Специальная программа
Программа проверки систем возбуждения генератора
Руководство по эксплуатации
.015.25 РЭ
г. Чебоксары
В настоящее время в эксплуатации энергосистем находятся три поколения систем возбуждения генератора: АРВ – СД, АРВ – СДП, цифровые АРВ. Устройства используемые для их проверки не позволяют непосредственно измерять параметры регулирования возбуждения генератора и контролировать их стабильность в течение всего срока эксплуатации. Этот пробел призвана восполнить специальная «Программа проверки систем возбуждения генератора» с помощью испытательной установки РЕТОМ-51.
Назначение
Программа предназначена для испытания тиристорной системы возбуждения при изготовлении, вводе в работу после монтажа и эксплуатационных проверках. Система возбуждения представляется «черным ящиком», на вход которого подаются от РЕТОМа напряжение статора, напряжение синхронизации, ток статора, вторичные токи возбудительного трансформатора. На выходе системы возбуждения фиксируется углы включения тиристоров. Система возбуждения проверяется целиком, от входных клемм до тиристоров. Для проверки системы возбуждения надо подать напряжение только на источники питания электроники, подача силовых напряжений не требуется. Как известно из теории преобразовательной техники, выходное напряжение тиристорного моста при работе на нагрузку с большой индуктивностью вычисляется по следующей формуле:
Uf =1,36Un*Cos(a)
Un-номинальное действующее значение напряжения вентильной обмотки возбудительного трансформатора, «а»-угол включения тиристора, отсчитываемый от перехода через нуль соответствующего линейного напряжения возбудительного трансформатора.
Напряжение 3*100 подается от РЕТОМ-51 на вход регулятора и на цепи синхронизации СИФУ. Анод и катод каждого тиристора подключен к соответствующему дискретному входу РЕТОМ-51. Каждый вход выдает на тиристор напряжение холостого хода 14 вольт (при закрытом тиристоре) и ток короткого замыкания 8 милиампер (при открытом тиристоре). Дискретные входы гальванически развязаны друг от друга, что позволяет контролировать одновременно 6 тиристоров. Поскольку ток, выдаваемый РЕТОМ, намного меньше тока удержания силового тиристора, то тиристор закрывается по окончании импульса управления. Измерив угол включения тиристора программа вычисляет и строит осциллограмму напряжения ротора.
В соответствии с ГОСТ за единицу напряжения возбуждения принимается номинальное напряжение ротора. Все коэффициенты усиления вычисляются как частное от деления приращения напряжения ротора к приращению соответствующего режимного параметра (напряжения статора, тока ротора, частоты, активной мощности и т. д.). Изменяя по, заранее заданному, закону один из режимных параметров и поддерживая остальные неизменными можно определить коэффициенты усиления системы возбуждения по всем режимным параметрам, а также запаздывание и скорость нарастания напряжения возбуждения при форсировке.
Запуск программы
Для запуска программы необходимо выбрать нужную иконку в Главном меню программ РЕТОМ-51 и щелкнуть «мышью».
1 Главное окно программы
Назначение кнопок Панели Инструментов
2 Параметры системы возбуждения и генератора
Параметры генератора и системы возбуждения задаются в соответствующих окошках на рисунке системы возбуждения, причем номинальные параметры генератора, напряжения ротора и вторичное напряжение возбудительного трансформатора задаются в первичных величинах и программа вычисляет номинальный угол управления тиристорного преобразователя. Напряжения ТН и ТТ задаются во вторичных величинах и эти величины будет выдавать РЕТОМ-51 при проверках.
 |
3 Схема подключения
Для правильной фиксации включения тиристоров необходимо подключить РЕТОМ-51 в соответствии с приведенной схемой. Силовой мост должен быть отключен по постоянному и переменному току. Если отсутствуют разъединители по переменному току, то можно отключить в двух фазах подходящие кабели, постоянный ток достаточно отключить АГП.
4 Проверки
4.1 Номинальный режим
Этот тест предназначен для первоначальной проверки системы возбуждения. С его помощью проверяются входные измерительные преобразователи напряжения и тока и коэффициенты АЦП в цифровых системах и настройка согласующихусилителей в аналоговых системах. Длительность теста не ограничена вовремени как в программе ручного задания. На входы подаются величины, которые были введены в окошки на рисунке системы возбуждения.
1. Номинальное симметричное трехфазное напряжение статора (3 линейных напряжения).
2. Ток статора фазы "В", отстающий от напряжения на угол соответствующий коэффициенту мощности (косинус фи).
3. Вторичные токи выпрямительного трансформатора фазы "А", "С",трапецеидальной формы с длительностью 120 эл. град., амплитуда трапеции равняется номинальному току ротора/Ктт.
4.2 Проверка синхронизации и формы импульсов управления тиристоров
Этот тест позволяет проверить правильность синхронизации импульсов управления с напряжением анод-катод тиристоров, а также исправность блоков управления вентилем "БУВ". Регулятор выдает слаботочные импульсы управления, которые в БУВ каждого тиристора усиливаются до величины способной надежно включить тиристор даже при низком напряжении анод-катод. К анод-катоду каждого тиристора прикладывается напряжение 14в от дискретных входов РЕТОМ, поэтому во время действия импульса управления тиристор открывается (срабатывание контакта). По окончании действия импульса тиристор закрывается, поскольку ток от РЕТОМ много ниже тока удержания тиристора (возврат контакта). Это позволяет контролировать не только наличие импульса, но и его форму. Сейчас принято при малом токе ротора подавать на тиристор сплошной импульс длительностью 120 эл. град. При повышении тока ротора до 0,2-0,3 In начинают формироваться сдвоенные импульсы. Импульсы сдвинуты на 60 эл. град. длительность импульса более 0,1 мС. Применение сдвоенных импульсов позволяет разгрузить блоки питания и уменьшить потери в управляющих переходах тиристоров. Тест начинается с подачи трехфазного номинального напряжения на вход АРВ и синхронизации СИФУ (отображаются линейные напряжения) и фиксация срабатывания 6 тиристоров. Фаза импульсов по отношению к напряжениям статора определяется соединением промежуточного трансформатора и выходом регулятора, который в свою очередь зависит от текущей величины уставки. В соответствии с ГОСТ п. 4уставка регулятора должна обеспечивать возможность изменения напряжения от 80% до 110%Un на ХХ генератора. Для точного определения правильности фазировки надо уставку привести в крайнее положение. Скорость изменения уставки по ГОСТ п.4.15. не менее 0,3% в секунду, поэтому при подаче напряжения статора от выходного контакта 2 РЕТОМ подается команда "прибавить " и удерживается не менее 100сек. После истечения этого времени производится фиксация срабатывания тиристоров, если фазировка импульсов выполнена правильно, то 1 тиристор включится при переходе от отрицательного к положительному напряжения Uca. После получения положительного результата следует подать нарастающий ток ротора (трапеции) и получить осциллограмму, где сплошные импульсы переходят в сдвоенные.
4.3 Тестовая проверка основного канала системы возбуждения
Канал «дельта U» стандартного регулятора «сильного действия» состоит из трех параллельных ветвей:
Пропорционального регулятора с коэффициентом передачи K0U (ед. возб/ед. напр.)
Дифференциального регулятора с коэффициентом передачи K1U (ед. возб/ед. напр./сек)
Релейной форсировки с напряжением срабатывания Uср.(ед. напр.) и временем задержки на возврат «ΔТ» (сек).
Описание теста
После подачи возбуждения к системе возбуждения прикладывается номинальное напряжение статора и производится подгонка импульсов управления тиристоров к номинальному значению. Задается скачок напряжения с длительностью Тшаг. Фиксируются моменты включения шести тиристоров. По углам включения тиристоров строится осциллограмма напряжения ротора. Вычисляется дифференциальная и пропорциональная составляющие и соответствующие коэффициенты K1U, K0U. Затем испытание повторяется при большем скачке напряжения статора. Испытания продолжаются до срабатывания релейной форсировки, что отмечается по появлению задержки расфорсировки
4.4 Проверка ограничителя перегрузки по току статора
Требования к ограничителю перегрузки изложены в Правилах технической эксплуатации "ПТЭ" в разделе генераторы и синхронные компенсаторы. В этом разделе приведены таблицы 5.1 и 5.2 допустимых перегрузок по току статора и току ротора. Заводы изготовители могут задавать свои таблицы.
Описание теста
Из номинального режима по току ротора (статора) производим увеличение тока. При перегрузке первым срабатывает на сигнал реле "перегрузка". После истечения допустимого времени срабатывает реле "перегрев", мы должны измерить время от начала перегрузки до срабатывания этого реле. Это время должно быть меньше допустимого. По появлению этого сигнала уменьшается до 0,95 ток ротора (статора). Идет остывание генератора, время остывания фиксируется по отпаданию реле "перегрев". Затем надо выждать минуту для полного обнуления ограничителя перегрузки и провести тест с новой ступенью перегрузки. Для фиксации использовать дискретный вход 7. По окочании проверки выдается протокол в графическом и табличном виде.
4.5 Проверка ограничителя перегрузки по току ротора
Требования к ограничителю перегрузки изложены в Правилах технической эксплуатации "ПТЭ" в разделе генераторы и синхронные компенсаторы. В этом разделе приведены таблицы 5.1 и 5.2 допустимых перегрузок по току статора и току ротора. Заводы изготовители могут задавать свои таблицы.
Описание теста
Из номинального режима по току ротора (статора) производим увеличение тока. При перегрузке первым срабатывает на сигнал реле "перегрузка". После истечения допустимого времени срабатывает реле "перегрев", измеряется время от начала перегрузки до срабатывания этого реле. Это время должно быть меньше допустимого. По появлению этого сигнала мы уменьшается ток ротора (статора) до 0,95 номинала. Идет остывание генератора, время остывания фиксируется по отпаданию реле "перегрев". Затем надо выждать минуту для полного обнуления ограничителя перегрузки и провести тест с новой ступенью перегрузки. Для фиксации использовать дискретный вход 7. По окончании испытаний выдается протокол проверки в графическом и табличном виде.
4.6 Характеристика ОМВ
Нормально генератор работает в режиме перевозбуждения (выдачи реактивной мощности), при токе статора отстающем от напряжения статора. При повышении напряжения в сети, при уменьшении уставки оперативным персоналом или при ложной форсировке одного из генераторов станции другие генераторы могут перейти в режим недовозбуждения (потребления реактивной мощности). При этом ток статора опережает напряжение статора, а ток ротора меньше чем в номинальном режиме. Требования к АРВ в этом режиме режиме описаны в ПТЭ п5.1.29,30.и в ГОСТ п. 4.27. Режим имеет ограничения по тепловому режиму и по устойчивости. При снижении тока ротора возрастает внутренний угол генератора (тета) и генератор может потерять устойчивость и перейти в асинхронный режим. Но основным ограничением служит тепловое состояние торцевых пакетов железа статора, бандажей обмотки статорной обмотки. Обычно тепловое ограничение наступает раньше, чем ограничение по устойчивости. Допустимая характеристика длительного режима в координатах "Р" и "Q" задается заводом изготовителем генератора. Если такой характеристики нет, то она снимается в процессе тепловых испытаний генератора. Таким образом при наладке и в процессе эксплуатации необходимо снимать характеристику ОМВ и сравнивать ее с допустимой нагрузкой генератора. Еще одним требованием к ОМВ является величина коэффициента усиления, поскольку в этом режиме ОМВ должен преодолеть действие АРВ в сторону снижения напряжения по каналу "дельта U".
Описание текста
Подано номинальное напряжение статора, номинальный ток статора, совпадающий по фазе с напряжением статора. Уставка подогнана к номинальному углу включения тиристора. Напряжение статора скачком увеличивается на 5%,при этом угол включения тиристора увеличивается. Ток статора скачком уменьшается на 50% и поворачивается на 5 градусов в сторону опережения. Затем ток статора при этом угле увеличивается со скоростью 0,5о. е./сек. Увеличение тока заканчивается после возврата угла включения тиристора номинальному, при этом фиксируется ток статора. Ток статора уменьшается на 50% и поворачивается еще на 5 град. в сторону опережения и снова начинает нарастать. Фиксируется срабатывание ОМВ. Процесс тестирования заканчивается при угле 90 град. в сторону опережения (это режим синхронного компенсатора, поскольку "Р" равно нулю). Строится график характеристики ОМВ, где ординатой является "Р", а абсциссой "Q". Потребление реактивной мощности (недовозбуждение) располагается слева от оси "Р". Оцифровка шкал может быть выполнена во вторичных величинах или в первичных по выбору пользователя. На входной картинке надо предусмотреть задание в табличной форме заводской характеристики ОМВ и после тестирования нанести на график обе характеристики. Снятая характеристика должна располагаться правее заводской.
4.7 Проверка канала по производной тока ротора
Канал по производной тока ротора служит для успокоения межмашинных колебаний генераторов одной станции. Этот канал индивидуальный для каждого генератора станции, в отличие от канала по частоте. Частота напряжения генератора это групповой сигнал, поскольку частота всех генераторов одинакова. Еще одним из свойств производной тока ротора является то, что при внешнем коротком замыкании ток ротора увеличивается скачком за счет скачка тока статора. То есть имея производную частоты можно обеспечить быстродействующую форсировку возбуждения при КЗ.
Описание теста
Исходный режим: Подано номинальное напряжение статора, угол включения тиристоров подогнан к номинальному, ток ротора равен нулю. Произвести увеличение тока ротора со скоростью 0,5о. е. в с. Тест продолжается 1 с. Если включение тиристоров не сдвинется в сторону форсировки более чем на 10 град. эл., то повторить тест при скорости нарастания тока ротора 1ое. в с. Если сдвиг угла превышает 10 град. эл. то высчитывается коэффициент усиления в единицах ед. возб./ед. тока/с. Если угол включения тиристоров не изменяется при повышении скорости нарастания тока ротора, то это значит что коэффициент передачи по данному каналу равен нулю. Если канал введен, то следует произвести ступенчатое повышение тока ротора от нуля до номинала и записать при этом напряжение ротора. В ГОСТ п.4.27 содержится требование об ограничении тока ротора до двойного значения без выдержки времени. Поэтому продолжить тест со скоростью нарастания тока 2,2 номинала в сек. Срабатывание ограничителя фиксировать по сдвигу угла управления назад. Записать ток, при котором произошел этот сдвиг.
4.8 Проверка канала по частоте
Исходный режим номинальная нагрузка. Скачком увеличивается частота на величину 0,05Гц и, по аналогии с основным каналом измеряются 6 импульсов в течении 0,3сек. Строится напряжение ротора. Если изменение угла не превышает 10 град, то увеличивается скачок. Измеряется дифференциальная и пропорциональная составлющие. Вычисляются коэффициенты усиления. К0f может быть до 20 ед. возб./Гц, а К1f до 8 ед. возб./Гц/сек.
4.9 Проверка по отклонению активной мощности (ΔР)
Описание теста
Предшествующий режим с номинальным напряжением статора, током статора и косинусом "фи" равным единице с длительностью не менее 4 сек. Скачком понижается ток статора на 5%, угол включения тиристора уменьшается. Если угол уменьшился менее чем на 10 град., то тест повторяется при скачке в 10%. Вычисляется коэффициент усиления как отношение приращения напряжения ротора в относительных единицах к уменьшению активной мощности в относительных единицах. Поскольку напряжение статора неизменно, то для определения уменьшения мощности можно использовать прямо ток статора (5-10-15%).
5 Настройки
В зависимости от схемы соединения выпрямительного трансформатора и трансформатора синхронизации может потребоваться корректировка угла включения тиристоров, значение которого вводится в окне «Настройки»
6 Протокол проверки
Результаты проверки системы возбуждения оформляются в виде протокола
________________________ | |
________________________ |
ПРОТОКОЛ
проверки системы возбуждения типа
1.Проверка канала ΔU
Параметр | Уставка | Результат | ΔUвоз, o. e | ΔUген, o. e |
K0u | ||||
K1u | ||||
Время возврата форсировки, с |
2.Проверка ограничителя перегрузки по току статора.
Таблица 5.1. ПТЭ Допускаемая кратность перегрузки генераторов и синхронных компенсаторов по току статора.
Продолжи- | Косвенное охлажд. | Непосред- | Непосред- | Время | Время |
60 | 1.1 | 1.1 | - | ||
15 | 1.15 | 1.15 | - | ||
10 | - | - | 1.1 | ||
6 | 1.2 | 1.2 | 1.15 | ||
5 | 1.25 | 1.25 | - | ||
4 | 1.3 | 1.3 | 1.2 | ||
3 | 1.4 | 1.35 | 1.25 | ||
2 | 1.5 | 1.4 | 1.3 | ||
1 | 2.0 | 1.5 | 1.5 |
3.Проверка ограничителя перегрузки по току ротора.
Таблица 5.2 ПТЭ Допустимая кратность перегрузки по току ротора
Продолжи- | Генератор ТВФ | Генератор | Время сраб., | Время возв., |
60 | 1.06 | 1. 0 6 | ||
4 | 1.2 | 1.2 | ||
1 | 1.7 | 1.5 | ||
0.55 | 2.0 | - | ||
0.33 | - | 2.0 |
4. Характеристика ОМВ.
Заводская | ||
j,° | Q, ВАр | P, Вт |
Полученная | ||
j,° | Q, ВАр | P, Вт |
6.Проверка канала по производной тока ротора.
Параметр | Уставка | Результат |
K0If | ||
Срабатывание ограничителя |
7.Проверка канала по частоте (ΔF, F').
Параметр | Уставка | Результат |
K0F | ||
K1F |
8.Проверка по отклонению активной мощности (ΔР).
Параметр | Уставка | Результат |
K0P |
Проверку производили: __________________________________
