Д UK / U
в
вном
г
(1)
де Д Uв — изменение напряжения возбуждения, В;Д U — изменение напряжения на входе АРВ (изменение напряжения на статоре), В;
Uв ном, U — номинальные значения напряжений возбуждения и на входе АРВ соответственно), В.
устойчивость системы возбуждения: Способность системы возбуждения в условиях установившегося режима или при переходе от одного установившегося режима к другому регулировать напряжение возбуждения турбогенератора (гидрогенератора, синхронного компенсатора) таким образом, чтобы переходные изменения в регулируемом напряжении эффективно подавлялись и при этом не возникало устойчивых или возрастающих колебаний;
развозбуждение: Принудительное снижение тока возбуждения турбогенератора (гидрогенератора, синхронного компенсатора) до заданного значения;
форсировка возбуждения: Переход системы возбуждения в режим выдачи максимального напряжения и тока возбуждения турбогенератора (гидрогенератора, синхронного компенсатора);
расфорсировка возбуждения: Принудительное снижение напряжения и ток
а
в
Электротехническая библиотека / www.elec.ru
озбуждения турбогенератора (гидрогенератора, синхронного компенсатора) от потолочного значения до заданного;полное время расфорсировки возбуждения: Время снижения напряжения возбуждения турбогенератора (гидрогенератора, синхронного компенсатора) в процессе расфорсировки от наибольшего значения до 3 %-го напряжения возбуждения холостого хода, измеряемое в секундах от момента подачи сигнала на расфорсировку;
гашение поля: Принудительное монотонное или колебательное снижение до нуля тока возбуждения турбогенератора (гидрогенератора, синхронного компенсатора);
время гашения поля: Интервал времени в секундах с момента подачи команды на гашение поля до момента первого прохождения через нуль тока возбуждения турбогенератора (гидрогенератора, синхронного компенсатора). При гашении поля методом замыкания обмотки ротора на гасительное сопротивление моментом прохождения тока возбуждения через ноль считать момент, когда ток возбуждения уменьшится до значения, равного 3 % тока возбуждения холостого хода;
полное время гашения поля: Интервал времени в секундах с момента подачи команды на гашение поля до момента, когда напряжение или ток статора турбогенератора (гидрогенератора, синхронного компенсатора), находящегося в режиме холостого хода или установившегося трехфазного короткого замыкания, достигнут значения, равного ПО % установившегося остаточного значения напряжения или тока статора при отсутствии тока в обмотке возбуждения;
собственное время отключения устройства гашения поля: Интервал времени в секундах с момента подачи команды на отключение устройства гашения поля турбогенератора (гидрогенератора, синхронного компенсатора) до момента начала гашения поля;
собственное время включения устройства гашения поля: Интервал времени в секундах с момента подачи команды на включение устройства гашения поля турбогенератора (гидрогенератора, синхронного компенсатора) до момента его перехода в положение, соответствующее рабочему состоянию системы возбуждения.
4 Технические требования
Системы возбуждения следует изготавливать в соответствии с требованиями настоящего стандарта, ГОСТ 183, стандартов или нормативных документов на системы возбуждения конкретных типов, утвержденных в установленном порядке.
Климатическое исполнение систем возбуждения — по ГОСТ 15150 и ГОСТ 15543.1, категория размещения — 4.
При этом:
нормальное значение температуры окружающего воздуха — от 5 до 40 °С, предельное верхнее значение температуры — 45 °С;
окружающая среда — невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли в концентрациях, снижающих уровень изоляции в недопустимых пределах.
Категория размещения оборудования, устанавливаемого в машинном зале, должна соответствовать категории размещения синхронной машины.
Категория размещения трансформаторов в зависимости от места их установки (наружное, внутри помещения и т. п.) должна устанавливаться в стандартах или нормативных документах на системы возбуждения конкретных типов.
По заказу потребителя системы возбуждения должны изготовляться на другие значения температуры и влажности окружающего воздуха.
Группа условий эксплуатации по ГОСТ 17516.1 должна указываться в стандартах или нормативных документах на системы возбуждения конкретных типов. При этом вибрация пола помещений, где установлена система возбуждения частотой от 10 до 100 Гц, допускается с ускорением не более 4,9 м-с-2.
Основные системы возбуждения должны работать с автоматическим регулятором возбуждения (АРВ).
Работа без АРВ допускается только на время, необходимое для ремонта, замены или ревизии АРВ.
Системы возбуждения в период работы без основного АРВ должны иметь средства, обеспечивающие возбуждение с ручным дистанционным управлением или резервным регулятором возбуждения, форсировку, развозбуждение и автоматическое гашение поля синхронной машины.
Номинальные токи полупроводниковых преобразователей систем возбуждения — по ГОСТ 18142.1. Системы возбуждения должны обеспечивать в продолжительном режиме ток и напряжение, превышающие номинальные значения тока и напряжения возбуждения генераторов и компенсаторов не менее чем 10 %.
Для генераторов мощностью 60 МВт и более и для компенсаторов мощностью 100 МВА и более рекомендуется устанавливать быстродействующие системы возбуждения.
По заказу потребителя в зависимости от условий работы синхронной машины допускается устанавливать медленнодействующие системы возбуждения независимо от мощности синхронной машины.
Кратность форсировки возбуждения по напряжению, а также кратность форсировки возбуждения по току должны быть не менее 2.
Кратность форсировки возбуждения по напряжению может превосходить кратность форсировки по току, при этом ограничение потолочного тока возбуждения должно осуществляться в соответствии с максимально допустимым током синхронной машины, но не ниже двукратного номинального тока возбуждения.
Требования к потолочному установившемуся напряжению возбуждения и скорости нарастания напряжения возбуждения в период работы без АРВ не устанавливают.
Максимальные мгновенные значения напряжения на выводах обмотки ротора в продолжительном режиме при токе возбуждения до 1,1 номинального не должны быть выше 30% амплитуды полного испытательного напряжения обмотки возбуждения относительно корпуса по ГОСТ 183.
Номинальная скорость нарастания напряжения возбуждения, определяемая по ГОСТ 183, при заданном снижении напряжения на входе АРВ и при внезапных коротких замыканиях в сети должна быть не менее 2 отн. ед./с.
Быстродействие системы возбуждения при форсировке, нагрузке ее на обмотку возбуждения синхронной машины, работающей на сеть или в режиме холостого хода, и напряжении прямой последовательности на зажимах машины не ниже 80 % номинального не должно превышать для быстродействующих систем возбуждения 0,06 с. Полное время расфорсировки для этих систем не должно превышать 0,15 с
.
С
Электротехническая библиотека / www.elec.ru
истемы возбуждения должны обеспечивать требования к кратности форсировки и номинальной скорости нарастания напряжения возбуждения при заданном снижении напряжения прямой последовательности на входе АРВ по сравнению с напряжением, определяемым уставкой АРВ.Норму снижения напряжения на входе АРВ, при которой обеспечивается заданная кратность форсировки, следует устанавливать в стандартах или нормативных документах на системы возбуждения конкретных типов.
Если АРВ действует не только по отклонению напряжения, но и по другим параметрам, то форсировка возбуждения и номинальная скорость нарастания напряжения возбуждения должны обеспечиваться также и при отклонении этих параметров, значения которых следует устанавливать в стандартах или нормативных документах на системы возбуждения конкретных типов.
Запаздывание системы возбуждения при форсировке не должно превышать для медленнодействующих систем 0,03 с, для быстродействующих — 0,02 с.
Требования 4.7, 4.9 и 4.12 должны обеспечиваться, если:
напряжение прямой последовательности на выводах синхронной машины во время короткого замыкания любого вида независимо от его продолжительности превышает 80 % номинального, при условии, что снижение напряжения на входе АРВ в момент короткого замыкания достаточно для обеспечения полной форсировки возбуждения;
напряжение прямой последовательности на выводах синхронной машины во время короткого замыкания не превышает 80 % номинального, а после отключения короткого замыкания равно или превышает 80 % номинального и при продолжительности короткого замыкания не более 0,18 с для синхронных машин, работающих на сеть 110 кВ и выше, и 0,3 с для синхронных машин, работающих на сеть 35 кВ и ниже.
В случае, если длительность короткого замыкания превышает установленное время или напряжение прямой последовательности на выводах синхронной машины после отключения короткого замыкания меньше 80 % номинального, допускается снижение кратности форсировки до значения, равного произведению напряжения прямой последовательности в относительных единицах на коэффициент 2,5, и требования к скорости нарастания напряжения возбуждения не устанавливают.
Требования 4.7 и 4.12 следует выполнять независимо от режима синхронной машины, предшествующего короткому замыканию, требование 4.9 — при начальном токе возбуждения, равном номинальному.
Системы возбуждения должны обеспечивать в продолжительном режиме работы плавное регулирование возбуждения:
от режима с максимально допустимым отрицательным током возбуждения (для реверсивных систем возбуждения) или от нуля тока возбуждения (для нереверсивных систем возбуждения) до 110 % номинального положительного тока возбуждения генераторов и синхронных компенсаторов, работающих на сеть;
от 80 до 110 % номинального напряжения статора при работе турбогенераторов и гидрогенераторов на холостом ходу, воздействием на уставку АРВ;
от 5 до 110 % номинального напряжения статора при работе турбогенераторов и гидрогенераторов на холостом ходу, воздействием на специальные входы АРВ или устройство ручного управления. Для генераторов с системами самовозбуждения данный режим может быть обеспечен при независимом питании системы возбуждения (например от собственных нужд станции).
Уставка АРВ по напряжению должна изменяться плавно или дискретно со ступенями не более 0,2 % номинального напряжения, а скорость изменения уставки должна быть не более 1 % и не менее 0,3 % номинального напряжения за 1 с.
Системы возбуждения по заказу потребителя должны обеспечивать работу генератора или группы генераторов в режиме зарядки линии электропередачи (холостой ход линии), а также длительную работу в режиме потребления реактивной мощности. Допускается, чтобы системы самовозбуждения обеспечивали режим зарядки линии при питании этих систем от шин собственных нужд переменного тока электростанции. Возбудители компенсаторов мощностью 50 Мвар и выше по заказу потребителя должны обеспечивать работу с изменением полярности потока возбуждения (реверсивный режим).
Системы возбуждения должны выдерживать двукратный номинальный ток возбуждения в течение не менее:
50 с — для синхронных машин с косвенной системой охлаждения;
20 с — для турбогенераторов с непосредственным охлаждением и гидрогенераторов с форсированным воздушным или непосредственным водяным охлаждением обмотки ротора;
15 с — для турбогенераторов мощностью 800 и 1000 МВт;
10 с — для турбогенераторов мощностью 1200 МВт.
Системы возбуждения, использующие выпрямление переменного тока при помощи полупроводниковых преобразователей при числе параллельных ветвей и числе фаз преобразователя не более трех, должны обеспечивать при выходе из строя одной ветви или фазы возбуждение синхронной машины не ниже значения, соответствующего работе:
турбогенератора с номинальной активной мощностью и коэффициентом мощности, равным единице;
гидрогенератора с номинальной активной мощностью при номинальном напряжении на выводах и запасом по статической устойчивости не менее 20 % номинальной активной мощности машины (без учета АРВ), при этом ток возбуждения не должен быть меньше тока возбуждения холостого хода;
компенсатора с 65 % номинального тока возбуждения.
Требования к потолочному установившемуся напряжению возбуждения и быстродействию системы возбуждения при выходе из строя одной ветви преобразователя не устанавливают, при этом допускается автоматическое запрещение форсировки возбуждения.
Для всех видов систем возбуждения генераторов малой мощности (до 12 МВт), оснащенных преобразователями с одной параллельной ветвью в плече, а также для бесщеточных систем возбуждения турбогенераторов мощностью до 60 МВт и синхронных компенсаторов допускается по согласованию с потребителем при выходе из строя одного плеча отключить весь преобразователь с полной потерей тока возбуждения. При этом допустимую длительность остановки генератора (компенсатора) для ремонта системы возбуждения следует устанавливать по согласованию с потребителем в стандартах или нормативных документах на системы возбуждения конкретных типов
