Автономный преобразователь высоковольтный стабилизированный АПВС
Общие сведения
Автономный преобразователь высоковольтный стабилизированный АПВС предназначен для преобразования электроэнергии постоянного тока в переменный трехфазный ток и может использоваться в агрегатах бесперебойного питания; изготовляется в сейсмическом исполнении для внутрироссийских и экспортных поставок.
Структура условного обозначения
АПВС-10,5-14,5-50 УХЛ4-С:
А - автономный;
П - преобразователь;
В - высоковольтный;
С - стабилизированный;
10,5 - номинальное выходное напряжение, кВ;
14,5 - номинальная мощность на выходе, МВт;
50 - номинальная выходная частота, Гц;
УХЛ4 - климатическое исполнение и категория размещения;
С - сейсмостойкое.
Условия эксплуатации
Климатическое исполнение преобразователя УХЛ, категория размещения 4 по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70. Для оборудования, установленного в здании:
максимальное значение температуры окружающей среды - 40°С
минимальное значение температуры окружающей среды - 5°С Для оборудования, устанавливаемого вне здания:
максимальное значение температуры окружающей среды - 40°С
минимальное значение температуры окружающей среды - -40°С
Преобразователь остается работоспособным после воздействия предельной температуры - от -50 до 50°С
Относительная влажность воздуха при температуре 30°С - 95%
Высота над уровнем моря - до 1000 м Преобразователь остается работоспособным при воздействии солнечной радиации, осадков, тумана на оборудование, устанавливаемого вне здания. Конструкция преобразователей обеспечивает сейсмостойкость 9 баллов (по 12-бальной шкале). Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащей пыли, агрессивных газов и паров. Возможность работы преобразователя в условиях, отличных от вышеперечисленных, должна согласовываться с предприятием-разработчиком.
Технические характеристики
Номинальная мошность на выходе, МВт - 14,5+0,3 Номинальное напряжение на выходе, кВ - 10,5 Номинальная частота, Гц - 50 Род тока на выходе - переменный, трехфазный Показатели качества электроэнергии на выходе: отклонение напряжения от номинального, не более, % - +5 отклонение частоты от номинальной, не более, % - +1 несимметрия линейных напряжений при полной симметрии нагрузки, не более, % - 2 несинусоидальность формы напряжения, не более, % - 5 коэффициент полезного действия, не менее - 0,92 ток на входе (постоянный), кА - 4,7+0,3 Параметры на выходе преобразователя обеспечиваются при следующих условиях: диапазон мощности нагрузки, МВт - 0-14,5 (+0,3) коэффициент мощности нагрузки в установившемся режиме, соs j, не менее - 0,92 колебания активной мощности нагрузки, МВт - +2,5 напряжение на входе, кВ - 3,55+0,35 индуктивность на входе, не менее, Гн - 0,25 коэффициент мощности нагрузки при набросе, соs j, не менее - 0,55 Отклонение выходных параметров потребителя от номинальных при сбросах и набросах нагрузки, а также при запуске: по напряжению, % - +20 -50 по частоте, % - +10 время переходного процесса, не более, с - 0,5 Охлаждение: шкафов конденсаторов и стойки управления - воздушное, естественное шкафов тиристоров инвертора, выпрямителя, реактора, регулируемого и входной индуктивности - водяное, принудительное Требования к теплоносителю (воде): электрическое сопротивление, Ом·м, не менее - 10 температура на входе, °С, не более - 40 давление на входе, кг·с/см2 (МПа) - 7+1 (0,7+0,1) расход теплоносителя общий, кг/с - 13+3 расход теплоносителя для шкафа тиристоров инвертора, кг/с, не менее - 2 расход теплоносителя для шкафа тиристоров выпрямителя, кг/с, не менее - 1,4 расход теплоносителя реактора регулируемого, кг/с, не менее - 0,8 вероятность безотказной работы для времени работы 30 мин, не менее - 0,999 Габаритные размеры, мм: шкафов тиристоров инвертора, тиристоров выпрямителя и конденсаторов - 2000x2750x1100 реактора, регулируемого - 1100x1650x900 стойки управления - 536x1816x630 трансформатора ТДП-12500/10И-VI - 3450x4590x3590 Масса, кг, не более: шкафа тиристоров инвертора - 1800 шкафа тиристоров выпрямителя - 1500 шкафа конденсаторов - 2600 реактора регулируемого - 2600 стойки управления - 150 трансформатора ТДП-12500/10И-VI - 25300 прочие монтажные части (шины, изоляторы) - 500 Общая масса преобразователя, не более, т - 72
Конструкция и принцип действия
Преобразователь представляет собой параллельный инвертор тока (рис. 1), собранный по трехфазной мостовой схеме, содержащей шесть тиристоров VТ1-VТ6 с последовательно сглаживающей индуктивностью L, коммутирующими конденсаторами С и компенсирующим устройством ТДК в виде трехфазной системы реакторов Р1-Р3, включенных через встречно-параллельные тиристоры VТ1'-VТ6'. Выход преобразователя включен на повышающий трансформатор ТС, к первичной обмотке которого параллельно подключен трехфазный управляемый выпрямитель ТМУВ с тиристорами "VТ1-VТ6", включенного на балластную нагрузку БН. Схема включения обмоток трансформатора У/Д.
Функциональная электрическая схема преобразователя АПВС Функционирование преобразователя обеспечивается системой управления СУ. Кроме того, СУ осуществляет включение, отключение и защиту преобразователя. На тиристоры плеч моста (ТМИ) подаются включающие импульсы, причем импульсы каждого последующего плеча сдвинуты относительно предыдущего на 60° эл. ТМИ и БК образуют параллельный инвертор трехфазного тока, нагрузка потребителя подключена через силовой повышающий трансформатор ТС. Питание преобразователя осуществляется от источника постоянного тока ИПТ. Для стабилизации выходного напряжения преобразователя обеспечивается постоянство сопротивления Rн (т. е. активной мощности нагрузки) и обеспечивается баланс реактивных мощностей на заданной частоте в соответствии с выражением: где - угол опережения инвертора;
P, Q - активная и реактивная составляющие мощности нагрузки;
Q - мощность коммутирующего конденсатора. Изменения активной Рн и реактивной мощности Qн нагрузки компенсируются управляемым выпрямителем ТМУВ, нагруженным на активное сопротивление и тиристорно-дроссельным конденсатором ТДК, представляющим собой индуктивную нагрузку. СУ предназначена для управления ТМИ, плечами ТДК и ТМУВ таким образом, чтобы обеспечить выполнение требований к выходным параметрам преобразователя при всех условиях работы. Функциональная схема СУ содержит: СУИ - систему управления инвертором; СУТДК - систему управления тиристорно-дроссельного компенсатора; СУВ - систему управления выпрямителем; БСТ - блок синхронизирующих трансформаторов; ССЗ - систему сигнализации и защиты; СПСН - систему питания собственных нужд. БСТ предназначен для формирования из выходного напряжения преобразователя шестифазной системы синхронизирующих напряжений, сдвинутых относительно друг друга на 60° эл. Синхронизирующие напряжения синфазны с линейными напряжениями преобразователя. Кроме того, БСТ формирует контрольные напряжения, пропорциональные линейному напряжению на выходе преобразователя. Выходное напряжение преобразователя поступает в СУ с шин 10,5 кВ через измерительный трансформатор ТИ. СУИ предназначена для формирования импульсов управления тиристорами ТМИ. Управление инвертором построено по принципу самовозбуждения, заключающимся в том, что включающие импульсы, подаваемые на управляющие электроды тиристоров плеч ТМИ, формируются системой управления из выходных напряжений переменного тока инвертора, то есть инвертор с системой управления и нагрузкой образуют замкнутую автоколебательную систему, при этом частота выходного напряжения зависит от параметров нагрузки - баланса реактивных мощностей. Фазосдвигающее устройство вырабатывает из синхронизирующих напряжений шестифазную последовательность импульсов, каждая из которых служит для управления включением соответствующего плеча ТМИ. Выходные каскады вырабатывают импульсы необходимой формы и длительности для включения тиристора соответствующего плеча ТМИ. Поскольку до включения инвертора выходное напряжение отсутствует, то СУИ содержит формирователь стартовых импульсов, обеспечивающих первое включение соответствующих плеч ТМИ. СУТДК предназначено для формирования импульсов управления тиристорами плеч ТДК. Задающий генератор вырабатывает тактовые импульсы шестикратной частоты, коммутатор распределяет их по шести каналам, каждый из которых управляет соответствующим плечом ТДК. СУ содержит также устройство автоподстройки частоты, вырабатывающее импульсы шестикратной частоты выходного напряжения инвертора в тех случаях, когда последняя превышает заданную частоту. Кроме того, частота задающего генератора может регулироваться внешним сигналом, что позволяет обеспечить синхронизацию выходного напряжения преобразователя с напряжением другого генератора энергии. СУВ предназначено для формирования импульсов управления тиристорами плеч ТМУВ. Управление выпрямителем при использовании его в качестве дополнительной нагрузки инвертора построено таким образом, чтобы величина выходного напряжения преобразователя оставалась в заданных пределах. Кроме того, СУВ имеет устройство автоподстройки напряжений, служащее для устранения несимметрии напряжений между фазами, которая может быть вызвана как несимметрией нагрузки потребителя, так и разбросом параметров элементов преобразователя (индуктивности реакторов, потерь в них и т. д). Управляемый выпрямитель может использоваться самостоятельно, в этом случае регулирование угла управления тиристором осуществляется внешним сигналом. Система сигнализации и защиты ССЗ осуществляет контроль параметров преобразователя, кроме того, при повышении выходным напряжением величины 1,3 Uном. ССЗ формирует сигнал "Защита", по которому прекращается выдача импульсов с ТМИ, последний "опрокидывается" с целью предотвращения пробоя тиристоров из-за перенапряжения. Преобразователь состоит из 3-х шкафов тиристоров, инвертора ШТИ, 2-х шкафов управляемого выпрямителя ШТУВ, 3-х реакторов Р, 12-блоков конденсаторов БК, трансформатора силового ТС и стойки управления СУ. Конструктивно преобразователь выполнен в виде шкафов, имеющих оболочку, предохраняющую персонал от соприкосновения с токоведущими частями и, от попадания во внутрь их твердых предметов. Степень защиты IР2Х по ГОСТ 14254-69. Шкафы тиристоров инвертора, выпрямителя и конденсаторов унифицированы по размерам, имеют брызгозащитное исполнение. Шкафы имеют двери для двустороннего обслуживания. Подключение кабелей питания, нагрузки и управления осуществляется через нижнюю часть шкафа. Каждый шкаф устанавливается на амортизаторы, прикрепленные к фундаментным закладным. Для транспортирования в верхней части шкафа имеются рым-болты. Блочная конструкция преобразователя делает его технологичным, упрощает сборочные операции, облегчает эксплуатацию. Применение принудительного водяного охлаждения шкафов ШТИ, ШТУВ и реакторов Р обеспечивает компактные размеры шкафов и вызывает необходимость установки их в помещении с минимальной температурой не ниже 5°С. Металлоконструкции шкафов выполнены из алюминия, что обеспечивает снижение массы составных частей преобразователя. Габаритные, установочные и присоединительные размеры шкафов ШТИ, ШТУВ, БК, реактора и СУ представлены на рис. 2-6.
Габаритные и присоединительные размеры шкафа тиристоров инвертора
Габаритные и присоединительные размеры шкафа тиристоров выпрямителя
Габаритные и присоединительные размеры шкафа конденсаторов
Габаритные размеры стойки управления
Габаритные и присоединительные размеры регулируемого реактора
В комплект поставки входят: преобразователь; комплект ЗИП одиночный согласно ведомости ЗИП; ящик для укладки ЗИП, эксплуатационные документы; техническое описание и инструкция по эксплуатации с комплектом конструкторских документов, на которые даны ссылки в ТО, в том числе полный комплект принципиальных электрических схем; паспорт.
Характеристики Электротехнического оборудования
Характеристики станков
Характеристики КПО
Характеристики импортного оборудования
Характеристики насосного оборудования
Марки стали и сплавов
Прочее оборудование
