Системы статические тиристорные самовозбуждения с естественным воздушным и водяным охлаждением тиристоров типа СТС и СТСГ

Общие сведения

Системы статические тиристорные самовозбуждения типов СТС и СТСГ предназначены для возбуждения турбогенераторов, сочленяемых с паровыми и газовыми турбинами, а также других синхронных генераторов автоматически регулируемым выпрямленным током. Системы самовозбуждения предназначены для комплектации генераторов, указанных в табл. 1, однако могут применяться также и для комплектации турбо- и гидрогенераторов других типов, имеющих соответствующие параметры по току и напряжению возбуждения.

Таблица 1

Тип системы самовозбуждения

 Тип генератора

СТС-170-4300-2,5-1УХЛ4

ТВМ-110

СТС-190-4100-2,5-УХЛ4

ТВМ-160

СТС-220-1200-2,5УХЛ4

ТФ-63

СТС-250-1600-2,5УХЛ4

ТВФ-63-2

СТС-250-2100-2,5УХЛ4

ТВФ-63-2Е

СТС-300-1300-2,5УХЛ4

ТФ-110, ТА-120

СТС-350-2000-2,5УХЛ4

ТВФ-110-2Е

СТС-450-2900-2,5-1УХЛ4

ТГВ-220-2П, ТВВ-220-2Е

СТС-450-6000-2,5УХЛ4

ТВМ-500-2

СТС-500-3500-2,5-2УХЛ4

ТГВ-32-2, ТВВ-320-2

СТС-550-2250-2,5-2УХЛ4

ТГВ-220-2М

СТСГ-170-4300-2,5УХЛ4

ТВМ-110

СТСГ-220-1200-2,5УХЛ4

ТФ-63

СТСГ-250-2100-2,5УХЛ4

ТФ-63-2Е

СТСГ-300-1300-2,5УХЛ4

ТФ-110, ТА-120

СТСГ-350-2000-2,5УХЛ4

ТВФ-110-2Е

СТС(Г)-Х-Х-2,5-(Х)УХЛ4:
СТС - система статическая тиристорная самовозбуждения;
Г - для возбуждения турбогенераторов, сочленяемых с газовыми
турбинами;
Х - номинальное напряжение, В;
Х - номинальный ток, А;
2,5 - потолок по напряжению, о.е;
Х - исполнение (1, 2);
УХЛ4 - климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ
15150-69.

Номинальные значения климатических факторов по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 21558-88. Высота над уровнем моря не более 1000 м. Температура окружающего воздуха от 5 до 45°С. Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли в концентрациях, снижающих уровень изоляции в недопустимых пределах. По заказу потребителя системы самовозбуждения могут быть изготовлены на другие значения температуры и влажности окружающего воздуха. Системы самовозбуждения могут быть изготовлены в сейсмостойком исполнении. В этом случае при воздействии землетрясений интенсивностью 9 баллов по МSК-64 (при уровне установки системы возбуждения над нулевой отметкой до 20 м) сохраняется работоспособность после прохождения землетрясения.

Основные технические данные системы самовозбуждения приведены в табл. 2.

Таблица 2

Параметр, единица измерения Значение параметра
CTC
(СТСГ)-220- 1200-2,5УХЛ4		 СТС-250- 1600-2,5УХЛ4 СТС
(СТСГ)-250- 2100-2,5УХЛ4		 СТС
(СТСГ)-300-1300-2,5УХЛ4		 СТС
(СТСГ)- 350-2000-2,5УХЛ4		 СТС
(СТСГ)-170-4300-2,5УХЛ4		 CTC-190- 4100-2,5УХЛ4 СТС-450- 2900-2,5УХЛ4 СТС-450- 6000-2,5УХЛ4 СТС-500- 3500-2,5УХЛ4 СТС-550- 2250-2,5УХЛ4

Номинальное напряжение
(номинальное напряжение ротора), В,
не более

 220(195) 250(200) 250(230) 300(270) 350(293) 170(142) 190(170) 450(375) 450(400) 500(440) 550(500)

Номинальный ток (номинальный ток ротора), А, не более

 1200
(1040)		 1600
(1450)		 2100
(1900)		 1300
(1180)		 2000
(1750)		 4300
(3890)		 4100
(3700)		 2900
(2635)		 6000
(5400)		 3500
(3100)		 2250
(2045)

Номинальная мощность, кВ

 264 400 525 390 700 731 779 1305 2700 1750 1240

Предельное напряжение возбуждения, В, не менее

 488 500 570 675 733 360 425 940 1000 1100 1250

Предельный ток возбуждения, А,
не более

 2080 2900 3800 2360 3500 7780 7400 5270 10800 6200 4090

Форсировочная мощность, кВт

 1015 1450 2166 1593 2800 2800 3145 4950 10800 6930 5115

Потолок по току, о.е

 2,0

Потолок по напряжению, о.е

 2,5

Быстродействие, с,
не более

 0,05

Длительность форсировки, с, не более

 50

Коэффициент полезного действия
(расчетное значение), %

 94,8 95,5 94,9 96,1 96,1 96,7 93,9 94,7 96,4 96,9 97,6

Средний уровень шума, дБА

 80

Охлаждение

 Естественное воздушное Дистиллированной водой от системы охлаждения генератора

Принцип возбуждения

 Самовозбуждение параллельное

Схема возбуждения

 Одногрупповая с двумя параллельно включенными преобразовательными установками

Полный срок службы, лет, не менее

 30

Коэффициент готовности, %, не менее

 99,9

Средняя наработка на отказ (отключение генератора от сети), ч,
не менее

 25000
Системы самовозбуждения содержат по две идентичных преобразовательных установки (УП). В работе постоянно находится одна из УП, а вторая - в "горячем" ненагруженном резерве со снятыми управляющими импульсами с тиристоров. Ввод в работу находящейся в резерве УП производится автоматически схемой автоматического включения резерва (АВР) при возникновении неисправностей в работающей УП, а также дистанционно от кнопки с блочного щита управления (БШУ). Системы самовозбуждения содержат по два идентичных автоматических регулятора возбуждения сильного действия (АVМ). В работе постоянно находится один из АVМ, а второй - в "горячем" резерве с закороченным выходом. Ввод в работу находящегося в резерве АVМ производится автоматически схемой АВР при возникновении неисправностей в работающем АVМ, а также дистанционно от кнопки с БШУ. Каждый АVМ управляет обеими УП. Системы самовозбуждения обеспечивают следующие режимы работы генератора: частотный пуск и остановку, пуск и остановку при развороте и торможении генератора от турбины, начальное возбуждение и включение в сеть методами точной (автоматической и ручной) синхронизации в нормальных режимах работы и методом самосинхронизации в аварийных режимах работы энергосистемы;
работу в энергосистеме с нагрузками от холостого хода до номинальной и перегрузками в соответствии с требованиями ГОСТ 183-74, ГОСТ 533-85 и ГОСТ 5616-81, при этом обеспечивается работа генератора как в базисном, так и в пиковом режимах;
устойчивую работу в переходных и аварийных режимах (набросы и сбросы нагрузки);
работу в режимах недовозбуждения, допускаемых генератором. Системы самовозбуждения обеспечивают: форсировку возбуждения с заданной кратностью и развозбуждение при нарушениях в энергосистеме, вызывающих соответственно снижение или увеличение напряжения на шинах станции;
гашение поля при нормальной остановке генератора переводом УП в инверторный режим и в аварийных режимах выключателем гашения поля (QАЕ);
регулирование тока возбуждения по отклонению и производной напряжения генератора, по отклонению и производной частоты напряжения генератора, по производной тока возбуждения генератора, по производной тока статора и второй производной внутреннего угла генератора (последнее относится к системам возбуждения СТСГ);
дистанционное изменение уставки напряжения генератора в пределах от 80 до 110% номинального значения;
ограничение тока возбуждения генератора двукратным значением по отношению к номинальному току возбуждения без выдержки времени, а также ограничение перегрузки по току возбуждения по временной характеристике;
ограничение минимального тока возбуждения с уставкой, зависящей от значения активной мощности генератора в режиме потребления реактивной мощности;
работу генератора в системе группового регулирования реактивной мощности;
режимы работы и параметры возбуждения генератора при отказе одной параллельной ветви в любом или каждом плече УП;
автоматический ввод в работу резервной УП при перегорании двух предохранителей в любом или каждом плече, потере проводимости плеча, отказе источника питания системы управления тиристорами (СУТ), перегреве тиристоров работающей УП и снижении расхода охлаждающей воды до 25% номинального (последнее для систем возбуждения с водяным охлаждением);
автоматический ввод в работу резервного АVМ при отключении автоматов в цепях трансформаторов напряжения статора (3x100 В), потере питания, работе внутренней системы контроля исправности, при работе защиты от повышения напряжения отключенного от сети генератора, отказе устройства ограничения двойного тока ротора, при длительной форсировке, при отказе в разгрузке до номинального тока по команде блока БЭ 1102 (резервная защита ротора от перегрузки), потере возбуждения;
измерение значения сопротивления изоляции цепей возбуждения по прибору, расположенному в блоке контроля сопротивления изоляции БЭ 1104 при значении сопротивления изоляции 80 кОМ и менее;
разгрузку генератора по реактивной мощности до вступления ограничителя минимального возбуждения с запретом форсировки при потере проводимости плеча работающей УП или перегреве тиристоров (для системы возбуждения с водяным охлаждением) и при наличии запрета на перевод возбуждения на резервную УП;
разгрузку генератора по индуктивной мощности до нуля с запретом форсировки при отказе двух параллельных ветвей в любом или каждом плече УП и при наличии запрета на перевод возбуждения на резервную УП. При этом ток возбуждения не должен превышать значения, соответствующего нормальной активной мощности с соs j = 1;
перевод УП в режим работы с фиксированной рабочей точкой при отказе работающего АVМ и отказе либо неуспешной работе схемы АВР (отказе и резервного АVМ);
запрет на включение резервной УП и гашение поля отключением QАЕ по команде защит в случае, когда в работающей УП проходят процессы, вызывающие перегрузку по току более 1,85 номинального;
автоматическое гашение поля отключением QАЕ при неисправностях работающей УП (при перегреве тиристоров, отказе источника питания СУТ), при снижении расхода охлаждающей воды до 25% номинального и наличии запрета на перевод возбуждения на резервную УП или отказе схемы АВР;
автоматическое гашение поля отключением QАЕ при неуспешной работе схемы АВР регуляторов или отключения обоих АVМ и работе генератора на холостом ходу;
автоматическое гашение поля отключением QАЕ при работе УП в режиме с фиксированной рабочей точкой и поступлении команд на ограничение режимов работы.

Принципиальная электрическая схема систем самовозбуждения приведена на рис. 1.

Схема электрическая принципиальная систем тиристорных самовозбуждения типов СТС и СТСГ G - генератор; ТА - трансформатор тока;
TV1, TV2 - трансформаторы напряжения;
TU - трансформатор преобразовательный;
А1.1, А1.2 - блоки реле защиты ротора от замыкания в одной точке;
А1.3 - блок защиты и измерений;
А1.4 - блок защиты от перегрузки (для турбогенераторов);
А1.5 - тиристорный короткозамыкатель (защита от короткого замыкания на кольцах ротора);
Rcc - блок резисторов;
FV - тиристорный разрядник многократного действия;
КМ - контактор самосинхронизации;
РА - амперметр;
PV - вольтметр;
QAE - выключатель гашения поля;
QS - рубильник; QS1-QS4 - разъединители;
RS - шунт;
ТА4 - комплект трансформаторов тока;
TL1, TL2 - трансформаторы собственных нужд;
U1, U2 - вентильные секции с системой управления тиристорами СУТ;
FU1 - предохранитель Системы самовозбуждения выполнены по одногрупповой схеме с параллельно включенными преобразовательными установками УП-1 и УП-2, питание которых осуществляется от преобразовательного трансформатора ТU через разъединители QS1, QS2, а подключение к нагрузке - через разъединители QS3, QS4. В работе постоянно находится одна из УП, а вторая находится в горячем резерве со снятыми управляющими импульсами с тиристоров. Начальное возбуждение генератора производится с помощью устройства начального возбуждения АСН, получающего питание либо от сети напряжением 380 В собственных нужд электростанции, либо от аккумуляторной батареи 220 В. Автоматическое и ручное управление, защита и сигнализация, регулирование возбуждения осуществляются с помощью щита управления (ШУ). Питание собственных нужд систем самовозбуждения (шкаф СУТ и шкаф регуляторов возбуждения - ШРВ) осуществляется от трансформаторов собственных нужд ТL1, ТL2, а также от сети станционных собственных нужд переменного и постоянного тока. Защита ротора и УП от перенапряжений осуществляется с помощью тиристорного разрядника многократного действия FV. Гашение поля при нормальной остановке осуществляется переводом УП в инверторный режим. В аварийных режимах по команде защит гашение поля производится отключением выключателя гашения поля QАЕ. Системы самовозбуждения имеют следующие виды защит: от коротких замыканий на кольцах ротора и выводах статора;
от кротких замыканий цепей возбуждения на вал генератора;
от длительной форсировки;
от превышения тока ротора выше двойного номинального значения;
от перегрузки ротора током возбуждения при отказе ограничения в АVМ (резервная защита);
от снижения отключенного от сети генератора;
от потери возбуждения;
от повышения напряжения отключенного от сети генератора;
при отказе ограничения двукратного тока ротора;
максимально-токовую защиту и токовую отсечку преобразовательного трансформатора;
при отказах УП;
от перегрева тиристоров;
от снижения расхода охлаждающей воды. Составные части системы самовозбуждения поставляются в виде укрупненных сборочных единиц, шкафы которых соединены между собой по силовым цепям и цепям вторичной коммутации, что позволяет повысить монтажную и наладочную готовность систем возбуждения в целом. Преобразовательная установка выполнена в виде трех шкафов: вентильной секции (СВ), шкафа СУТ и шкафа силового ввода (ШСВ). Габаритные, установочные размеры и масса преобразовательных установок приведены на рис. 2-4.

Таблица к рис. 2

Тип преобразовательной установки Размеры, мм Масса, кг
L L1 L2

УП-825-1600

 2400 1150 1800 1500

УП-825-2500

 3000 1450 2400 2000

УП-1000-2500

Габаритные, установочные размеры и масса преобразовательных установок УП-825-1600, УП-825-2500, УП-1000-2500:

Габаритные и установочные размеры преобразовательной установки УП-825-2000. Масса 1600 кг Bид сбокy см. на pис. 1

Таблица к рис. 4
Тип преобразовательной установки L, мм Масса, кг

УП-825-4300

 120 2400

УП-1200-3200

 120 2300

УП-1200-4000

 175 2400
Габаритные, установочные размеры и масса преобразовательных установок УП-825-4300, УП-1200-3200, УП-1200-4000 Вид сбоку см. на рис. 1: В СВ систем самовозбуждения с водяным охлаждением тиристоры установлены на групповых охладителях, представляющих собой водоохлаждаемые плюсовую и минусовую шины. Применение групповых охладителей позволило свести к минимуму количества уплотнительных соединений в контуре охлаждения и повысить тем самым надежность систем возбуждения. СВ систем самовозбуждения с естественным воздушным охлаждением собрана из унифицированных тиристорных блоков (БТ), которые устанавливаются на несущих брусьях и крепятся к ним посредством шпилек. По несущим брусьям проложены шины переменного и постоянного тока. При креплении БТ к несущим брусьям он одновременно включается в силовую схему СВ. СУТ выполнена на аналоговых и цифровых микросхемах, смонтированных на печатных платах. Для удобства размещения на электростанции две УП, поставляемые в составе систем возбуждения, выполнены с разным размещением СУТ и ШСВ по отношению к СВ. Щит ввода возбуждения (ШВВ) выполнен в виде двух шкафов: шкафа силового ввода (ШСВ) и шкафа защиты и измерений (ШЗИ). Габаритные, установочные размеры и масса щитов ввода возбуждения приведены на рис. 5-7.

Габаритные и установочные размеры щита ввода возбуждения ШВВ-6-1. Масса 1900 кг

Габаритные и установочные размеры щита ввода возбуждения ШВВ-8-1. Масса 1600 кг

Габаритные и установочные размеры щита ввода возбуждения ШВВ-13 и ШВВ-14. Масса ШВВ-13 - 1300 кг, ШВВ-14 - 1400 кг. Щит управления состоит из шкафа регуляторов (ШРВ) и шкафа управления, защиты и сигнализации (ШУЗС). Габаритные, установочные размеры и масса щитов управления приведены на рис. 8.

Таблица к рис. 8

Тип щита управления Тип Размеры, мм Масса, кг
ШУЗС ШРВ L L1
ШУ-3 ШУЗС-15 ШРВ-2 1800 1700±2 750
ШУ-7 ШУЗС-18 ШРВ-3 2000 1900±2 750
Габаритные, установочные размеры и масса щитов управления ШУ-3 и ШУ-7: В качестве преобразовательных трансформаторов применены сухие трансформаторы с естественным воздушным охлаждением. Сухой трансформатор более прост в эксплуатации, его можно расположить в непосредственной близости от УП, уменьшив за счет этого потери мощности в токопроводах. Габаритные размеры и масса трансформаторов приведены на рис. 9.

Таблица к рис. 9

Тип трансформатора Размеры, мм Масса, кг
L В Н
ТСЗП-1000/15ВУ3 1600 1200 2110 3320
ТСЗП-1600/15ВУ3 1850 1300 2730 5400
ТСЗП-2500/15ВУ3 2100 1350 3030 7500
ТСЗП-4000/20ВУ3 2300 1520 3410 11500
ТСЗП-6300/20ВУ3 2700 2000 3880 17500
ТСЗП-10000/20ВУ3 3000 2000/2160* 4380 2100

Примечания. 1. Трансформатор ТСЗП-1000/15ВУ3 без дверей и вместо катков - полозья.
2. В трансформаторе ТСЗП-10000/20ВУ3 шины отводов вентильных обмоток выведены на панель спереди трансформатора над дверями. Размер В* - с учетом вылета шин.

Габаритные размеры и масса трансформаторов серии ТСЗН: В качестве сопротивления самосинхронизации Rсс используются блоки резисторов типа СН, параметры и количество которых зависят от типа генератора. В комплект поставки систем самовозбуждения входят: установка преобразовательная УП (см. табл. 3) - 2 шт.; щит ввода возбуждения ШВВ (см. табл. 3); щит управления ШУ (см. табл. 3);
преобразовательный трансформатор ТСЗП (см. табл. 3); блок резисторов СН (см. табл. 3).

Таблица 3

Тип систем самовозбуждения Тип УП Тип ШВВ Тип ШУ Тип преобразовательного трансформатора Тип блока резисторов, количество

СТС-170-4300-2,5

УП-825-4300

 6-1 3-1 ТСЗП-2500/15В СН-28,2

СТС-190-4100-2,5

УП-825-4300

 6-1 3-1 ТСЗП-4000/20В СН-28,2

СТС-220-1200-2,5

УП-825-1600

 13 3-2 ТСЗП-1000/15В СН-16,2

СТС-250-1600-2,5

УП-825-2000

 14 3-2 ТСЗП-1600/15В СН-28,1

СТС-250-2100-2,5

УП-825-2500

 14 3-2 ТСЗП-1600/15В СН-28,2

СТС-300-1300-2,5

УП-825-1600

 13 3-2 ТСЗП-1000/15В СН-24,4

СТС-350-2000-2,5

УП-1000-2500

 14 3-2 ТСЗП-2500/15В СН-28,2

СТС-450-2900-2,5

УП-1200-3200

 8-1 3-1 ТСЗП-4000/20В СН-28,4

СТС-450-6000-2,5

УП-1000-6300

 10 3-1 ТСЗП-10000/20В СН-28,8

СТС-500-3500-2,5

УП-1200-4000

 6-1 3-1 ТСЗП-6300/20В СН-28,4

СТС-550-2250-2,5

УП-1200-3200

 8-1 3-1 ТСЗП-4000/20В СН-28,4

СТСГ-170-4300-2,5

УП-825-4300

 6-1 7 ТСЗП-2500/20В СН-28,2

СТСГ-220-1200-2,5

УП-825-1600

 13 17 ТСЗП-1000/15В СН-16,2

СТСГ-250-2100-2,5

УП-825-2500

 14 7 ТСЗП-1600/15В СН-28,2

СТСГ-300-1300-2,5

УП-825-1600

 13 7 ТСЗП-1000/15В СН-24,4

СТСГ = 350-2000-2,5

УП-1000-2500

 14 7 ТСЗП-2500/15В СН-28,2
Комплект поставки, по требованию заказчика, может быть изменен (исключена либо добавлена любая составная часть системы возбуждения).

Характеристики Электротехнического оборудования

Характеристики станков

Характеристики КПО

Характеристики импортного оборудования

Характеристики насосного оборудования

Марки стали и сплавов

Прочее оборудование
© Машинформ | Справочник содержания драгоценных металлов | mashinform@bk.ru