Воробей В. К., Иванов С. Л., Кичаев В. В., Преснов Ю. Л., Попов Е. Н., Перельман И. Ф.
Научно-исследовательский институт электромашиностроения (НИИэлектромаш) стоял у истоков создания быстродействующих систем возбуждения турбо-, гидрогенераторов и синхронных компенсаторов и обладает большим опытом в указанной области. Достаточно упомянуть о создании автоматических регуляторов возбуждения сильного действия, о разработке статических систем возбуждения и систем возбуждения синхронных компенсаторов совместно с ОАО Уралэлектротяжмаш, бесщеточных систем возбуждения для турбогенераторов мощностью 500 и 1000 МВт с ОАО “Электросила”, создании и выпуске первых в нашей стране систем возбуждения с микропроцессорным управлением.
В нашей новейшей истории НИИэлектромаш стал производителем систем возбуждения разного типа, удовлетворяющих современным требованиям и конкурентоспособных не только в России, но и на других рынках.
Номенклатура выпускаемых изделий включает: статические системы возбуждения типа СТС и СТН, оборудование бесщеточных систем возбуждения типа СВБД для турбогенераторов мощностью от 2,5 до 63 МВт; статические системы самовозбуждения типа СТС-МРУ со 100%-ным резервированием тиристорных преобразователей, их систем управления и регулирования, предназначенные для турбогенераторов мощностью от 32 до 320 МВт; комплекты оборудования систем управления и регулирования (КОСУР) для реконструкции систем возбуждения с высокочастотными, бесщеточными и коллекторными возбудителями; автоматические регуляторы возбуждения типа АРВ-СДП1, АРВ-СДП1М и АРВ-СДС.
Все типы систем возбуждения и оборудования для них, выпускаемые НИИэлектромаш, сданы МВК и поставляются по соответствующим техническим условиям, утвержденным РАО “ЕЭС России”.
Эффективность использования мощных синхронных генераторов и обеспечение надежности их работы в энергосистеме в значительной мере определяются системой возбуждения. По данным исследовательского комитета СИГРЭ на долю систем возбуждения приходится около 32% аварий генераторов. В связи с этим надежности систем возбуждения при их разработке уделяется большое внимание. Выбор принципа возбуждения, необходимой степени резервирования оборудования и его конструктивного выполнения, выбор способов управления, регулирования и защиты являются главными факторами при создании систем возбуждения.
Наиболее часто используются следующие подходы к резервированию:
- Тиристорный преобразователь выполняется либо с избыточным числом параллельных мостов, либо с избыточными параллельными ветвями; автоматический регулятор возбуждения (АРВ) сильного действия резервируется упрощенным регулятором пропорционального типа - одноканальная система возбуждения (рис. 1). При повреждении аппаратуры и оборудования системы возбуждения производится перевод на резервный возбудитель.
- Система возбуждения имеет два канала автоматического регулирования. Эти каналы идентичны: каждый включает системы измерения, АРВ, систему управления тиристорами (СУТ) и блоки питания (рис. 2). В случае отказа в работающем канале происходит автоматический переход на резервный канал. Тиристорный преобразователь резервируется как в первом варианте, причем в соответствии с ГОСТ 21558-88 обеспечиваются все режимы работы генератора без ограничений либо при повреждении одного из преобразователей, либо одной параллельной ветви. Поврежденный преобразователь может быть выведен в ремонт с помощью разъединителей.
- Наиболее предпочтительный способ, но и наиболее дорогостоящий - применение двух преобразовательно-регулирующих каналов, т.е. имеется 100%-ный резерв по силовому преобразовательному оборудованию, измерению, управлению и регулированию (рис. 3). Каждый канал имеет свои системы измерения, одинаковые АРВ сильного действия, СУТ и тиристорный преобразователь. В этой системе один канал находится в работе, а другой - в горячем резерве со снятыми импульсами управления. В случае повреждения канала, находящегося в работе, происходит автоматический перевод на резервный канал.
Рис. 1. Одноканальная система возбуждения
Рис. 2. Двухканальная система возбуждения с резервированием по цепям регулирования и управления
Еще один способ повышения надежности - независимость и автономность работы системы автоматического регулирования возбуждения и управления тиристорами, системы защит и системы управления возбуждением (СУВ), реализованные во всех системах возбуждения разработки института НИИэлектромаш. СУВ выполнена на основе микропроцессорной техники и решает задачи супервизорного управления, выполняет информационные функции, функции контроля и диагностики, а также связи с верхними уровнями управления (БЩУ и АСУ ТП).
