АРВ-СДП1 и полностью реализовать все возможности синхронного генератора в режимах потребления реактивной мощности.
Реконструкция систем возбуждения с электромашинными возбудителями в зависимости от мощности генератора и годового времени использования по требованию заказчика выполняется по одной из трех схем:
одноканальной с питанием преобразовательного трансформатора от шин напряжением 0,4 кВ или 6 - 10 кВ напряжения генератора (объекта);
двухканальной с одним главным АРВ, с двумя тиристорными преобразователями и двумя резервными регуляторами напряжения (РРН) с питанием каналов от разных секций 0,4 кВ собственных нужд станции;
двухканальной с питанием преобразовательно-регулирующих каналов от разных, имеющих резервное питание секций 0,4 кВ собственных нужд станции (для АЭС - от секции 0,4 кВ надежного питания).
В двухканальных схемах в работе постоянно находится один ПРК, второй - в резерве со снятыми импульсами управления.
Комплект оборудования КОСУР совместно с системой возбуждения обеспечивает следующие режимы работы и параметры возбуждения:
программное начальное возбуждение до 95 ± 5% номинального напряжения генератора; холостой ход;
включение в сеть методом точной (автоматической или ручной) синхронизации;
включение в сеть методом самосинхронизации;
работу в объединенной и автономной энергосистемах с нагрузками от холостого хода до номинальной, а также с перегрузками, соответствующими ГОСТ 183-74 и ГОСТ 533-85;
останов агрегата в нормальных и аварийных режимах;
форсировку возбуждения с заданной кратностью и настраиваемой уставкой реле форсировки и развозбуждение при нарушениях в энергосистеме, вызывающих соответственно снижение или увеличение напряжения на шинах станции или генератора по отношению к заданной статической характеристике;
развозбуждение и гашение поля при нормальном останове генератора переводом тиристорного преобразователя (в дальнейшем преобразователь) в инверторный режим;
гашение поля в аварийных режимах при действии защит с использованием специальных устройств гашения поля (АГП, кроубар и др.) и переводом преобразователя в инверторный режим;
поддержание напряжения на выводах генератора в соответствии с заданной уставкой с точностью 1% относительно заданной статической характеристики;
стабилизацию режимов генератора с помощью системного стабилизатора, осуществляющего регулирование по отклонению частоты генератора и ее производной, а также по производной тока ротора генератора;
устойчивое равномерное распределение реактивной мощности между однотипными генераторами, объединенными на уровне генераторного напряжения, без использования группового регулирования или поперечных уравнительных связей;
работу с устройствами группового регулирования напряжения;
разгрузку генератора по реактивной мощности с точностью ± 5% номинального значения при плановом останове турбогенератора;
местное и дистанционное изменение уставки регулятора со скоростью 0,5%/с в диапазоне от 80 до 110% номинального напряжения генератора;
ограничение перегрузки ротора по время зависимой характеристике в соответствии с данными генератора;
ограничение минимального тока возбуждения в зависимости от активного тока генератора;
снижение уставки напряжения на 2% при уменьшении частоты на 1 Гц в диапазоне частот от 50 Гц до 45 Гц;
автоматическую подгонку уставки резервного регулятора под уставку рабочего АРВ с точностью не хуже 0,5% напряжения турбогенератора в режиме холостого хода или 5% тока ротора при работе в сети.
Защита тиристорного преобразователя от перенапряжений, возникающих в сети собственных нужд, осуществляется варисторным защитным устройством (ЗУ).
Защиты КОСУР представляют собой аналого-цифровой комплекс на интегральных микросхемах. В комплект защит входят следующие устройства: защита от превышения заданного уровня напряжения возбудителя UB; при UB > 2,3 номинального значения защита с выдержкой времени 0,15 с выдает команду перевода на резервный канал, вторая ступень с выдержкой времени 0,5 с действует на гашение поля возбудителя;
от превышения предельного тока форсировки; защита срабатывает при токе, равном 2,2 номинального значения, с выдержкой времени 0,15-0,5 с и действует на отключение АГП и инвертирование ТП;
защита от потери возбуждения срабатывает при Iг < 0,1 Iгн и действует на отключение АГП с выдержкой времени 0,1 - 0,5 с;
защита от перегрузки по току ротора с уставкой по времени, зависящей от кратности перегрузки; работает при превышении током возбуждения номинального значения и имеет две выдержки времени: первая ступень срабатывает при 0,8 допустимого времени перегрузки с воздействием на АРВ с целью разгрузки генератора, вторая - при достижении времени перегрузки с воздействием на отключение генератора и гашение поля;
защита цепей возбуждения от замыкания на землю в одной точке имеет две уставки срабатывания: предупредительную 10-20 кОм с выдержкой времени 10 с и аварийную с уставкой 4-5 кОм и выдержкой времени 5 с;
защита от снижения частоты на холостом ходу действует на гашение поля при снижении частоты до 45 Гц.
Аппаратура управления возбуждением СУВ аналогична описанным ранее для статических систем возбуждения.
Возможная комплектация и варианты исполнения КОСУР на номинальные токи 15, 50, 100 и 300 А приведены в табл. 2.
Для АЭС выпускаются системы со 100%-ным резервированием силовой части, систем управления и регулирования.
Эксплуатация электростанций дает положительную оценку реконструкции систем возбуждения на основе оборудования КОСУР.
Организация производства оборудования для систем возбуждения в НИИэлектромаш существенно расширила возможности института по финансированию исследований и новых разработок. В настоящее время НИИэлектромаш ведет исследование и разработку в области цифровых систем управления, регулирования и защиты и его ближайшая цель - выпуск цифровых станций для систем возбуждения.
