Секция управления и регулирования (стр. 2 )

При изменении режима в энергосистеме, регулятор, поддерживая напряжение на шинах станции на заданном уровне, может изменять ток возбуждения генератора в широких пределах.

При снижении уровня напряжения в энергосистеме возможны режимы, когда ток ротора и/или статора генератора превышает длительно допустимое значение. Поэтому в таких режимах регулятор ограничивает ток ротора (или статора) номинальным значением с выдержкой времени, зависящей от кратности перегрузки (ограничение перегрузки).

При повышении уровня напряжения в энергосистеме регулятор снижает ток ротора, переводя генератор в режим потребления реактивной мощности (режим недовозбуждения). Допустимая реактивная мощность, которую может потреблять генератор, зависит от его активной мощности и напряжения и задается семейством характеристик. В соответствии с этими характеристиками регулятор ограничивает реактивную мощность генератора на заданном уровне (ограничение минимального возбуждения).

Максимально допустимый ток ротора генератора равен двойному номинальному значению. Регулятор обеспечивает ограничение двукратного тока ротора.

При перегорании части предохранителей вращающегося выпрямителя регулятор обеспечивает ограничение максимального тока ротора на заданном уровне, обычно соответствующем току ротора при Pg = Pnom и Cosj = 1.

При снижении частоты генератора и неизменном уровне напряжения увеличивается индукция и возрастают токи намагничивания генератора и блочного трансформатора, что приводит к их перегреву. Для предотвращения этого явления предусматривается снижение максимальной уставки регулятора по напряжению пропорционально снижению частоты (V/Hz ограничение).

Технологические функции

В эту группу объединены функции, выполняемые по командам оператора для изменения состояния генератора и системы возбуждения.

К ним относятся:

·  возбуждение;

·  гашение;

·  подгонка напряжения генератора к напряжению сети перед включением генератора в сеть методом точной синхронизации;

·  разгрузка генератора по реактивной мощности;

·  обеспечение режима зарядки линии.

Управление и защита тиристорного преобразователя

Регулятор выполняет следующие функции, связанные с фазоимпульсным управлением и защитой тиристорного преобразователя:

·  формирование импульсов управления тиристорным преобразователем, фаза которых относительно напряжения питания ТП зависит от сигнала управления, сформированного в соответствии с законом регулирования;

·  синхронизация импульсов управления с напряжением питания тиристорного преобразователя;

·  ограничение диапазона изменения угла управления минимальным и максимальным значениями. Максимальное значение угла управления зависит от тока возбуждения возбудителя, обеспечивая необходимое значение угла запаса в инверторном режиме ТП;

·  формирование заданной длительности управляющих импульсов в зависимости от тока возбуждения. При малых токах ширина импульсов составляет 120°. При увеличении тока сверх заданного уровня формируются сдвоенные, с интервалом 60°, импульсы длительностью от 0,7 до 0,9 ms;

·  защита от снижения и повышения частоты синхронизации;

·  защита от непроводимости вентилей ТП - при перегорании предохранителя или при потере импульса управления;

·  контроль RC-цепей тиристорного преобразователя.

Контроль вращающегося выпрямителя бесщеточного возбудителя

Регулятор контролирует протекание токов через диоды вращающегося выпрямителя. При перегорании одного или нескольких предохранителей формируется диагностическая информация, и при необходимости, ограничивается ток ротора.

Контроль аппаратуры канала и диагностика отказов

В регуляторе предусмотрены программные и аппаратные средства, позволяющие:

·  контролировать вычислительный процесс микроконтроллера;

·  контролировать уровни напряжения источников питания;

·  осуществлять логический анализ входных дискретных сигналов;

·  осуществлять логический анализ датчиков режимных параметров;

·  контролировать состояние коммутационной и другой аппаратуры системы возбуждения.

На основании анализа этой информации может формироваться предупредительный сигнал или сигнал отказа канала. В случае отказа аппаратуры работающего канала производится аварийный переход на резервный канал. Кроме этого формируется диагностическая информация, облегчающая поиск неисправности.

Сервисные функции

Регуляторы АРВ1 и АРВ2 связаны каждый со своим сенсорным дисплеем, установленным на соответствующем пульте местного управления (AG2, AG6). На пульте также расположены стрелочные приборы, световая индикация и переключатели для местного управления системой возбуждения. Сенсорный экран позволяет отображать значения параметров системы возбуждения, изменять настройки в заданных пределах, контролировать состояние входных и выходных сигналов регулятора, получать диагностическую информацию и вести дневник событий. Стрелочные приборы служат для индикации напряжения и тока генератора, напряжения ротора и тока возбуждения возбудителя. Управление этими приборами производится с помощью цифро-аналоговых преобразователей, установленных в регуляторе.

Для удобства наладочных работ в регуляторе предусмотрен специальный тестовый режим работы. В этом режиме контролируется поступление дискретных и аналоговых сигналов на входы регулятора и имеется возможность непосредственного управления состоянием выходных дискретных сигналов регулятора. Кроме этого, возможно изменение фазы импульсов управления ТП по командам "Больше", "Меньше".

4.  ТЕХНИЧЕСКИЕ характеристики СУР

Цепи питания:
род тока постоянный или
переменный
номинальное напряжение, постоянное, V 220
допустимый диапазон изменения постоянного напряжения, V от 100 до 370
номинальное напряжение, переменное, V 220
допустимый диапазон изменения переменного напряжения, V от 90 до 264
потребляемая мощность при номинальном напряжении, VA, не более 70
испытательное напряжение, V 3000

Цепи измерения напряжения генератора:
номинальное линейное напряжение, V 3´100
потребляемая мощность (на фазу), W, не более 2

Цепи измерения напряжения сети:
номинальное линейное напряжение, V 100
потребляемая мощность, W, не более 2

Цепи измерения тока генератора:
номинальный ток, А 5
потребляемая мощность, W, не более 0,2

Цепи измерения тока возбуждения возбудителя:
номинальный ток, A 5
потребляемая мощность, W, не более 0,2

Цепи измерения напряжения синхронизации:
номинальное линейное напряжение, V 3x380
допустимый диапазон изменения, V от 20 до 495
потребляемая мощность, W, не более 3

Испытательное напряжение измерительных цепей, V 2500

Номинальная частота цепей переменного тока, Hz 50

Цепи входных дискретных сигналов СУР
номинальное входное напряжение, V 24
номинальный входной ток, mA 14
испытательное напряжение, V 2500

Цепи выходных дискретных сигналов СУР
максимальное постоянное напряжение контактов реле, V: 300
максимальное переменное напряжение контактов реле, V: 250
максимальный длительно допустимый ток контактов реле, A: 7
максимальная переключаемая мощность контактов реле W/VA: 192/1750

Цепи входных дискретных сигналов АРВ
максимальное количество оптоизолированных каналов 48
номинальное входное напряжение, V 24
номинальный входной ток, mA 10
испытательное напряжение, V 500

Цепи выходных дискретных сигналов АРВ
максимальное количество каналов 32
напряжение при закрытом состоянии выходного транзистора, V, не более 30
ток при открытом состоянии выходного транзистора, mA, не более 150

Цепи импульсов управления тиристорным преобразователем
количество оптоизолированных каналов 6
напряжение при закрытом состоянии выходного транзистора, V, не более 30
ток при открытом состоянии выходного транзистора, mA, не более 150
испытательное напряжение, V 500

Цепи выходных аналоговых сигналов
количество каналов 4
диапазон выходного напряжения, V от минус 10 до плюс10
сопротивление нагрузки, кW, не менее 2

Диапазоны изменения коэффициентов регулирования:
по каналу отклонения напряжения в диапазоне частот
электромеханических колебаний, puUf/puUg от 2 до 50
по каналу изменения частоты, puUf/Hz от 0 до 15
по каналу изменения активной мощности, puUf/puPg от 0 до 10

Диапазон изменения уставки напряжения генератора, pu от 0,8 до 1,1

Точность поддержания тока ротора в режимах ограничения, pu 0,04

Точность поддержания реактивной мощности при ограничении
минимального возбуждения, pu 0,02

Максимальный диапазон изменения угла управления тиристорным преобразователем, град от 0 до 170

Длительность импульсов управления тиристорами в режиме
прерывистого тока, град 120

Длительность сдвоенных импульсов управления тиристорами
в режиме непрерывного тока, ms от 0,7 до 0,9

5.  КОНСТРУКТИВНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ СУР

Для обеспечения повышенной надежности СУР выполнена полностью резервированной, т. е. СУР состоит из двух независимых равноценных каналов.

В состав каждого канала входят:

·  цифровой автоматический регулятор возбуждения ;

·  местный пульт управления;

·  вспомогательное оборудование.

Все оборудование СУР расположено в отдельном шкафу, который является частью единого щита возбуждения. Основная часть оборудования первого канала расположена в лицевой части шкафа. Основная часть оборудования второго канала расположена в задней части шкафа. Шкаф и кассеты выполнены из конструктивов фирмы "Rittal".

Вид шкафа СУР спереди и сзади показан на рисунках 1 и 2 соответственно.

Ниже перечислено оборудование, показанное на рисунках 1 и 2:

OSP – кассета выходных формирователей и питания 5БС.408.228. В кассете расположены электронные ячейки усилителей импульсов управления тиристорами, источники питания для этих ячеек, а также источники питания для цепей гальванической развязки входных и выходных дискретных сигналов регулятора. Кассета расположена на поворотной раме;

АРВ – цифровой автоматический регулятор возбуждения АРВ-М. Регулятор расположен на поворотной раме;

ПУ – местный пульт управления. На панели пульта размещены сенсорный экран, переключатели, с помощью которых в местном режиме управления могут быть поданы основные команды на вход регулятора, световая индикация и стрелочные приборы. Пульт управления расположен на поворотной раме. Внешний вид пульта показан на рисунке 3;

XT-UH – клеммник оптопарных модулей UH фирмы WAGO типа 280-791, обеспечивающих гальваническую развязку входных цепей СУР;

XT-К – клеммник релейных модулей K фирмы WAGO типа 280-304, обеспечивающих гальваническую развязку выходных цепей СУР;

HL – светодиодные модули для индикации состояния некоторых входных сигналов, которые поступают на вход регулятора, минуя оптопарные модули UH;

XS61, XS62 – розетка 220 VAC для подключения компьютера, измерительного оборудования и других устройств, использующихся во время пуско-наладочных и профилактических работ;

XT5 – клеммник, на который поступают сигналы от датчиков, контролирующих состояние ветвей вращающегося диодного выпрямителя;

А1…А6 – модули пассивных R-C фильтров, на которые поступают сигналы от клеммника XT5;

U3…U6 – модули гальванической развязки аналоговых сигналов от датчиков, контролирующих состояние ветвей вращающегося диодного выпрямителя (на вход модулей U3…U6 подается выход модулей А1…А6);

U1, U2 – модули гальванической развязки RS-485;

XT1 – клеммник, на который поступают сигналы UT, IT и Ubar, предназначенные для регулятора первого канала;

XT2 – клеммник, на который поступают сигналы UT, IT и Ubar, предназначенные для регулятора второго канала;

XT3 – клеммник входных дискретных сигналов СУР;

XT4 – клеммник выходных дискретных сигналов СУР;

XT6 – клеммник, на который поступают сигналы Ife, предназначенные для регулятора первого и второго каналов;

XP11…XP14 – разъемные соединения (вилки) для связи СУР с силовой секцией и секцией ввода;

XS15…XP20 – разъемные соединения (розетки) для связи СУР с силовой секцией и секцией ввода;

Рисунок 1 – Шкаф СУР. Вид спереди с открытой дверью.

Рисунок 2 – Шкаф СУР. Вид сзади с открытой дверью

Рисунок 3 - Внешний вид пульта управления (ПУ).

5.1  КОНСТРУКТИВНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ АРВ

Аппаратура регулятора размещается в кассете фирмы "Rittal" габарита 4U. В верхней части кассеты, закрытой фальш-панелью, размещены электронные ячейки габарита 3U. Для организации обмена информацией между контроллером E167-3UM и ячейками цифрового ввода DI-AT96 и вывода DO-AT96, а также с ячейкой аналогового вывода AO-AT96 установлена объединительная плата BB-AT96.

В нижней части кассеты установлена панель местного управления регулятора LC габарита 1U.

На задней стороне кассеты, в верхней ее части установлен блок преобразователей токов и напряжений CVT с клеммами для подключения цепей от трансформаторов напряжения и тока. В нижней части кассеты установлен клеммник XT1 для подключения цепей питания и заземления, выключатель питания S1, а также разъемы Х1 – Х11 для подключения внешних цепей.

6.  входные и выходные сигналы сур

6.1  Входные дискретные сигналы СУР

Входные дискретные сигналы СУР должны подаваться на клеммник ХТ3 сухими контактами. Контролировать поступление этих сигналов можно по свечению светодиодов в соответствующих оптопарных модулях UH.

В таблице 1 приведена следующая информация:

·  тип сигнала: З – сигнал подается замыканием контактов, Р – сигнал подается размыканием контактов. Если сигнал должен подаваться импульсом (не менее 1 секунды), в соответствующей графе присутствует символ ûù_ ;

·  номер клеммы ХТ3, на которую подается сигнал;

·  номер оптопарного модуля UH, по которому можно контролировать поступление сигнала;

·  краткое описание сигнала.

Таблица 1 – Входные дискретные сигналы СУР

Название сигнала	№ клеммы на ХТ3	№ модуля UH	Тип сигнала	Описание сигнала
Возбуждение разрешено	1	11, 61	3	Разрешение возбуждения от автоматики агрегата.
Возбуждение Excitation ON	3	1, 51	З, ûù_	При условии готовности системы, по этой команде начинается процесс возбуждения генератора. В случае если процесс возбуждения прошел успешно, формируется выходной дискретный сигнал "Генератор возбужден" "Excitation ON".
Гашение Excitation OFF	5	2, 52	З, ûù_	По этой команде осуществляется перевод тиристорного преобразователя в инверторный режим. Одновременно с этим формируется выходной дискретный сигнал "Генератор развозбужден" "Excitation OFF".
Включить канал 1 Channel 1 ON	7	53	З	Если разрешено ручное переключение каналов, управление возбуждением переводится на первый канал.
Включить канал 2 Channel 2 ON	9	3	З	Если разрешено ручное переключение каналов, управление возбуждением переводится на второй канал.

Продолжение таблицы 1

Название сигнала	№ клеммы на ХТ3	№ модуля UH	Тип сигнала	Описание сигнала
Автоматическое управление AUTO ON	11	4, 54	З, ûù_	По этой команде включается автоматический регулятор напряжения генератора.
Ручное управление MAN ON	13	5, 55	З, ûù_	По этой команде включается ручной регулятор тока возбуждения возбудителя.
Включить регулирование cosj P. F. ON	15	6, 56	З, ûù_	По этой команде автоматический регулятор переводится в режим регулирования коэффициента мощности (cosj).
Включить регулирование Q VAR ON	17	7, 57	З, ûù_	По этой команде автоматический регулятор переводится в режим регулирования реактивной мощности (VAR).
Отключить PSS PSS OFF	19	10, 60	З	Команда на отключение системного стабилизатора (PSS).
Q®0	21	12, 62	З	По этой команде выполняется автоматическая разгрузка генератора по реактивной мощности. По окончании процесса (реактивная мощность близка к нулю) формируется выходной дискретный сигнал "Q=0".
Ug®Ubar	23	13, 63	З	По этой команде выполняется автоматическая подгонка напряжения генератора к напряжению сети. По окончании процесса (напряжение генератора близко к напряжению сети) формируется выходной дискретный сигнал "Ug=Ubar".
Больше Raise	25	8, 58	З	Команда на увеличение уставки активного регулятора (AUTO, MAN, P. F. или VAR). Уставка регулятора изменяется пропорционально времени, в течение которого присутствует данная команда.
Меньше Lower	27	9, 59	З	Команда на уменьшение уставки активного регулятора (AUTO, MAN, P. F. или VAR). Уставка регулятора изменяется пропорционально времени, в течение которого присутствует данная команда.
Зарядка линии Line Charging	29	14, 64	З	По этой команде регулятор переходит в режим зарядки линии.
Сброс сигнализации Reset	31	15,65	З, ûù_	Сигнал на сброс аварийной сигнализации.

6.2  Выходные дискретные сигналы СУР

Выходные дискретные сигналы СУР выводятся на клеммник ХТ4 и формируются контактами выходных реле K.

Нагрузочная способность контактов выходных реле:

·  минимальное постоянное напряжение, V: 12

·  максимальное постоянное напряжение, V: 300

·  минимальное переменное напряжение, V: 12

·  максимальное переменное напряжение, V: 250

·  минимальный ток, mA: 5

·  максимальный ток замыкания (4 s.), А: 20

·  максимальный ток размыкания, А: 8

·  максимальный длительно допустимый ток, A: 7

·  максимальная переключаемая мощность, W/VA: 192/1750
(резистивная нагрузка)

В таблице 2 приведена следующая информация о выходных сигналах:

·  номер клемм ХТ4, на которые выведен сигнал;

·  номер релейного модуля К, по световой индикации которого можно контролировать наличие сигнала;

·  краткое описание сигнала.

Таблица 2 – Выходные дискретные сигналы СУР

Название сигнала	№ клеммы на ХТ4	№ релейногомодуля K	Описание сигнала
Готовность канала 1 Channel 1 ready	1,2	1	Готовность канала 1 к возбуждению.
Готовность канала 2 Channel 2 ready	3,4	51	Готовность канала 2 к возбуждению.
Генератор возбужден Excitation ON	5,6	2, 52	Сигнал формируется, как только регулятор начинает процесс начального возбуждения и присутствует в течение всего времени, пока регулятор возбужден.
Генератор развозбужден Excitation OFF	7,8	32, 53	Сигнал формируется, как только регулятор начинает процесс гашения и присутствует в течение всего времени, пока поле генератора погашено.

Продолжение таблицы 2