Балаковская АЭС электрооборудование - Работа и система управления выпрямителем ТППС-800

Работа и система управления выпрямителем

В трехфазной мостовой схеме одновременно работают два плеча: одно из катодной группы (2,4 или 6), другое из анодной группы (1,3 или 5), и нагрузка в любой момент времени присоединяется к двум фазам вторичной обмотки трансформатора. Отпирающие импульсы, подаваемые на плечи катодной группы сдвинуты на 180 электрических градусов (°) по отношению к импульсам для плеч анодной группы (плечи 1 и 4, 3 и 6,2 и 5). Поэтому никакие два импульса не совпадают по времени (иначе возможно "короткое" замыкание между фазами через плечи одной группы). Вместе с тем для того, чтобы появился ток в нагрузке, открываются два плеча в разных группах одновременно.
Одновременность открывания тиристоров анодной и катодной групп обеспечивается тем, что через 60° после основного управляющего импульса на каждое из плеч подается дополнительный управляющий импульс. Это необходимо для режима с углом управления плеч тиристоров более 60°, когда ток через каждое плечо прерывается, тиристоры плеча закрываются и нужно повторное открытие плеча.
Указанную логику работы плеч, а так же включение или отключение выпрямителя под нагрузкой или в аварийных режимах осуществляются подачей и снятием (с переводом в инверторный режим) управляющих импульсов тиристоров.
Управляющие импульсы подаются на тиристоры через цепи управления тиристорами от специальной системы управления. Система управления, регулирования и защиты состоит из следующих элементов:
БИ-22М - блок импульсов, обеспечивает формирование импульсов управления по принципу синхронной трёхканальной системы и их фазовое регулирование по вертикальному принципу;
БВ-09М - блок усилителей импульсов выпрямителя, осуществляет усиление импульсов, вырабатываемых блоком БИ-22М;
БД-02 - блок трансформаторов питания всей системы управления и датчиков синхронизации, осуществляет синхронизацию системы управления с сетью;
БР-23 - блок автоматического регулирования, формирует управляющее напряжение, поступающее на блок импульсов выпрямителя;
БК-27м² - блок контроля и защиты, предназначен для:
реализации алгоритмов включения и отключения выпрямителя в нормальных и аварийных режимах при работе защит;
контроля наличия импульсов управления силовых тиристоров;
ДТ1 и ДТ2- датчики тока, для выдачи информации о величине входного тока в систему регулирования и защиты;
МД-08- датчик напряжения, для выдачи информации о величине выходного напряжения в систему регулирования и защиты;
БП- блоки питания системы управления;
ПУ- пульт управления, для включения и отключения выпрямителя, управления режимами его работы с помощью имеющихся на ПУ средств управления, регулирования, индикации и измерения. Является лицевой панелью первого шкафа выпрямителя.

Режимы работы выпрямителя и его основные технические данные

В режиме подзаряда АБ и питания инверторов осуществляется стабилизация выходного напряжения (+2% при 220 В, +5% при 380 В). При этом выпрямитель получает питание от трансформаторов 6/0,23 кВ мощностью 400 кВА со схемой соединения "треугольник/звезда" с изолированной нейтралью.

Основные технические данные режима подзаряда

В режиме заряда АБ выпрямитель обеспечивает стабилизацию выходного тока с точностью +5% в диапазоне от 120 до 420 А. При этом выпрямитель получает питание от тех же трансформаторов, за исключением выпрямителей общеблочной и общестанционной систем, которые запитаны от трансформаторов 6кВ/380В мощностью 1000 кВА.

Основные технические данные режима заряда

Система управления получает питание (питание ШУ) напряжением —380 В со сборок 0,4 кв систем безопасности (второй категории надежности) для выпрямителей АБП этих с.б. и от сборок нормальной эксплуатации для выпрямителей общеблочного АБП и УВС.

Распределение питания ЩУ выпрямителей от сборок 0,4 кВ

Напряжение питания ШУ всегда синхронно с напряжением силовой цепи. При ошибочном создании несинхронности этих напряжений, выпрямитель работает в режиме постоянных качаний (от полного открытия тиристоров плеч до их закрытия и перехода в инверторный режим), опасном для нагрузки ЩПТ.
При исчезновении напряжения питающей сети выпрямитель отключается, а при повторном появлении напряжения он автоматически повторно включается (АПВ) в работу с выдержкой времени 60 сек после появления напряжения на его входе (силовом и/или ШУ).
Для предотвращения отключения выпрямителя в режиме стабилизации напряжения при КЗ в нагрузках он имеет токоограничение на уровне 800 А (регулирование выходного напряжения для не превышения выходным током величины 800 А). При КЗ в нагрузке, подключённой к шинам постоянного тока, выпрямитель начинает работать на вертикальном участке внешней характеристики (в режиме токоограничения) и продолжает работать на нём до отключения КЗ с последующим переходом в нормальный режим.

Ненормальные режимы работы и защиты от них

Повышение токов. Короткие замыкания для выпрямителя различаются на:
Внутренние КЗ возникают в результате выхода из строя (потери вентильных свойств) одного или нескольких плеч выпрямителя;
Внешние КЗ на ЩПТ или в его нагрузке.
Отклонения напряжений. Возможны понижение напряжений питания силовой схемы (по входу) и/или питания системы управления (ШУ), а так же повышение напряжения входа и/или напряжение выхода.
Выпрямитель имеет следующие защиты:
"Uсн"- на отключение выпрямителя при снижении напряжения собственных нужд (питания системы управления) до 310 В;
"Ucc"- на отключение выпрямителя при :
повышении напряжения силовой схемы на входе выпрямителя до 260 В или 440 В при входном питании 0,23 кВ или 0,38 кВ соответственно;
понижении напряжения силовой схемы на входе выпрямителя до 120 В или 190 В при входном питании 0,23 кВ или 0,38 кВ соответственно;
"Udmax"- на отключение по повышению напряжения на выходе выпрямителя (290 В в режиме подзаряда, 440 В в режиме заряда);
"Imax”- на отключение по аварийному току выхода (токовая отсечка) до 2200 А.
Процессы, протекающие в выпрямителе при его нормальном или аварийном отключении, т.к. выходная индуктивность L достаточно велика и ток выхода спадает до нуля медленно:
Выпрямитель переводится в режим инвертора ведомого сетью;
Энергия, накопленная в индуктивности, передаётся в сеть переменного тока; через 40 мс. подаётся в БИ-21М запрет на прохождение импульсов управления тиристорами.

Расположение органов управления и сигнализации, защиты выпрямителя ТППС-800

На лицевой панели управления выпрямителя установлены:
Вольтметры для измерения входного напряжения ~Uвх., выходного напряжения =Uвых., амперметр тока выхода =Iвых.;
Предохранители F5U-F8U для защиты цепей вольтметров Uвх и Uвых; Переключатель вольтметра Uлин. входного напряжения выпрямителя; Тумблер "1/0" включения импульсов управления;
Табло "220 В"-сигнализация о положении переключателя входного напряжения Q на 220 В;
Табло "380 В"-сигнализация о положении переключателя входного напряжения Q на 380 В;
Табло- сигнализация о включении импульсов управления; Табло- сигнализация об отключении импульсов управления;
Табло- сигнализация о выходе из строя предохранителей блоков силовых тиристоров;
Табло- сигнализация об аварийном отключении по току Imax при к. з. или перенапряжении на выходе.
В блоках питания БП04 и БП05 контроллера УУ16М имеются светодиоды для контроля выходных нестабилизированных напряжений блоков питания 10, 24 и 60 В.
Блок регулирования БР23 имеет следующие органы управления:
Тумблер "I/U" переключения режимов "заряд/подзаряд" (стабилизации тока выхода/стабилизация напряжения выхода);
Потенциометр "Uвых." регулирования выпрямленного напряжения в режиме "подзаряд";
Потенциометр "Iстаб." регулирования выпрямленного тока в режиме "заряд".
Блок БК27м² контроля и защит имеет следующие светодиоды сигнализации о работе защит "Uch", "Ucc", "Udmax", "Imax", а так же органы управления:
Потенциометр "Udmax" - настройка уставки защиты по превышению выходного напряжения;
Тумблер "220/380" - изменение уставки защиты "Ucc" при изменении питающего напряжения выпрямителя;
Кнопка "Сброс" - квитирование работы защит.
При нормальной работе выпрямителя осуществляется контроль по приборам и световой индикации на панелях и в блоках системы управления, по отсутствию вызывной сигнализации на БЩУ и УВС.
Снять сигнал от вызывной сигнализации на БЩУ выведенного из работы неисправного выпрямителя АБП можно лишь искусственно разорвав цепь сигнализации от него, вынув втычное реле сигнализации. На ТППС реле сигнализации установлено на лицевой панели в первом шкафу (контроллера).
При отключении неисправного выпрямителя.
снижается надёжность электроснабжения потребителей первой группы т.к. происходит разряд АБ и снижение напряжение на ЩПТ;
после разряда в течение времени до часа и более возможно такое снижение напряжения ЩПТ при котором питаемые инверторы уже не обеспечивают собственное выходное напряжение в пределах допустимого, оно становится ниже 323В междуфазных и происходит последовательное отключение инверторов.