Система возбуждения генератора типа СБГД-6300-6МУЗ бесщеточная. В этой системе в качестве возбудителя используется синхронный генератор особой конструкции: его обмотка возбуждения расположена на неподвижном статоре, а обмотка трехфазного переменного тока расположена на вращающемся роторе. Обмотка возбуждения возбудителя получает питание от подвозбудителя индукторного типа, который возбуждается от постоянных магнитов.
Переменный ток вращающейся трехфазной обмотки якоря возбудителя выпрямляется с помощью тиристорного преобразователя и подается в обмотку возбуждения генератора.
Обмотка переменного тока возбудителя, тиристорный преобразователь и обмотка возбуждения генератора расположены на одном валу. Они вращаются с одинаковой скоростью и соединяются между собой жестким токопроводом без применения контактных колец и щеток.
Регулирование тока возбуждения генератора осуществляется блоком регулирования возбуждения (БРВ) (рис. 6.6.47), путем воздействия на обмотку возбуждения возбудителя и систему управления с помощью оптронных тиристоров.
6.6.47. Блок регулировки возбуждения
Для питания измерительных цепей системы возбуждения и автоматического регулирования напряжения предусматриваются трансформаторы тока с коэффициентом трансформации 800/5 и трансформатор напряжения с фазным напряжением вторичной обмотки 100 В.
Характеристики генератора и системы автоматического регулирования возбуждения обеспечивают надежное начальное возбуждение генератора без постороннего источника питания.
Развозбуждение генератора обеспечивается гашением поля возбудителя с блока индикации и регулировки напряжения (БИРД) или дистанционно.
Система возбуждения и автоматического регулирования напряжения обеспечивает: регулирование напряжения по астатической и статической характеристике с наклоном от 0 до 3% номинальной;
плавное изменение уставки напряжения в пределах + 5% от номинального значения с точностью 0,5% на любой нагрузке;
поддержание напряжения в установившемся тепловом состоянии с точностью 2% от среднерегулируемого, при изменении тока нагрузки от 0 до 100% номинального значения с коэффициентом мощности от 0,6 до 1 (при отстающем токе) и статизме регуляторной характеристики дизеля не более 4%; нестабильность напряжения при любой установившейся нагрузке не более 1%;
тепловой увод напряжения в процессе прогрева в номинальном режиме не более 1% от установленного в начале режима;
запуск асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором мощностью до 30% номинальной мощности генератора.
Синхронизация генератора
Особенности дистанционного управления дизель-генераторами с панелей БЩУ и РЩУ
На панели каждой системы безопасности ΗΥ19,21,23 БЩУ и HR 01, 03, 05 РЩУ установлены два ключа управления выключателями для нормального питания секций систем безопасности BV(BW,BX) от секций нормальной эксплуатации (BA, ВВ, ВС) 6,3 кВ и по одному ключу для комплексного управления дизель-генератором.
Индикация ламп на ключе комплексного управления дизель-генератором показывает положение генераторного выключателя ДГ, а сам он воздействует не на выключатель, а на схему управления дизель-генератором.
При повороте этого ключа на запуск, сигнал поступает в шкаф УКТС СП соответствующей системы безопасности, где идет через БУД на БКЛ, далее с БКЛ сигнал на включение ДГ поступает в шкаф управления дизелем, расположенный непосредственно на РДЭС. В шкафу управления дизелем (ШУД) срабатывает реле команды "ПУСК". При этом будет производиться запуск, и разворот дизеля как описано в разделе "АВТОМАТИЧЕСКИЙ ПУСК СТАНЦИИ" данного пособия. Команда же на включение выключателя ДГ формируется в цепях автоматики ДГ. Как уже указывалось, для включения выключателя ДГ на секцию системы безопасности необходимо одновременное выполнение трех разных условий:
частота вращения ДГ не менее 750 об/мин; напряжение на шинах генератора не менее 0,9511ном; хотя бы один секционный выключатель отключен.
Таким образом, если во время нормальной эксплуатации энергоблока просто повернуть ключ управления ДГ (GV, GW, GX) на запуск, то пройдет команда на пуск дизеля. После набора дизелем 750 об/мин напряжение на шинах генератора будет более 0,9511ном, но поскольку секция системы безопасности (BV, BW, ВХ) не отключена от секции нормальной эксплуатации, то выключатель ДГ не включится на секцию СБ, и дизель-генератор пойдет на нормальный останов. После прохождения положенных по программе нормального останова прокачек и прокруток ДГ станет в "ДЕЖУРСТВО".
Этим же ключом также дается команда на остановку дизель-генератора. При этом срабатывает реле команды "Стоп" в ШУД, которое своими контактами запускает программу нормальной остановки ДГ, а также без выдержки времени дает команду на отключение выключателя ДГ.
Работа ДГ в параллель с сетью
При нахождении ДГ в режиме "ДЕЖУРСТВО" работа ДГ в параллель с сетью невозможна, так как для включения генераторного выключателя на секцию в этом случае необходимо совпадение трех условий:
отключен хотя бы один секционный выключатель; обороты дизеля больше 750 об/мин; напряжение на шинах генератора более 0,9511ном.
Однако ежегодно после проведения текущего ремонта дизеля имеется необходимость в опробовании ДГ без срабатывания ПСП и его проверке на полной нагрузке (так называемый "прожиг"). Прожиг дизеля необходим в связи с тем, что при проведении плановых опробований 1-ой программы ступенчатого пуска нагрузка на ДГ невысока (порядка 2 мВт), что соответствует низкой температуре выпускных газов перед турбиной (около 200°С). При температуре же выпускных газов перед турбиной в интервале 200 - 270°С (что соответствует низкой нагрузке ДГ) может происходить неполное сгорание частиц масла и дизельного топлива, постепенное их накопление в газовыхлопном тракте и газовой турбине турбокомпрессора, закоксовывание газовой турбины.
Согласно ИЭ закоксовывание турбины внешне проявляется в повышении температуры выпускных газов при стабильной нагрузке и снижении разряжения на всасывании компрессора.
Как следствие этого закоксовывания возможен последующий "помпаж" турбокомпрессора и отказ в работе дизеля. Для исключения такого отказа необходимо как можно меньше эксплуатировать дизель на малой нагрузке и периодически опробовать его на полную нагрузку.
При полной нагрузке температура выпускных газов перед турбиной достигает 370- 400°С, что вызывает "прожиг" скопившихся недогоревших частиц. Дизель должен держаться в этом режиме пока температура выпускных газов не упадет на 30-40°С. Проверка работы станции под нагрузкой может производится включением ДГ на параллельную работу с внешнею сетью методом ручной точной синхронизации. На Балаковской АЭС включение ДГ на параллельную работу с сетью предусмотрено только вручную со шкафа управления генератором (ШУГ). Включение ДГ на параллельную работу с сетью может выполняться только по утвержденной программе, и с обязательным выводом из работы аппаратуры и шкафов УКТС ступенчатого пуска (т.к. включение на секцию генераторного выключателя РДЭС является входным условием для начала ступенчатого включения механизмов СБ).
6.6.48. Приборы колонки синхронизации
При точной синхронизации генератор включается в сеть возбужденным.
Оптимальными условиями для точной синхронизации являются:
равенство амплитуд напряжений подключаемого генератора и сети; совпадение фаз этих напряжений;
равенство частот генератора и сети.
Равенство амплитуд напряжений и частот контролируется по вольтметру и частотомеру, а сдвиг фаз напряжений синхронизируемого генератора и внешней сети с помощью синхроноскопа - установленных на шкафу ШУГ (рис. 6.6.48).
Изменение частоты вращения дизеля, при выполнении синхронизации ДГ с внешней сетью, выполняется ключом управления со шкафа ШУГ. Этот ключ, через установленный на регуляторе скорости ДГ двигатель постоянного тока, производит изменение поддерживаемого регулятором значения скорости вращения ДГ. Для блокировки от несинхронных включений установлено реле контроля наличия напряжение сети и угла сдвига фаз напряжения сети и синхронизируемого генератора. При расхождении векторов синхронизируемых напряжений или уменьшении одного из них на величину уставки - реле срабатывает и запрещает включение генераторного выключателя.
6.6.49. Распределительное устройство КТПСН РДЭС
Включение генераторного выключателя производится кнопкой, установленной на ШУГ.
Для включения ДГ на параллельную работу с сетью необходимо:
ключ выбора режима на ШУГ, имеющего две позиции, переместить из положения "ДЕЖУРСТВО" в положение "ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА С СЕТЬЮ"; запустить дизель со шкафа управления дизелем (ШУД);
используя ключ ручной синхронизации на ШУГ, добиться равенства частот ДГ и внешней сети;
с помощью кнопки, установленной на ШУГ, включить выключатель ДГ, при подходе стрелки синхроноскопа к черному верхнему сектору.
Далее необходимо нагрузить ДГ до номинальной нагрузки ключом управления со шкафа ШУГ.
