.
С
Электротехническая библиотека / www.elec.ru
истемы возбуждения, использующие выпрямление переменного тока при помощи полупроводниковых преобразователей при числе фаз или числе параллельных ветвей преобразователя четыре и более, должны обеспечивать при выходе из строя одной ветви или фазы все режимы синхронной машины, включая форсировку возбуждения, а при выходе из строя двух ветвей или двух фаз должны обеспечивать режим работы синхронной машины, соответствующий выходу из строя одной ветви или фазы при числе фаз и числе параллельных ветвей не более трех. При этом должно осуществляться автоматическое ограничение или запрещение форсировки возбуждения.Системы возбуждения электромашинных возбудителей переменного тока (вспомогательных генераторов) с полупроводниковыми преобразователями должны включать в себя два равноценных преобразователя и АРВ, каждый из которых рассчитан на все режимы возбуждения, включая форсировку. При повреждении работающего преобразователя должен автоматически включаться в работу резервный преобразователь, при этом никаких ограничений режима быть не должно.
Многогрупповые системы возбуждения, а также одногрупповые системы возбуждения с параллельно работающими преобразователями должны автоматически обеспечивать при выходе из строя одного преобразователя (одной группы вентилей) режимы работы синхронных машин, соответствующие выходу из строя одной ветви или фазы при числе фаз и числе параллельных ветвей не более трех.
Для турбогенераторов мощностью 60 МВт и более по заказу потребителя следует устанавливать статические системы возбуждения с полным резервированием преобразователей и АРВ. Каждый преобразователь (работающий и находящийся в резерве) должен быть рассчитан на полный ток возбуждения, включая форсировку.
При повреждении работающего преобразователя (в том числе при выходе из строя одной параллельной ветви в любом плече) должен осуществляться автоматический переход на резервный преобразователь. Если после перехода в резервном преобразователе выйдет из строя одна параллельная ветвь, то допускается сокращение длительности форсировки возбуждения.
В системах самовозбуждения и комбинированного возбуждения, включающих в себя силовой выпрямительный трансформатор, последний должен быть рассчитан на повышение напряжения питания до 140 % номинального в течение 1 с. Это требование устанавливают также к преобразователю и другим элементам, подключенным к этому трансформатору.
Силовые преобразователи, входящие в систему возбуждения и оснащенные принудительной системой охлаждения, должны иметь не менее двух вентиляторов или насосов и не должны иметь ограничений по режиму работы системы возбуждения при выходе из строя одного насоса (вентилятора).
Нормы продолжительности работы и допустимой нагрузки системы возбуждения при полном прекращении принудительного потока охлаждающей жидкости (воздуха) устанавливают в нормативных документах на системы возбуждения конкретных типов.
Системы возбуждения при работе без АРВ должны обеспечивать поддержание заданного тока возбуждения с точностью ± 20 % при изменении частоты источника питания от плюс 2 до минус 3 Гц от номинальной, а при работе с АРВ и изменении частоты источника питания в тех же пределах — нормальные режимы, возможность форсировки возбуждения и гашения поля. При изменении частоты источника питания до 65 Гц, а по согласованию с потребителем до 80 Гц системы возбуждения должны при работе с АРВ обеспечивать поддержание заданного напряжения на выводах гидрогенератора с точностью ± 10 %, а при изменении частоты источника питания до 40 Гц — с точностью от 0 до минус 10 %. При повышении частоты источника питания до 57,5 Гц должно быть обеспечено при работе с АРВ поддержание заданного напряжения на выводах гидрогенератора с точностью ± 5 %.
Основные функциональные узлы управления и защиты системы возбуждения (АРВ, системы управления тиристорами, системы автоматического управления возбуждением, устройства защиты системы возбуждения), выполненные с применением микропроцессорной или микросхемной техники, должны иметь помимо основного питания от сети 380 В также резервное питание от сети 220 В постоянного тока. При этом системы возбуждения должны обеспечивать все заданные параметры и режимы при отклонениях:
напряжения в сети питания устройств возбуждения переменного тока 380/220 В от плюс 10 до минус 15 % длительно, от плюс 20 до минус 45 % кратковременно (не более установленной длительности форсировки возбуждения), а также при полном исчезновении напряжения в течение 2 с;
напряжения в сети постоянного тока от плюс 10 до минус 15 % номинального напряжения длительно;
частоты сети от плюс 2 до минус 3 Гц длительно.
Системы возбуждения в предусмотренных случаях должны допускать возможность включения генераторов в сеть способом самосинхронизации при скольжении, установленном в нормативных документах на генераторы конкретных типов, а также асинхронный пуск компенсаторов и генераторов-двигателей обратимых агрегатов.
Системы возбуждения по заказу потребителя должны обеспечивать возможность автоматического управления при пуске и остановке синхронных машин.
Системы возбуждения гидрогенераторов должны обеспечивать возбуждение гидрогенератора при его пуске в случае отсутствия напряжения переменного тока в системе собственных нужд гидроэлектростанции.
Допустимую длительность работы системы возбуждения при отсутствии напряжения переменного тока в системе собственных нужд гидроэлектростанции следует устанавливать в стандартах или нормативных документах на системы возбуждения конкретных типов.
Система автоматического регулирования возбуждения должна обеспечивать:
начальное возбуждение;
дистанционное изменение уставки АРВ;
заданную точность (дрейф) поддержания напряжения на выводах генератора или на шинах высшего напряжения станции;
заданный статизм поддержания напряжения по полному току статора или его составляющим;
изменение коэффициентов усиления режимных параметров АРВ при его настройке;
ограничение тока ротора до 1,1 тока возбуждения холостого хода при работе генератора или компенсатора на холостом ходу
;
о
Электротехническая библиотека / www.elec.ru
граничение тока ротора до двойного номинального без выдержки времени, а также ограничение тока ротора в соответствии с требованиями 4.18, при этом ограничение максимального тока не должно происходить при протекании свободных токов при коротком замыкании в цепи статора и токов асинхронного режима. Для обеспечения этого условия допускается, чтобы ограничение тока происходило с небольшой выдержкой времени, измеряемой десятыми долями секунды;ограничение перегрузки ротора. Для синхронных машин с непосредственным охлаждением обмотки возбуждения, кроме турбогенераторов мощностью менее 60 МВт, а также для машин, устанавливаемых на автоматизированных станциях и подстанциях без постоянного дежурного персонала, ограничение перегрузки должно быть интегрального принципа (интегрирование по времени квадрата тока возбуждения), обеспечивающего использование полной перегрузочной способности синхронных машин;
ограничение минимального тока возбуждения с уставкой, зависящей от активной мощности — для генераторов мощностью свыше 60 МВт, а для генераторов мощностью до 60 МВт — по заказу потребителя. Переход в режим ограничений и обратно следует сигнализировать.
Аппаратура автоматического регулирования возбуждения должна иметь устройства, обеспечивающие работу в общестанционной системе группового регулирования напряжения. Устройство дистанционного изменения уставки АРВ должно быть рассчитано на работу в режиме командных воздействий от систем регулирования верхних уровней частотой от 6 до 20 команд в 1 мин.
Кроме того, система автоматического регулирования должна реализовать следующие функции:
подгонки уставки напряжения при автоматической синхронизации и самосинхронизации;
поддержания постоянным тока возбуждения в режиме выбега генератора (для атомных электростанций) по требованию потребителя;
автоматического слежения уставки устройства ручного управления или регулятора, находящегося в резерве, за уставкой работающего АРВ.
Системы возбуждения турбогенераторов должны быть рассчитаны на работу турбогенераторов в асинхронном режиме без возбуждения.
Выпадение синхронных машин из синхронизма, а также их последующее отключение от сети или восстановление синхронного режима не должно приводить к повреждению системы возбуждения.
Системы возбуждения должны допускать по требованию заказчика:
возбуждение гидрогенератора с целью его электрического торможения до полного останова при токе статора не более 1,2 номинального. Алгоритм торможения и состав оборудования должны указываться в нормативных документах на системы возбуждения конкретных типов;
возбуждение турбогенераторов атомных электростанций на выбеге совместно с механизмами собственных нужд до частоты 70 % номинальной при напряжении генератора, сниженном пропорционально частоте вращения, гашение поля при дальнейшем снижении частоты.
Системы возбуждения должны быть выполнены так, чтобы ни в одном из возможных в эксплуатации режимов мгновенные значения напряжения, возникающие на выводах обмотки возбуждения синхронной машины, не превышали 70 % амплитуды полного испытательного напряжения этой обмотки относительно корпуса по ГОСТ 183. При использовании устройств для защиты обмотки возбуждения от перенапряжения они должны быть многократного действия.
Уровень испытательных напряжений устройств системы возбуждения, электрически связанных с цепью обмотки ротора или статора, должен быть установлен в нормативных документах на эти устройства, но не может быть ниже испытательного напряжения соответственно ротора или статора, за исключением выпрямительных трансформаторов, испытательные напряжения которых устанавливают в стандартах на эти трансформаторы.
В системах возбуждения должна быть обеспечена возможность измерения, как минимум, следующих параметров:
для синхронных машин мощностью 160 MB-А и более:
ток возбуждения синхронной машины,
напряжение возбуждения синхронной машины,
ток возбуждения возбудителя переменного тока,
напряжение статора возбудителя переменного тока (кроме бесщеточных систем), сопротивление изоляции обмотки ротора и цепей возбуждения относительно земли;
для синхронных машин мощность менее 160 МВ-А:
ток возбуждения синхронной машины,
напряжение возбуждения синхронной машины,
сопротивление изоляции обмотки ротора и цепей возбуждения относительно земли.
Системы возбуждения (в том числе и резервные) должны иметь основные и резервные устройства гашения поля. Резервное устройство должно обеспечивать гашение поля возбуждаемой синхронной машины при подаче импульса на гашение независимо от срабатывания основного устройства гашения поля.
Гашение поля синхронной машины может быть осуществлено:
включением обмотки возбуждения на разрядное устройство (сопротивление, дуго гасительная решетка и др.);
изменением значения или полярности напряжения, приложенного к обмотке возбуждения путем воздействия на возбудитель;
гашением поля возбудителя или сочетанием гашения поля возбудителя и непосредственно самой синхронной машины.
Выбор способа и времени гашения поля синхронной машины проводят по согласованию между изготовителем и потребителем.
Основное устройство гашения поля (УГП) должно обеспечивать гашение поля при всех внутренних и внешних коротких замыканиях в цепи обмотки статора синхронной машины при работе ее на сеть с исходным током возбуждения, не превышающим номинальный, а также в режиме форсировки возбуждения на холостом ходу синхронной машины.
В указанных режимах в случае применения в качестве основного УГП автомата (выключателя) гашения поля (АГП) он должен допускать одно отключение тока форсировки при коротком замыкании на выводах синхронной машины или одно отключение форсировки возбуждения на холостом ходу синхронной машины без ревизии и замены деталей УГП.
УГП при совместном действии основного и резервного устройств должн
о
о
Электротехническая библиотека / www.elec.ru
беспечивать гашение поля при всех внутренних и внешних коротких замыканиях в цепи обмотки статора синхронной машины, возникающих в установившемся режиме форсировки возбуждения, а также при возникновении аварийных режимов самой системы возбуждения (короткое замыкание на выводах обмотки возбуждения, отказ устройства ограничения максимального тока возбуждения при форсировке возбуждения и т. д.).В указанных случаях допускается вывод во внеочередной ремонт автомата (выключателя) гашения поля после одного срабатывания.
Аппаратура УГП дополнительно к требованиям, указанным в 4.24, 4.34 и 4.35, должна обеспечивать:
отключение УГП при работе синхронной машины на сеть и на холостом ходу в нормальном режиме, а также при возникновении асинхронного, несимметричного или неполнофазного режима;
повторное включение УГП после его отключения на синхронной машине, работающей на сеть или на холостом ходу;
работоспособность при полнофазном или неполнофазном отключении синхронной машины от сети после отключения УГП;
отключение сколь угодно малого и включение любого возможного в эксплуатации тока возбуждения синхронной машины;
гашение поля при изменении частоты турбогенераторов от 45 (при выбеге от 35) до 55 Гц и гидрогенераторов от 40 до 80 Гц, а также при угонных оборотах, при этом допускается, чтобы гашение поля осуществлялось совместным действием основного и резервного устройства гашения поля.
