Файл: Глебов, И. А. Научные проблемы турбогенераторостроения.pdf

системой самовозбуждения без последовательных вольтодобавоч­ ных x трансформаторов. Она прошла проверку на протяжении

ряда лет и к настоящему времени стандартизована фирмой. Из бо-

•лее полной (принципиальной) схемы (рис. 11-6) видно, что система

возбуждения состоит из силового оборудования и устройств управ­ ления и регулирования. Силовое оборудование включает: транс­ форматор выпрямителя, тиристорный выпрямитель, аппаратуру гашения поля и начального возбуждения. Устройства управления

и регулирования состоят из генератора импульсов и выходных блоков, блоков питания, системы регули­ рования.

Силовое оборудование рассчитано: 1)

на длительный режим работы турбогене­ ратора при номинальных значениях тока обмотки статора, коэффициентамощности и напряжения, равного 110% номиналь­ ного значения; 2) на работу с потолочным

напряжением, равным 1.6—1.8 номиналь­ ного напряжения возбуждения, причем по­

ристоров рассчитывается исходя из максимального выпрямлен­ ного напряжения в режиме холостого хода выпрямителя и коэф­

фициента запаса, который в зависимости от уровня срабатыва­ ния разрядников от грозовых перенапряжений принимается от 2.5 до 3, т. е. в нормальных условиях работы используется лишь около 30% от повторяющегося обратного напряжения тиристоров. Число параллельно включенных вентилей определяется кратко­ временными перегрузками при коротких замыканиях турбогенера­ торов, ошибочной синхронизацией, асинхронным ходом или оши­ бочной работой APB. Тиристорный преобразователь формируется из блоков (рис. 11-7), которые можно заменять без остановки ма­ шины. Неравномерность в распределении токов между параллельно включенными блоками не превышает 10%. Охлаждение блоков воздушное. В случае выхода вентилятора из строя блокируется управление тиристоров, охлаждаемых этим вентилятором, который

может быть заменен без отключения выпрямителя.

Хотя гашение поля в турбогенераторах с помощью сопротивле­ ния в цепи обмотки ротора малоэффективно, тем не менее в тири­

168

сторных системах возбуждения используется нелинейное сопро­ тивление, которое подключается в обмотке ротора до отключения главных контактов в цепи возбуждения (рис. 11-6). Нелинейное сопротивление выбирается таким образом, чтобы при разрыве наибольшего тока напряжение на обмотке возбуждения с опре­ деленным запасом было ниже испытательного напряжения.

Рис. 11-6. Принципиальная схема тиристорной системы возбуждения фирмы

«Броун Бовери».

1 — турбогенератор; 2 — повышающий трансформатор; 3 — трансформатор выпрямителя; 4 — тиристорный выпрямитель; 5 — АГП; 6 — защита от перенапряжений; 7, 8 — трансформатор и выпрямитель начального возбуждения; 9, 10 — установки для ручного и автоматического регулирования напряжения; 11—13 —' трансформаторы^тока; 14, 15 — трансформаторы напряжения; 16 — дистанционное управление уставкой; 17 — макси­ мальная защита трансформатора; 18 — выходной каскад системы импульсного управле­ ния; 19 — система импульсного управления; 20 — импульсный генератор; 21 — блоки питания; 22 — регулятор; 23 — реле ограничения тока возбуждения в режиме форси­ рования; 24 — реле минимального напряжения; 25 — реле максимального тока; 26 — реле минимального возбуждения в зависимости от угла между эдс холостого хода турбо­ генератора и шинами неизменного напряжения; 27 — сигнал блока питания; 28 — диф­ ференциальная защита блока генератор-трансформатор; 29 — контроль температуры охлаждающего воздуха тиристорного преобразователя; 30 — минимальная токовая за­ щита; 31 — газовое реле; источники питания: 32 — для испытания турбогенератора в ре­ жиме к. з., 33 — генератор с постоянными магнитами, 34 — инвертор, 35 — для стати­

ческих опытов в случае применения генератора с постоянными магнитами.

Трансформатор выпрямителя имеет повышенное напряжение короткого замыкания (4—8%) для снижения скорости нарастания

токов в вентилях и сведения к минимуму искажения напряжений

турбогенератора. При потолочном напряжении возбуждения

1.5 номинального значения типовая мощность трансформатора равна приблизительно 2.1 номинальной мощности возбуждения.

Обычно трансформатор имеет схему Y/Y и лишь при больших токах Y∕Δ.

169-

Для обеспечения действия резервной максимальной токовой

защиты турбогенератора при близких коротких замыканиях, когда токи статора из-за системы самовозбуждения могут уменьшаться, используется реле минимального напряжения, которое сохра­

няет замкнутой цепь максимального токового реле.

Всоответствии со схемой рис. 11-6 для защиты выпрямителя

иобмотки возбуждения применяются реле 23, 24 и 30.

Реле 23 ограничивает ток возбуждения и его длительность

в режиме форсирования. Обычно предельная величина тока воз­

буждения равна 1.61 номиналь­

ного значения, что соответствует

потолочному напряжению воз­

до номинального значения. Это реле начинает действовать при больших токах и длительности, чем реле 23.

Перенапряжения ограничиваются грозовыми разрядниками

на подстанции и в дополнение к этому ослабляются главным трансформатором и трансформатором преобразователя. Кроме

того, на вторичной обмотке трансформатора преобразователя между ее фазами и каждой фазой и землей включаются емкости. Они монтируются на трансформаторе и ограничивают все виды перенапряжений, в первую очередь перенапряжения от первич­ ной стороны за счет емкостных связей между обмотками. Для ограничения перенапряжений со стороны постоянного тока ис­

пользуется защитное устройство 6.

Для питания автоматического регулятора напряжения и систе­ мы управления тиристорами требуются мощности около 2 кВА.

При этом трехфазное питание не должно прерываться более чем

170

на 200 мсек. Напряжение питания не должно быть ниже 800∕0

номинального значения. Если на электростанции нет источника

питания, удовлетворяющего этим условиям, то применяется ге­ нератор с постоянными магнитами мощностью 3 MBA. При этом

общая длина агрегата увеличивается приблизительно на 500 мм.

Согласно данным каталога фирмы «Броун Бовери» издания

1972 г., на заводах фирмы выпускаются тиристоры таблеточного типа со средним током 400 и 500 А с повторяющимися напряже­ ниями до 2500 и 1600 В, соответственно. Для вентилей могут

применяться воздушные, а также водяные охладители. Специалисты фирмы рассматривают тиристорную систему воз­

буждения в качестве основной (табл. 11-1), хотя фирма может выполнять заказы на бесщеточные возбудители с вращающимися

диодами и на системы возбуждения со вспомогательными генера­

торами и статическими диодными выпрямителями. По мнению специалистов фирмы, разработки тиристорных преобразователей настолько совершенны, что они вряд ли радикально изменятся, за исключением системы управления, которая будет переводиться

Примечание. Высота возбудителей 2600 мм, ширина 1100 мм;

шкафы управления: длина 2600 мм, высота 220 мм, ширина 800 мм.

Í1-4. ТИРИСТОРНЫЕ СИСТЕМЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ ФИРМЫ «АСДЖЕН» (ИТАЛИЯ)

Для возбуждения турбогенераторов эта фирма применяет тот

же тип системы возбуждения, что и фирма «Броун Бовери» (рис. 11- 4). Однако в ряде случаев фирма использует питание трансфор­ матора преобразователя от собственных нужд станции с резерви­

171