На ГЭС организуется, как правило, центральный ОПУ, обычно называемый ГЩУ или ЦЩУ. Оперативный пункт управления ГЭС размещается в большинстве случаев в отдельном помещении. Исключение делается только для небольших ГЭС без постоянного дежурного персонала. На таких ГЭС ОПУ может размещаться непосредственно в машинном зале.
Кроме центрального ОПУ, на ГЭС, как правило, также создаются местные пункты управления у агрегатов, у общестанционных механизмов СН, на удаленных от ГЩУ ОРУ и т. д.).
Остановимся несколько подробнее на описании щитов и пультов управления ОПУ ГЭС, поскольку, с одной стороны, их оснащение весьма схоже с тем, что имеет место на главных или центральных щитах управления ТЭС и подстанций, и поэтому послужит дополнением к сказанному выше, а с другой стороны, это позволит пояснить некоторые специфические особенности вторичных устройств и их цепей на ГЭС.
Компоновка, конструкция и оснащение щитов могут быть различны. Наиболее часто ОПУ ГЭС оборудуются щитом, состоящим из вертикальных панелей, и отдельно стоящим пультом или только щитом без пульта. В первом случае на щите управления размещаются мнемоническая схема, регистрирующие, измерительные приборы, световые табло сигнализации, поворотные колонки синхронизации с соответствующими приборами. На рис. 8.9 показана в качестве примера часть панелей щита, имеющего всего 14 панелей. На пульте управления с приборной приставкой (рис. 8.10) показаны пять панелей из 22, на которых сосредоточены все необходимые ключи и кнопки управления, с помощью которых дежурный ведет режим работы ГЭС, производит необходимые оперативные манипуляции, связанные с остановом и пуском гидроагрегатов, вводом устройств пожаротушения и т. д. На пульте повторяется в несколько более расширенном виде мнемоническая схема и устанавливаются также те измерительные приборы, которые необходимы дежурному для контроля состояния оборудования и производства операций.
Сделаем некоторые пояснения к рис. 8.9 и 8.10. На щите на панели I центральной сигнализации установлены два расшифратора сигналов 1 (один для оборудования главного корпуса ГЭС, другой — для оборудования ОРУ). С помощью вызывных кнопок 2 персонал имеет возможность расшифровать поступающие с мест на световое табло ГЩУ автоматические сигналы.
Рис. 8.9. Панели щита управления ОПУ ГЭС
Рис. 8.10. Пульты управления ОПУ ГЭС
На панелях IV, VII, X, XI и XII щита нанесена мнемоническая схема с встроенными символами выключателей 6. На панелях IV, VII, X установлены приборы 4 активной и реактивной мощностей. На панели блока 8 генератор — трансформатор дополнительно установлены регистрирующие приборы расхода воды 5. Кроме того, на панели у генератора световые табло фиксируют его состояние: «В работе» или «Готов к пуску».
На панелях IV, VII, X, XI и XII установлены световые табло HLA, сигнализирующие о наличии неисправностей. На панелях IV и XI, где установлены поворотные колонки синхронизации 3, имеются ключи 7 подключения синхроноскопа к схеме. Это вызвано тем, что в процессе синхронизации вольтметры PV1 и PV2 и частотомеры PF1 и PF2 колонки все время включены, а синхроноскоп может включаться только после достижения примерно равных значений напряжения и частоты у включаемого генератора и на шинах (при большой разнице этих параметров синхроноскоп может работать неправильно). На панели XII установлены указательные приборы уровня верхнего и нижнего бьефов, а также значения напора РН1.
На пульте гидрогенератора имеется ряд ключей и кнопок (см. рис. 8.10): 9 — пуска и останова гидроагрегата в нормальных условиях, 10 — регулирования активной мощности генератора, 11 — регулирования реактивной мощности генератора, 12 — ключ синхронизации, исключающий возможность включения на параллельную работу несинхронизируемого агрегата, 13 — управления обходным разъединителем с пульта, 14 — управления выключателем блока, 15 — управления ограничителем открытия направляющего аппарата, с помощью которого ограничивается расход воды через гидротурбину, 16 — подключения к системе группового регулирования (групповое регулирование активной и реактивной мощностей электростанции в целом широко применяется сейчас на ГЭС и ТЭС, так как это позволяет вести заданный диспетчером энергосистемы режим нагрузки электростанции и экономично распределять ее между работающими агрегатами), 17 — изменения уставки на регуляторе возбуждения, 18 — режимный ключ управления блоком (состоящим из генератора, повышающего трансформатора, шинного выключателя блока 14), 19 — включения устройства пожаротушения гидрогенератора, 20 — аварийного останова гидроагрегата.
Рис. 8.11. Оперативный пункт управления ГЭС с щитом управления
На пульте обходного и шиносоединительного выключателей размещены ключи: 21 — включения и отключения освещения, 22 — регулирования суммарной активности мощности ГЭС, 23 — регулирования суммарной реактивной мощности ГЭС, 24 — управления насосами пожаротушения, 25 — управления вспомогательным оборудованием.
На остальных пультах установлены режимные ключи: 25 — шиносоединительного, линейных и трансформаторных выключателей, ключи 26 служат для регулирования под нагрузкой напряжения трансформаторов.
На приборной приставке пульта (на соответствующих панелях) размещены вольтметр PV и частотомер PF для каждой системы шин, сумматоры активной "ZPW и реактивной 2PVA мощностей ГЭС; измерительные приборы: амперметры и вольтметры переменного тока статора генератора, амперметр и вольтметр постоянного тока (возбуждения) ротора генератора, амперметр на высшей стороне генераторного трансформатора, а также указатель (уставка) допустимого и фактического угла поворота рабочих полостей турбины, действующий с помощью так называемой комбинаторной связи, применяемой у поворотно-лопастных гидротурбин; у понижающих трансформаторов предусмотрены амперметры со стороны высшего, среднего и низшего напряжений, а также указатели 27 положения переключателя ответвлений (анцапф) обмоток трансформаторов.
На рис. 8.11 показана схема мостика ГЭС с двумя блоками, каждый из которых состоит из трех генераторов и одного повышающего трансформатора (рис. 8.11, а). Главный щит управления этой ГЭС не имеет пульта, и все его устройства управления и контроля размещены на вертикальных панелях (рис. 8.11,6).
На панели 2 генератора установлены амперметры в цепи статора и ротора, ваттметры активной и реактивной мощностей, у трансформатора на стороне высшего напряжения — амперметр, вольтметр, ваттметры активной и реактивной мощности. На панели 3 установлены амперметры, ваттметры активной и реактивной мощности линий, амперметр мостика и приборы синхронизации (два вольтметра, два частотомера и синхроноскоп).
Под приборами располагаются световые табло, сигнализирующие о неисправности или аварии.
В отличие от щита управления, показанного на рис. 8.9, на панелях (рис. 8.11,6), кроме измерительных приборов и световых табло, размещены режимные переключатели, ключи и кнопки управления, с помощью которых оперативный персонал производит необходимые операции: 1 — управление агрегатом (пуск, останов) в нормальных условиях, 2 — регулирование активной нагрузки генератора, 3—регулирование реактивной нагрузки генератора, 4 — перевод в компенсаторный режим генератора (генератор выдает реактивную нагрузку в сеть), 5—аварийный пуск генератора с самосинхронизацией (в нормальных условиях пуск осуществляется с помощью устройств точной синхронизации), 6 — режим автоматического аварийного пуска гидроагрегата (например, при резком снижении частоты в системе генератор переводится из компенсаторного режима в активный), 7 — управление разъединителем на высшем напряжении. Кроме того, на панелях установлены: 8 — символ генератора с встроенной сигнальной лампой с белой линзой, означающей готовность генератора к пуску, 9 — сигнальная лампа с белой линзой, сигнализирующая нахождение генератора в компенсаторном режиме, 10—ключ управления выключателя мостика, 11 и 12—сигнальные лампы с зеленой и красной линзой, сигнализирующие соответственно отключенное и включенное положения генератора и выключателя мостика, 13—переключатели амперметров (установленных на линиях и в цепи мостика) с одной фазы на другую, 14—переключатели вольтметров (приборов синхронизации) для контроля уровня напряжения между различными фазами на высокой стороне у одного и у другого трансформаторов блоков, 15—ключ синхронизации, 16— ключ включения синхроноскопа.
Конечно, следует иметь в виду, что, кроме ручных операций, на ГЭС особенно широко и всеобъемлюще внедрены автоматические средства управления режимами. Так, например, автоматический пуск гидроагрегата производится с помощью:
реле команды нормального пуска — от телеуправления (ТУ), с агрегатного щита управления (АЩ), с главного щита управления (ГЩУ), от автооператора;
реле команды ускоренного пуска — с ГЩУ при снижении частоты и при снижении напряжения в энергосистеме;
реле пуска агрегата.
Схема автоматики гидроагрегата предусматривает также перевод из генераторного в компенсаторный режим и обратно, управление механизмом изменения частоты вращения турбины, останов гидроагрегата с АЩ, ГЩУ, от ТУ, от гидромеханических защит, от электрических защит, от защиты цепей возбуждения. При этом контролируется длительность останова и передаются сигналы аварийного повышения температуры сегментов подшипников и подпятников, охлаждающей среды.
Автоматизация ГЭС повышает производительность труда оперативного персонала, надежность и экономичность энергоснабжения и уменьшает количество средств управления и контроля (ключей управления и измерительных приборов), устанавливаемых на ГЩУ. Так, например, при автоматизации агрегатов ГЭС в нормальных условиях нет необходимости на ГЩУ пользоваться ключами управления коммутационными аппаратами генераторов (выключателями и АГП), шунтовым реостатом возбудителя генератора, используемым при ручном регулировании возбуждения, ограничителем открытия регулятора скорости, турбинными затворами и другими механизмами турбины, так как при пуске и останове агрегатов эти операции производятся автоматически. В связи с автоматизацией на современных ГЭС появляется возможность существенно уменьшить количество панелей оперативного контура ГЩУ, разместив на одной панели аппаратуру управления и контроля двух и даже трех агрегатов.
Характерным для ГЩУ ГЭС (особенно для ГЭС, на которых постоянное присутствие оперативного персонала на ГЩУ не обязательно) Является возможность централизованного отключения световой сигнализации положения выключателей (работа с темным щитом). Однако и в этом случае при несоответствии ранее поданной команды и положения управляемого элемента мигание лампы и звуковая сигнализация сохраняются.
Рис. 8.12. Общий вид машинного зала ГЭС с местными щитами
То же может применяться и на других энергообъектах (ТЭС, подстанции), в особенности там, где отсутствует постоянный дежурный персонал.
Характерным для ГЭС является наличие относительно больших местных (агрегатных) щитов, на которых монтируются устройства автоматики агрегата, необходимые средства управления и приборы измерения для пуска агрегатов и их опробования, релейная защита и т. п. Например, на одной крупной ГЭС агрегатный щит состоит из 11 панелей. Они предназначены для управления освещением, аппаратурой постоянного тока, телеконтроля и управления агрегатом, сигнализации его состояния, электрогидравлического регулятора, автоматики, синхронизации, пожаротушения, релейной защиты генератора, защиты трансформатора, работающего в блоке с генератором, и сигнализации их состояния.
На рис. 8.12 показан машинный зал крупной ГЭС. Против каждого агрегата с правой стороны размещен его агрегатный щит. Кроме того, слева у каждой маслонапорной установки, служащей для регулирования частоты вращения турбоагрегата, имеется шкаф автоматики.
