Журавлев С. В., Коломиец Μ. М.
Выключатель нагрузки КАГ-24 (комплекс аппаратный генераторный) установлен в Тюменьэнерго в цепях генераторного напряжения семи генераторов ТВВ-800.
За время эксплуатации произошло несколько технологических нарушений в работе КАГ-24, среди которых следует отметить случай разрушения дугой токоведущих частей среднего полюса включенного выключателя при наборе нагрузки энергоблоком. Установлено, что одной из причин этого инцидента является загрязнение изоляции и контактов главного токоведущего контура среднего полюса выключателя из-за несовершенства системы принудительного по замкнутому циклу воздушного охлаждения (далее СПВО) токопроводов генераторного напряжения ТЭКН-24 со встроенными в них полюсами КАГ-24.
Рассмотрим работу СПВО. Технологическая схема этой системы достаточно проста и изображена на рисунке.
Вентиляционная установка состоит из одного рабочего и одного включающегося через систему АВР или вручную резервного дутьевых вентиляторов охлаждения токопроводов (ДВОТ-1, ДВОТ-2). Тип дутьевых вентиляторов ВДН-17, электроприводы-электродвигатели АО 3 - 35.5 - 6 мощностью 160 кВт. Нормально рабочий вентилятор включается автоматически или вручную при токе статора генератора выше 12,5 - 16 кА. На напорных воздуховодах за каждым вентилятором установлены поворотные клапаны ПКД-1 и ПКД-2 с дистанционно управляемыми при пуске ДВОТ-1 и ДВОТ-2 приводами. Для выравнивания расхода воздуха по фазам А и С предусмотрены дополнительные поворотные клапаны ПКР-3 и ПКР-4 с ручными приводами. По условиям обеспечения безопасного ремонта ДВОТ-1 и ДВОТ-2 на работающей вентиляционной установке перед каждым из вентиляторов смонтированы клапаны (ПКР-1, ПКР-2) с ручным приводом.
На входе потока горячего воздуха в ДВОТ-1 и ДВОТ-2 установлены действующий на сигнал температурный датчик (ТД) и теплообменник (ТО), выполняющий двойную функцию: либо охлаждает воздух, циркулирующий в СПВО, либо подогревает в режиме сушки изоляции КАГ-24 после длительной остановки энергоблока.
Узел подключения токопроводов к выводам генератора охлаждается другой автономной воздушной вентиляционной установкой по разомкнутому циклу с выбросом нагретого воздуха в машинный зал. Разделение воздушных потоков двух вентиляционных систем осуществлено посредством установки в ТЭКН-24 специальных проходных изоляторов П.
Достоинством принятых технических решений по организации СПВО является простота.
Однако в эксплуатации обнаружены следующие ее недостатки:
- Система выполнена из расчета ее абсолютной герметичности, чего на практике достичь невозможно. Типичные места разгерметизации:
узел стыковки трансформатора собственных нужд энергоблока с отпаечными токопроводами типа ТЭКН-24;
уплотнительные гильзы ТТ, встроенных в ТЭКН-24;
многочисленные резиновые уплотнения ТЭКН-24 и короба выводов 24 кВ блочного трансформатора;
уплотнение вала находящегося в резерве ДВОТ и др.
- Ввиду упомянутых в п.1 обстоятельств, а также вследствие наличия многочисленных аэродинамических сопротивлений (встроенные ТТ, ТН, элементы конструкции КАГ-24, повороты потоков воздуха на 180°, теплообменники, заземляющие ножи и др.) воздух из токопроводов крайних фаз А и С постоянно сбрасывается через неплотности в атмосферу, а токопровод средней фазы, находящийся под разряжением, подпитывается запыленным и, как правило, влажным воздухом, что подтверждается при простом осмотре: изоляция среднего полюса (фаза В) ТЭКН-24 и конструктивные элементы КАГ-24 загрязнены в большей мере, чем на крайних фазах. Кроме того, в зимних условиях наблюдается постепенное обледенение изоляторов ОФР-24 на участках ТЭКН-24, находящихся на открытом воздухе. Обледенение характерно для крайних фаз.
- Система не имеет устройств очистки воздуха от механических включений и пыли, средств контроля влажности циркулирующего воздуха и средств его подсушки.
- Система не имеет средств плавного автоматического регулирования температуры циркулирующего воздуха.
При включении в работу СПВО по факту повышения тока статора генератора до 12,5 - 16 кА происходит неравномерное охлаждение конструктивных элементов каждого полюса КАГ-24. Это приводит, на наш взгляд, к появлению перекосов в скользящих контактах и, в конечном счете, к изменению наладочных характеристик, которые снимаются при нормальных условиях.
- Отсутствует контроль гидравлической плотности теплообменников при работе энергоблока.
- Чтобы исключить конденсацию влаги после остановки энергоблока на время более 6 ч, требуется сушка стеклоэпоксидной изоляции КАГ-24. Для этого в течение 6 ч включается в работу СПВО с подачей на теплообменник сетевой воды с повышенной температурой.
Для повышения надежности работы КАГ-24 и СПВО в целом необходимо провести комплекс мероприятий по исключению перечисленных недостатков посредством выполнения следующих мероприятий.
При текущих ремонтах произвести целенаправленную работу по герметизации токопроводов, в том числе, отпаечных.
Модернизировать СПВО, исходя из следующих условий:
вся СПВО, в том числе и токопровод средней фазы, должны находиться под избыточным давлением. Для этого в зоне входа воздуха в ДВОТ необходимо смонтировать устройство компенсации утечек воздуха с подачей его через фильтры тонкой очистки;
в СПВО должна поддерживаться постоянная температура циркулирующего воздуха 40 ± 10°С.
Принципиальная схема охлаждения ГТП генератора ТВВ-800
Это можно осуществить посредством изменения регулируемого электропривода ДВОТ или посредством установки электрифицированных с автоматическим управлением задвижек на линиях подачи воды в ТО;
система должна иметь устройство осушки воздуха. Нормально это устройство должно находиться в работе и на работающем и на остановленном энергоблоке. При этом отпадает потребность в прогреве КАГ-24 при остановке блока на время более 6 ч.
Примерная схема реализации этого условия заключается в установке датчика контроля влажности на входе в КАГ-24 со стороны блочного трансформатора с выходом на АСУТП и далее на устройство осушки воздуха.
Проблема снижения влажности циркулирующего в ГТП воздуха может быть решена также посредством подключения к СПВО воздухоосушительной установки, например, СД-5000 (ООО “Турбомашины”, г. Санкт-Петербург), со следующими основными техническими данными: потребляемая мощность 17 кВт, расход воздуха 5000 м3/ч, при 100% влажности воздуха выделяется 1,3 л/сут воды.
