Тұрақты ток қоздырғышы бар электр машиналарының қоздыру жүйелері
5
6
7
8
Аңдатпа
Дипломдық жобада гидрогенератордың электромеханикалық қоздыру
жүйесін жаңғырту қарастырылды.
Жұмыста басқарылатын тиристорлы түзеткіш арқылы статикалық
қоздыру жүйесі есептелінді. Есеп бойынша сериялы қоздыру жүйесі
таңдалды. Matlab бағдарламасы бойынша жүйе жұмысы анықталды.
Еңбек қорғау бөлігі және экономика бөлігі қарастырылды.
9
Аннотация
В диплолном проекте рассматривается вопрос модернизаций
электромеханической системы возбуждения гидрогенератора.
В проекте произведена расчеты статической системы возбуждения на
основе тиристорного управляемого выпрямителя. На основе расчетов,
выбрана серийно выпускаемая система возбуждения. Произведено
исследовании работы системы на модели в программной среде Matlab.
Также расмотрены вопросы экономическая часть и безопасность
жизнедеятельности.
10
Annotation
In this thesis was chosen new hydrogenerator's excication system.
Was calculated static excication system on tiristor's base. Was chosen serial
equipment of the excication system.
System's work was modeled by Matlab
program.
Also considered health and safety and ecology sections.
11
Мазмұны
Кіріспе
9
1
Гидрогенераторлардың қоздыру жүйесі
1.1Статистикалық қоздыру жүйесінің қолданыстағы
11
сұлбаларын талдау
1.2 Қолданыстағы электрмеханикалық қоздыру жүйесін
тиристорлы қоздыру жүйесіне алмастыру мүмкіндігін негіздеу
2. Қоздыру жүйесінің электрлік сұлбасының параметрлерін
анықтау
2.1 Трансформатор және түзеткіштің күштік сұлбаның
тиристорларының есептелуі
2.2 Түзеткіштерді басқару және олардың сыртқы сипаттамалары
2.3 Тежелу қондырғысының параметрлерін есептеу және
сұлбасының элементтерін таңдау (ТҚ)
3 Қоздыру жүйесін компьютерлік модельдеу
3.1 Matlab бағдарламасында модельді сипаттау және қайта
өңдеу
4 Өміртіршілік қауіпсіздігі
4.1 Су электр станцияларын пайдалануда қоршаған ортаға
әсерін бағалау
4.2 Қорғаныстық жерге қосу есебі
4.3 Станцияда өрттің алдын алу бойынша жүргізілетін шаралар.
5 Экономикалық бөлім
5.1 Капитал салымдары
5.2Жобаның жылдық пайдалану шығындар
5.3 Қауiп-қатердi бағалау және сақтандыру
5.4 Инвестициялық жоспар
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер
12
15
21
32
32
35
37
45
45
48
48
51
55
59
61
62
63
63
69
70
Кіріспе
Бүгінгі таңда электр энергетикадағы ең басты мәселенің бірі - электр
энергиясының жетіспеушілігі. Ал энергия тұтыну көрсеткіші күннен күнге
артып келеді. Бұл тұрғыда, дәстүрлі энергия көздерінің тапшылығы және
табиғи отын түрінің (мұнай, газ көмір және т.б,) азаюы алаңдатарлық
жағдай болып отыр.
Осы және өзгеде қиындықтарды шешу мақсатында соңғы кездері
дәстүрлі емес, яғни қайта жаңғыртылған энергия көздерін игеру қолға алына
бастады.
Гидроэнергетика қайта жаңғыртылған энергия көзінің бір түрі.
Гидроэнергетиканың негізгі құралымы ол - су электр станциялар.
Су электр станциялары судың ағындық энергиясын электр энергиясына
түрлендіретін үлкен инженерлік құралым. Су электр станциясы, қажетті ағын
күшін және концентрациялық ағысты түрлендіретін, гидротехникалық
құралымдардан және судың ағындық энергиясын электр энергиясына
түрлендіретін, электрлік құралымдардан тұрады.
Қазақстан Республикасының президенті Н. Назарбаев Казахстан-
2050 жолдауында алға қойған мақсаттардың бірі: 2050 жылға дейін
Қазақстан өндіріс саласындағы барлық қондырғыларын және құрылғыларын
әлемдік соңғы стандарттар бойынша қайта жаңалауы керек.
Әрине бұл ретте, ең маңызды жағдай - ол еліміздің электр
энергетикалық біріккен жүйесі. Сонымен қатар президенттің тапсырмасы
бойыша, аталмыш уақытқа дейін еліміздегі барлық электр станциялардың
құрылымы мен электротехникалық жағдайыны жаңа талаптарға сай
орындалуы керек.
Қондырғылар мен құрылғыларды жаңалау - ол елдің ертеңгі
энергетикалық тұрақтылығы мен сенімділгінің және жаңа тұтынушыларды
қастамассыз ету кепілі.
Энегеикалық біріккен жүйенің жаңғыртылуы болашақта еліміздегі
электр энергия тұтыну деңгейінің сенімділігң мен тұрақтылығын
қамтамассыз етеді.
Қазақстан аумағында су электр станциялары көптеп кездеседі. Мысал
ретінде Алматы облысындағы, Үлен және Кіші Алматинка өзендері бойында
орналасқан, аз қуаттағы су электр станциялары және үлкен Алматы каскадын
айтуға болады.
Адматы облысында электрмен жабдықтауды қамтамассыз ету
мақсатында кіші СЭС-ын салу жоспары 1920 жылдан бері өңделіп келеді,
бірақ Ұлы Отан соғысына дейінгі уақытта аталмыш жоспар орындалмаған
болатын. Соғыс басталғаннан кейін қосымша өндіріс тұтынушыларды электр
энергиясымен қамтамассыз ету керек болды. Осы қажеттілікті орындау
мақсатында 1942 жылы жалпы жоба құрастырылып, 1943 жылы сәуірде
жалпы СЭС каскадын салу жұмыстары басталған болатын.
13
СЭС-ын салу Гидропроект институтының ленинградтық бөлімі
арқылы орындалды. Ал жалпы СЭС-ын салу процесі қала тұрғындарының,
әскери қызметкерлердің, әскери тұтқындардың көмегімен және өте күрделі
жағдайларда орындалған болатын.
1941 жылдың сәуірінде бірінші ГЭС-тің № 11 каскады және осы
жылдың 5 мен 17 кыркүйегінде СЭС № 5 және СЭС № 9 каскадтары іске
қосылды. 1944 жылы СЭС № 6 және СЭС № 7 құрылыс жұмыстары
басталған болатын және 1946 жылы құрылыс өз мәресіне жетті. 1948 жылы
наурызда СЭС № 8 салынып жалпы бірінші каскадтың құрылыс жұмыстары
аяқталған болатын. Үлкен қуаттағы СЭС комплекстері (Жоғары-Алматылық
және СЭС № 2) 1953 жылдың қазанында және 1959 жылдың маусымында
жалпы энергожүйеге қосылған болатын. Сәйкесінше 1954 жылы СЭС № 8а
іске қосылды.
Соңғы жылдарда энергетика саласында жаңа технология құрылымдары
жасалды. Станциядағы технологиялық процесті реттеу және жаңа талаптарға
сай өңдеу мақсатында жоғарыда айтылған СЭС-дағы тозығы жеткен
қондырғыларды жаңа технлогиялық құрылыммен алмастырды.
Гидрогенератордағы ең негізгі құралымның бірі ол - оның қоздыру
жүйесі. Ұзақ жылғы тоқтаусыз жұмыстың нәтижесінде аталмыш құрылым
физикалық және жалпы құрылымдық жағдайда өте тозған. Сол себептен мен
дипломдық жобамда осы типтес құрылымдарды жаңа статистикалық
тиристорлы қоздыру жүйесімен алмастыру жобасын келтіргім келеді.
Дипломдық жобамдағы басты мақсат - су электр станциясындағы негізгі
құрылымдарды жаңа статистикалық тиристорлы жүйемен алмастыра
отырып, салыстырмалы түрде артықшылықтарын көрсету.
СЭС-дағы табиғи отынның болмауы олардағы өзіндік құнның төмен
екендігін көрсетеді. Ал бұл жағдай тұтынушылар мен энергия сатып
алушылар үшін өте ыңғайлы әрі тиімді болып отыр. Бірақ станцияны
құрастырушылар үшін тиімдсіз, себебі 1 квт энергияның құны аз болғанымен
оны өндіруге қажетті құрылым және қондырғылар айтарлықтай үлкен қаржы
салымдар мен жауапкершілікті қажет етеді.
14
1 Гидрогенераторлардың қоздыру жүйесі
Су электр станциялары (СЭС) энергия көзі ретінде судың ағыстық
энергиясын қолданатын электр станция түрі. Негізінде су электр
станцияларын өзендердің, плотиналық құрылым мен су қоймаларының
жанына салады.
СЭС-ның қалыпты және тиімді электр энергиясын түрлендіруі үшін ең
негізгі екі фактор қажет. Олар жыл бойындағы тоқтаусыз және керек
көлемдегі сумен қамтылуы және су құрылымын қамтамассыз ететін ағыс
жолының болу керек.
Су электр станциясының жұмыс істеу принципі өте қарапайым.
Гидротехникалық қондырғылар тізбегі су ағысының қалыпты болуын
қамтамассыз етеді. Қатты ағысты су гидротурбинаның қалақшаларына келіп
түседі, сол арқылы ол гидротурбинамен бір валда орналасқан электр
генераторын қозғалысқа алып келеді. Нәтижесінде электр генераторының
айнауы арқылы электр энергиясы өндіріледі.
Қалыпты ағыстағы су, сәйкесінше, су электр станциясының жанында
салынған платиналарға, өзеннің белгілі аумақтағы ағып өту жолына да
байланысты немесе табиғи су деривациясының құралымына байланысты
өзгеріп отырады. Кейбір электр станцияларда керек ағыс күшін алу үшін
плотиналарды да және деривацияны да қолданады.
Су электр станциясының электрлік қондырғылары станцияның ішкі
ғимаратында орналасады және станцияның қолдануына байланысты бірнеше
бөліктерден тұрады. Машина залында сәйкес қуатқа байланысты бірнеше
гидрогенераторлар орналасады. Олар тікелей су ағысының күшін электр
энериясына түрлендіретін негізгі инженерлік қондырғы. Сонымен қатар
электр станцияның басқа бөліктерінде станция жұмысын реттейтін және
басқаратын реттеуші қондырғылар жүйесі орналасады. Трансформаторлар
мен тарату құрылғылар келесі бөлікте жұмыс істейді.
Су электр станциялары өндіретін электр энергиясына байланысты
келесідегідей топтардан тұрады:
қуатты су электр станциялары 25 МВт-тан жоғары;
орташа қуатты су электр станциялары 25 МВт-қа дейін;
аз қуаттағы су электр станциялары 5МВт-қа дейін электр энергиясын
өндіреді.
Су электр станцияның қуаты су ағысының күшіне, су пайдалану
шығынына байланысты және қонданып отырған турбина мен генератордың
пайдалы әсер коэффициентіне байланысты. Табиғи факторларға, мезгіл
өзгеруіне байланысты және басқада себептердің салдарынан су ағысы мен
көлемі өзгеретіндіктен су электр станциясының қалыпты қуаты ретінде оның
циклдік қуатын алу керек. Мысалы жылдық, айлық, апталық және тәуліктік
су электр станциясының жұмыс істеу принцпі.
15
1.1сурет - Cу электр станциясының планинасының сұлбасы.
Су ағысының күшіне байланысты электр станцияда турбинаның әр түрлі
түрі қолданылады. Жоғарғы ағыс күші үшін металды оймақ камералары бар
радиал ості және турбиналар қолданылады.
Орта қуатты су электр станцияларда айналмалы қоршамасы бар және
радиал ості турбиналар қолданылады.
Ал аз қуатты су электр станцияларында айналмалы қоршамасы бар
турбиналар темір бетонды камераларда орналасады. Жоғарыда айтылған
турбина түрлерінің барлығы бір принципте жұмыс істейді: жоғары қысымға
ие су турбина қалақшаларына келеді, оның әсерінен қалақшалар айнала
қозғала бастайды. Осы арқылы қалақшалардың механикалық энергиясы
электр энергиясына түрленеді.
Электр энергияны тұтыну көрсеткішіне байланысты су электр
станциясындағы генераторларды іске қосуға және керісінше өшіруге болады.
Ал бұл процесті орындау үшін генераторлардың қоздыру жүйесінің
құрылымын жақсы білу керек.
Қоздыру
жүйесі синхронды генераторлардың келесі режимдегі
жұмысын қамтамассыз етеді:
- бастапқы қоздыруды;
- бос жүріс режимін;
- нақты синхронизация немесе өзідігінен синхронизациялау арқылы
желіге қосылу;
16
- генератордың жұмысын ескере отырып энергожүйемен бірге қоса
алатын жүктемені қамтамассыз ету;
- белгіленген ток және кернеу көрсеткіштері бойынша қоздырудың
форсировкасын реттеу;
- cosα=1 мәнге дейін реактивті қуатты жүктеу;
- энергожүйедегі ақауларға қарамастан қайта қоздыру;
- қалыпты тоқтау кезінде және апаттық режимде генератордағы асқын
өрісті сөндіру;
- аргераттардың электрлік тоқтауын қамтамассыз ету;
Қоздыру жүйелері синхронды машинардағы тұрақты токты қоздыру
орамаларын қоректендіру үшін және қоздыру тогын реттеу үшін қажет.
Қоздыру жүйесін қоздыру орамдарының шығысындағы номиналды
кернеу
және қоздыру орамдарының номиналды токтары арқылы
сипаттауға болады. Жоғарыда айтылған шамалар электр машинаның
қалыпты номиналды жұмысын қамтамассыз етеді. Қоздыру жүйесінің
номиналды қуаты
, ол көп жағдайда жалпы машинаны
номиналды қуатының 0,2-0,6% құрайды. Ал қоздыру жүйесінің
форсировкалық қасиеті қоздыру жүйесінің энергожүйедегі апаттық жағдайды
тез сезіп оны алдын алу процесін және қажет жағдайда сөніп, қосылу
жағдайын айтады.
Қоздырудың номиналды кернеуін қоздырудың қуаты және генератор
щеткасындағы мүмкін болатын жинақтық ток мәндері арқылы табуға болады.
Немесе қоздырғыштардың қалыпты жұмыс істейтін кернеу көрсеткішін алуға
болады және т.б.. Қазіргі генераторлардың номиналды қоздыру кернеуі 80-
6000 - ты құрайды.
Төменгі шектік қуаты бірнеше мегаватт болатын генераторларда және
жоғарғы шектік қуатты генарторлар көрсеткішінде келтіріледі. Қоздырудың
номиналды тоғы да генератордың қуатына тікелей байланысты.
Қуаты үлкен емес генераторларда қоздыру тоғының мәні бірнеше мың
амперді құрайды, ал қуаты 200 МВт жоғары генераторларда ол мән 2000-
8000А дейін жетеді. Кернеу бойынша форсировка дегеніміз қоздырғыштағы
орныққан ең үлкен кернеу көрсеткішінің
қоздырғыштың номиналды
кернеуіне
қатынасын көрсететін шаманы айтады. Ал ток мәні бойынша
форсировка дегеніміз қоздырудың ең үлкен жіберілім тогының қоздырудың
номиналды тогына
қатынасын көрсететін шаманы айтамыз.
Кернеу форсировкасы кезіндегі қоздыру жүйесінің тез жауап беру
қасиеті, энергожүйедегі апаттық жағдай кезінде 1с қоздырғыштың кернеу
мәнінің өсу жылдамдығымен сипатталады. Бұл шама төмендегі фомула
бойынша анықталады:
.
17
(1.1)
мұнда
- қоздырғыштың шектік кернеу мәні (электр машинаның
қоздырғыштары үшін
);
- қоздырғыштың кернеу мәні
дейінгі шамаға көтерілуге кеткен уақыт;
Қоздыру жүйесі
қисығы арқылы өрнектеледі. Бұл қисық басқа
жүйелерде экспонента түрінде келтірілуі мүмкін:
(1.2)
exp
,
тең болатын уақыт.
Қоздыру кернеуінің қалыпты көтерілу уақыты
қоздырғыштың
параметрлері арқылы анықталады: форсировка көрсеткіші және қоздыруды
автоматты реттеудің тез әрекетінің көрсеткіші арқылы. Сонымен қатар
электр машинаның қоздыру жүйесі және қоздырғыштың айналу жиілігінің
шамасы арқылы сипатталады. Кернеудің өсу шамасы ұлғайған сайын,
қоздыру өрісі өседі, сәйкесінше уақыт тұрақтысы
мәні азаяды.
Синхронды машиналардың қоздыру жүйесіне үлкен талаптар қойылады.
Олар төмендегі талаптарды орындауы керек: қалыпты және апаттық режим
кезінде қоздыру орамаларын тұрақты және сенімді қорек көзімен
қамтамассыз етуі керек; генератор жүктемесінің мәні нөлден номиналды
мәнге жеткенге дейінгі аралықта қоздыру тогын тұрақты реттеуді
қамтамассыз етуі керек; апаттық режимнен кейін белгілі уақытта қоздыру
деңгейін ең жоғарғы мәніне дейін көтеруі керек.
Сонымен қатар ол сәйкесінше тез орындалу керек және кернеу бойынша
форсировка көрсеткіші 2,0-ден 0 (көп жағдайда 3-4 және одан жоғары
болады) аз болмауы керек.
Кернеу бойынша форсировка көрсеткіші және сәйкесінше
қоздырғыштың шектік кернеу мәні ротор орамасының оқшаулағыш кернеу
мәнінен аспауы керек. Олай болмаған жағдайда қондырғыда үлкен көлемдегі
апатқа алып келеді. Қоздырғыштың шектік ток мәні және осы ток мәнімен
жұмыс істеу ұзақтығы ротордың қызу деңгейі мен салқындату жүйесінің
типіне байланысты.
Қоздыру кернеуінің өсу жылдамдығы 2-1с кем болмауы керек, ал
жоғары талаптар қойылған генераторларда бұл шама 7-9 1с және одан да
жоғары болуы керек.
Синхронды машинаның қоздыру жүйесінің қорек көзіне байланысты,
қоздыру жүйелерітөмендегі үш негізгі топтарға жіктеледі:
1) қорек көзі тұрақта ток генераторы (қоздырғыш) болатын қоздыру
жүйесі;
2) қорек көзі айнымалы ток генераторы (қоздырғыш) болатын қоздыру
жүйесі; мұндай генератордағы айнымалы ток түрлендіргіштердің немесе
басөарусыз түзеткіштердің көмегімен тұрақты токқа түрленеді; бұл энергия
18
жартылай өткізгішті түзеткіштер көмегімен немесе арнайы
трансформаторлардың көмегімен түрленеді.
Бірінші топтағы қоздыру жүйесі қоздырушы машианың кернеуіне
байланысты емес, егер қоздырғыш электр қозғалтқышы арқылы немесе валға
байлнысты айналымға келтірілсе, онда екінші жүйе де тәуесіз болады, ал
үшіншісі қоздырғыш машинаға тікелей тәуелді болады.
Генераторлардың қалыпты жұмысын қамтамассыз ету үшін келесі
түрдегі қоздыру жүйесінің түрлері келтірілген:
1. тұрақты ток қоздырғышы бар электр машинаның қоздыру жүйелері;
2. жоғарғы жиіліктегі қоздырғышы бар және қозғалмайтын жартылай
өткізгішті түзеткіші бар қоздыру жүйесі;
3. жиілігі 50 Гц болатын қоздырғышы бар және статистикалық түзеткіші
(тәуелсіз қоздырғышты статистикалық тиристорлы жүйе) бар қоздыру
жүйесі;
4. жиілігі 50 Гц болатын қоздырғышы бар және айналмалы түзеткіші бар
қоздыру жүйесі;
5. статистикалық түзеткіші бар қоздыру жүйесі.
1.1.
Статистикалық
қоздыру
жүйесінің
қолданыстағы
сұлбаларын талдау.
Тұрақты ток қоздырғышы бар электр машиналарының қоздыру
жүйелері. Бұл жағдайда қоздырғыш ретінде тұрақты ток генераторы
қолданылады. Ол сәйкесінше, қоректену орамаларының қоздыру
сұлбаларына байланысты не тек өзіндігінен қоздыру сұлбалары арқылы не
тек тәуелсіз қоздыру сұлбалары (сурет 1.1.1) арқылы орындалады. Соңғы
нұсқада екінші тұрақты ток машиналары, яғни қайта қоздырғыштар
қолданылады. Синхронды генераторларды қоздыру үшін, өздігінен қоздыру
жүйесі бар қоздырғышты сұлбалар қолданылады. Себебі бұл сұлбалардың
тиімділігі мен сенімділігі өте жоғары. Генератордың қоздыру тогын реттеу
қоздырғыштың тогын автоматты қоздыруды реттеу арқылы бақылауға
болады.
19
GE-қозыдырғыш, LE-генератордың қоздыру орамы, LE-қоздырғыштың
қоздыру орамасы, RR-шунттық реостат, APB-қоздырудың автоматты
реттегіші, R-разрядты кедергі.
1.2 сурет - Тұрақты ток генераторы бар электр машинаның қоздыру
жүйесі
Қоздырғыш қоздырушы машинамен бір валда орналасқан электр
машинаның қоздыру жүйесін тікелей деп, ал қоздыру жетегі электр
қозғалтқышынан болатын электр машинаның қоздыру жүйесі жанама
қоздыру жүйесі деп аталады.
Тікелей қоздыруда қоздырғыш тек генератор валы арқылы айналымға
келеді. Мұндай қоздыру жүйесі бір қатар артықшылықтарға ие: турбина
агрегатының үлкен инерциясына негізделе отырып, қоздырғы штың айналу
жиілігінің генарторлық қысқа тұйықталу болған кезде өзеріссіз қалады.
Жалпы жүйе бірнеше құрылымдар тізбегінен тұрады және сол үшін айтарлық
сенімді және өзіндік құны төмен. Бірақ қоздырғышты жөндеу жұмыстар мен
ревиция тек генератор өшірулі түрде болғанда ғана жасалады. Сенімді
коммутация және механикалық бір реттілікті есерсек айналу жиілігі 750
айнмин болатын тұрақты токты электр машиналарының қуаты шамамен
2500- 3600 кВт болады. Ал айналу жиілігі 3000 айнмин болса, 300 -500 кВт
дейін төмендейді бұл қуаты 110 -160 МВт болатын генарторлардың қоздыру
жүйесімен бірдей.
Ақырын жүретін қоздырғыштардың шектік қуаты қоздырғыштыі көлемі
мен кернеу өсу жылдамдығы арқылы шектеледі.
Жоғарыда айтылған талаптарға байланысты ақырын жүретін
генераторлық қоздырғыштарға бір валмен біріктіру арқылы қуатты
қоздырғыш жасау мүмкән емес. Сол себептен электр машиналық қоздыру
жүйесі тек орташа қуатты турбо және гидрогенераторларда қолданылады.
20
Тұрақты ток қоздырғышы бар электр машинаның қоздыру жүйесі:
а - тәуелсіз тікелей қоздыру; б - тәуелсіз жанама қоздыру; в - тәуелді
жанама қоздыру; М - қозғалтқыш; GA - қосымша генератор; Y - біріктіруші
муфта.
Жанама қоздыру кезінде қоздырғыш, қосымша генераторға тікелей
қосылған немесе қоздырғышпен ортақ бір валда біріккен (сурет 3.2, б), не
болмаса жоғарғы шиналық жүйемен қосылған, қозғалтқыш арқылы
айналымға келтіріледі.
Бірінші жүйені көп жағдайда тәуелсіз қоздыру жүйесі, ал екінші жүйені
тәуелді қоздыру жүйесі деп атайды. Қозғалтқыштың жеке орналасуы, белгілі
қуат пен көлемге лайықты, қоздырғыштың радионалды айналу жиілігін
реттеуге мүмкіндік береді. Бірақ мұндай қоздыру жүйесі тікелей қоздыру
жүйесінен айтарлықтай қте күрделі, сол себептен сенімділігі де төмен, ал
жоғарғы кернеуі шиналарға қосылған түрі ішкі жүйедегі барлық кернеу
өзгерістеріне сезімтал болып келеді. Жүйедегі аз уақытты кернеу төмендеуі
кезінде, айналу жиілігін реттеу үшін қоздырғыштың кернеу мәнін,
қозғалтқышты механикалық бағылау арқылы, реттеуге болады.
Жанама тәуелсіз қоздыру жүйесі көп жағдайда тек аз қуатты тыныш
жүретін генераторларда қолданылады, ал тәуелді маховигі бар жанама
қоздыру жүйесі синхронды компенсаторларда, генератордың арнайы
түрлерінде және қосымша резервті генератордың қоздыру жүйелерінде
қолданылады.
Тұрақты ток қоздырғышы бар электр машинаның қоздыру жүйесі,
сәйкесінше тұрақты уақыт шамамсымен Те (0,3 - 0,6 с), бірнеше шектік
кернеу мәнімен (2Ufном -дан көп емес) және қоздыру жылдамдығының
мәндері арқылы сипатталады. Жоғарыда айтылған кемшіліктерді, бүгінгі
күнде жаңа талапты жүйелермен ауыстырып жатыр. Ол өзгерістер төменде
келтірілген.
Айнымалы токты және жартылай өткізгішті түзеткіші бар қоздыру
жүйесі деп айналу жиілігі өте жоғары және қозғалмайтын жартылай
өткізгішті түзеткіші бар қоздыру жүйесін айтады. Мұндай жүйелерді көп
жаңдайда жоғары жиілікті деп атайды , себебі қоздырғыштың көлемін
азайту үшін және айнымалы токты қоздырғыштың магниттік күшейткіштер
жүйесін реттеу үшін жоғары жиілікті болатындай етіп жасайды (көп
жағдайда 500 Гц). Жоғары жиілікті жүйе (сурет 3.3) қуаты 1 60 - 320 МВт
болатын турбогенераторлардың көбінде орналасқан. Сол себептен
ғалымдардың ұсынуы бойынша болашақта осы жүйені басқа тез сезгіш
жүйемен алмастыру иделясы тұр.
Айналу жиілігі 50 Гц болатын қоздырғыш пен статистикалық түзеткіші
(тәуелсіз қоздырудың статисикалық тиристорлы жүйесі) бар қоздыру жүйесі.
Қоздыру жүйесінің бұл түрінде (сурет 1.1.2.) статистикалық
түзеткіштердің бір тобы жиілігі 50 Гц болатын қоздырғыштың айнымалы
тогын тұрақты токқа түзетеді.
21
Бұл жүйеде қоздырғыш ретінде, қоздырылатын генератормен (тәуелсіз
қоздыру) бір айналу валында орналасқан синхронды генератор
қолданылады. Статистикалық түзету қондырғысы басқарылатын жартылай
өткізгішті кремниден тұратын түзеткіш-тиристорлардан тұрады.
Егер қоздыру кернеуінің ең жоғарғы мәні керек болса (мысалы
2Ufном), тек бір топты тиристорларды қолдануға болады. Ал кернеу шегі өте
жоғары жүйелерде (2Ufном көп) ток коммутациясынн кейін бір тиристорлы
топта қалыпты мән болғанымен екінші тиристорлы вентильді топта кернеу
мәні бойынша үлкен айырмашылық болады. Мұндай жағдай әрине жүйедегі
ауытқудың болуын алдын ала алмайды.
AVD1- жұмыс және форсировка тобының шұраларының баскарма
жүйесін қоректендіретін ТА1 - трансформаторы, ТА2 -қоздырғыштың
өздігінен қоздыратын тарнсформаторы, VD - қоздырғышын қоздыратын
жүйесіндегі шұра .
1.3 сурет - Тәуелсіз қоздырудың статистикалық тиристорлы жүйесі
Статистикалық тиристорлы жүйесі бар тәуесіз қоздыру: ТА1 - AVD1
жұмысшы топ пен AVD2 форсировкалық топтың вентильді жүйесін
қоректендіруге арналған трансформатор; ТА2 - өздігінен қоздыру жүйесінің
трансформаторы; VD - қоздырғыштың қоздыру жүйесінің вентилі;
Тиристорлар түзетуші керрнеу мәнін түзетіп, ротор орамаларында
асқын кернеулікті туғызады. Сол себептен қоздырудың шектік мәндерінде
екі топты тиристорлы жйе қолданылаы: жұмыстық
-
VD1 және
форсировкалы - VD1. Екі топта үш фазалы көпірлік сұлба бойынша паралель
жалғанады. Бірінші топ тиристорларының коммутациясы арқылы екінші топ
тиристорларында кернеу мән айтарлықтай төмендейді. Тиристорлардың
жұмысшы тобы қалыпты режим кезінде генераторды негізгі қоздырумен
қамтамассыз етеді, ал екінші форсировкалы топ - апаттық режим кезінде
генератордың форсировкасы мен өріс өшіруін қамтамассыз етеді. Сол
22
себептен қалыпты режим кезінде ол аз шамадағы ток мәнімен жұмыс істейді
(20 - 30 % ротордың оминалды тогы арқылы); ал форсировка кезінде
форсировка тобы ашылып форсировка толық біткенше токпен қамтып
отырады, ал бұл кезде жұмысшы топ кернеу мәні бойынша форсировкалы
топтан қалып отырады.
Екі топтағы тиристорларды қоретендіру үшін қоздырғыштың әр
фазазының орамын екі бөліктен жасайды: төменгі кернеу мәні, ұзақ уақыт
жұмысшы ток өтуге арналған өткізгіштер қимасы және жоғарғы кернеулі
бөліктер, аз уақытты форсировка тогы өтуге арналған өткізгіштер қимасы.
Біріншісіне жұмысшы топты тиристорлар қалғанған, ао екінші топқа
форсировка тобы қосылған.
Тәуелсіз қоздыру жүйесі айныламы ток қоздырғышы мен
статистикалық түрлендіргіштер тезарада сезгіш қасиетімен ерекшелінеді (х ?
50 1с), себебі ол қоздырудың шектік мәніне (4Ufном дейін) и е, сәйкесінше
инерциялық емес тиристорлар арқылы қосылған және ас уақытқа негізделген
(Те 0,02 с).
Бұнымен қоса жүйеде апаттық режим кезінде істен шыққан
тиристорларды алмастыруға болады және генератордағы асқын өрісті
тиристорларды алмастырып, тиристорлы режимнен инверторлы режимге
алмастыру арқылы алдын алуға болады. Бұл жүйенің кемшілігі айнымалы
ток қоздырғышының өзгешелігінде, бұл жағдай жөндеу жұмыстар мен
эксплуотация кезінде қиындықтар туғызады.
Бұл жүйені қуаты 250 - 300 МВт және одан да жоғары қуатқа ие
турбогенераторлар мен гидрогенераторларда қолдануға өте ыңғайлы.
Сонымен қоса бұл жүйе ұзақ электр беріліс желілерінде және доғалық
пештер пен жұмысшы станокторадың жүйесінде, кернеу ауытқуы кезінде көп
қолданылады.
Жиілігі 50 Гц болатын және айналмалы түзеткіштен тұратын
қоздырғыштың қоздыру жүйесі (щеткасыз жүйе).
Бұл жүйеде қоздырғыш ретінде жиілігі 50 Гц және ерекше
конструкциялы синхронды генератор қолданылады. Конструкция ерекшелігі:
қоздыру орамдары LE қозғалмайтын статорда орналасқан, ал үш фазалы
айнымалы ток орамалары - айнымалы роторда орналасқан.
LE орамасы VDE түзеткәшә арқылы индукторлы типтегі, тұрақты
магнитті GEA қайта қоздырғышынан қоректенеді.
Қоздырыш якорінің айнымалы үш фазалы орамаларындағы айнымалы
ток, белгіленген жиілікте айналатын түзеткіштер арқылы реттеледі. Ал
түзеткіштер ретінде жартылай өткізгішті кремнийді түзеткіштер - диодтар
және басқарушы - тиристорлар қолданылады.
23
1.4 сурет - Щеткасыз қоздыру жүйесі
Суретте VD тирсторлары бар щеткасыз қоздыру жүйесі келтірілген.
Олар қоздырғыш пен біріктіруші Y мухта біріккен валда орналасқан
Д1дискте көрсетілген.
Келесі Д2 дискінің дәл сол жерінде кернеу бөлгіштері орналасқан.
Олар тиристорда орныққан кернеу мәні мен тиристорлық айырғыштардағы
кернеу ауытқуын реттейді. Тиристорларды саны жұмысты тиристор санына
қоса форсировка кезінде қалыпты жұмысты қамтамассыз ете алатындай етіп
таңдалады.
Айнымалы ток қоздырғыш орамы, тиристорлар және генератордың
қоздыру орамалары бір жиілікпен айналатындықтан, оларды өзара ешқандай
котактты сақиналар мен бекітпелерді қолданбай біріктіруге болады.
Қоздырғыш машинаның қоздыру тогын АРВ арқылы ТА трансформаторы
мен А импульсі қондырғыны ретееу нәтижесінде басқаруға болады.
Щеткасыз қоздыру жүйесінің ерекшелігі коллекторлардың, сақиналар
мен щеткалардың болмауында. Осының арқасында оның жұмыс істеу
сенімділігі артады және эксплуатация кезіндегі жұмысты жеңілдетеді. Ал бұл
қоздыру жүйелерінің кемшілігі: резервті қосымша машинаны қосу кезінде,
істен шыққан түзеткіштерді және жанып кеткен элементтерді алмастыру, тек
жалпы қоздыру жүйесін сөндіру арқылы жүзеге асырылады.
Щеткасыз қоздыру жүйесі қуаты 50 МВ·А және одан да жоғары
синхронды компенсаторларды қоздыру үшін, сонымен қатар, қуаты 800 МВт
және одан да жоғары турбогенераторларды қоздыру үшін қолданылады.
Статистикалық түзеткіштері бар өздігінен қоздыру жүйесі. Мұндай
жүйелер тез іске асу қасиетімен ерекшелінеді. Осындай жүйелердің бірі -
статистикалық тиристорлы өздігінен қоздыру жүйесі.
Статистикалық тиристорлы өздігінен қоздыру жүйесі. Сонғы жүйеде
генератор статорынан арнайы трансформаторлар ТА1 және ТА2 арқылы
келетін кернеуді түзететін тиристорлар қолданылады. ТА1 трансформаторы
статор орамаларының шықпасына қосылған, ал ТА2 трансформаторының
24
шықпалары, генератордың нөлдік жағына қосылған, статордың орамаларына
тізбектей жалғанған.
Сонымен қатар тек бір түзеткіш трансформаторлары бар сұлбалар да
кеңінен қолданылады. Түзеткіш қондырғы екі топты тиристорлар жүйесінен
құралған. Олар: қалыпты және номиналды режим кезінде негізгі қоздыру
жүйесімен қамтамассыз ететін - жұмысшы топ VD1 және синхронды
машинаның форсировкасы кезінде қоздыру жүйесімен қамтамассыз ететін -
форсировкалы топ VD2.
Жұмысшы тиристорлар тобы түзеткіш трансформатордың төменгі
кернеу орамасына қосылған, ал форсировкалы тиристорлар тобы тізбектік
трансформаторлар арқылы түзеткіш трансформатордың жоғарғы кернеу
жағына қосылған. Тиристорларды бақылау AVD1 және AVD2 бағылаушы
жүйелер арқылы және TAVD1, TAVD2 өзіндік мұқтаждық
трансформаторлары арқылы реттеледі. Генератор алғашқы қоздыруды
резервті қоздырғыштан алады. Тек түзеткіш трансформатордан тұратын
тұратын сұлбалардың ерекшелігі
-
конструкциясының
қарапайымдылығында. Бірақ генартордға жақын жерде қысқа тқйықталу
болған кезде оның шықпаларындағы кернеу мәні төмендейді, ал құбылыс
тиристорлардағы кернеу деңгейінің төмендеуіне алып келеді.
Тізбектік трансформаторлар жақын жердегі қысқа тұйықталулар
болғанда салыстырмалы түрде жоғары сенімділікті береді. Тек
статистикалық элементтердің қолданылуы, мұндай қоздыру жүйесінің
жоғары сенімділігін береді.
Тізбекті емес трансформаторлары бар қоздыру жүйелері қуаты 220 МВт-
қа дейінгі турбогенераторлар мен қуаты 300 МВт қоса алғандағы
гидрогенераторларды қоздыру үшін кеңінен қолданылады. Ал түзеткіші және
тәзбектә тарнсформаторлары бар жүйелер қуаты 320
-
800 МВт
аралығындағы турбогенераторларды және қуаты 400 МВт дейінгі
гидрогенераторларды қоздыру үшін қолданылады.
1.2 Қолданыстағы электрмеханикалық қоздыру жүйесін тиристорлы
қоздыру жүйесіне алмастыру мүмкіндігін негіздеу
1.2.1 Тиристорлы қоздыру жүйесінің құрамын және жұмысын
сипаттау.
Бүгінгі таңда, орнатылған ескі электромеханикалық қоздыру жүйесін
жаңа тиристорлы қоздыру жүйесіне алмастыру, гидрогенераторлардағы
бақылау жүйесін сенімді реттеуге мүмкіндік береді.
Стандартты орындалған статистикалық тиристорлы қоздыру жұмыс
істеу принципі мен құрылымын қарастырамыз.
Тиристорлы қоздыру жүйесі синхронды генераторлардың келесі
режимдердегі жұмысын қамтамассыз етеді:
-
бастапқы қоздыру режимі;
25
-
бос жүріс режимі;
-
өздігінен
синхронизациялау және нақты синхронизациялау
тәсілдері арқылы желіге қосылуды қамтамассыз ету;
-
генераторға мүмкін боларлықтай жүктемелі және асқын
жүктемелі режимдер арқылы энергожүйеде жұмыс істеу;
-
орындау;
-
-
кернеу және ток мәндері бойынша қоздырудың форсировкасын
cos y=1 мәніне дейін реактивті қуат бойынша қайта жүктеу;
энергожүйедегі ақауларға байланысты қайта қоздыруды
қамтамассыз ету;
-
генератордағы апаттық режим кезінде және қалыпты
тоқтағандағы асқын өрісті сөндіру;
Генераторлардың ерекшеліктеріне байланысты келесі түрдегі қоздыру
жүйелері қарастырылады:
-
-
тиристорлы өздігінен қоздыру жүйесі (ТӨҚЖ);
тиристорлы тәуелсіз қоздыру жүйесі (ТТҚЖ);
Тиристорлы өздігінен қоздыру жүйесі (ТӨҚЖ).
ТӨҚЖ гидрогенераторлардың қоздыру орамаларын, реттегіш тоғын
түзету арқылы қоретендіру. Тиристорлы түзеткіштерді қоректендіру,
генератордың негізгі шықпаларына қосылған трансформатор арқылы жүзеге
асады.
Генраторды іске қосу үшін алғашқы қоздыру тізбегі қарастырылған.
Бұл тізбек автоматты түрде, ротордағы аз уақытты кернеу импульснің
генератор саторының орамаларында ЭҚК пайда болғанға дейінгі өзгерісті
бақылап отырады. Ал пайда болған ЭҚК-і өздігінен қоздыру тізбегіндегі
тиристорлы түрлендіргіштің қалыпты жұмыс істеуі үшін жеткілікті.
Алғашқы қоздыру тізбегін қоректендіру станционарлы аккумулятор
батареялары арқылы да, электр станцияның өзіндік мұқтаждығының
айнымалы ток көздері арқылы да жүзеге асады.
Тез іске асу, қоздыру жүйесіндегі кернеу және ток мәндерінің шектеулі
болуы, басқару заңдылықтарының ерекшелігі, қалыпты параметрлер мен
тұрақты мәндер арқылы реттеу жоғары сапалы басқалу мен үлкен көлемдегі
сенімді энергожүйенің жұмысын қамтамассыз етеді.
Қалыпты жағдайдағы эксплуатация кезінде, генератордағы асқын
өрістілікті интенсивті түрде сөдіру, тиристорлы түрлендіргіштерді қоздыру
кернеуінің полярлығын инверторлы режимге сай келетіндей алмастыру
арқылы жүзеге асады.
Апаттық режим кезіндегі тез арада қоздыруды сөндіру автоматты өріс
сөндіру арқылы орындалады. Автоматты өріс сөндіру - генератордағы
апаттық режимдер кезңнде оңтайлы өріс сөндіруді қамтамассыз ететін,
арнайы конструкциялы электрлік аппарат.
Роторды асқын кернеуліктен қорғау тез жұмыс істейтін разрядниктер арқылы
орындалады.
Тиристорлы тәуелсіз қоздыру жүйесі (ТТҚЖ).
26
ТТҚЖ үлкен қуатты түзетілген реттеуші тогы бар
гидрогенераторлардың қоздыру ормаларын қоректендіру үшіні қолданылады.
Өздігінен қоздыру жүйелерімен салыстырғанда, негізгі генератордың ТТҚЖ
тирсторлық түзеткіші, өндірістік жиіліктегі айнымалы токты тәуелсіз кернеу
көзінен қоректенеді.
Сонымен қатар жүйедегі қосымша генератор өздігінен қоздыру жүйесі
бойынша қоздырылады.
ТТҚЖ-ның ең негізгі ерекшелігі - оның параметрлері энергожүйедегі
өзгерістерге тәуелсіз.
ТТҚЖ осы ерекшелігі арқылы төмендегі бір қатар шаралармен
қамтамассыз ете алады:
қоздырудың энергожүйедегі қысқа тұйықталудың орны мен ұзақтығына
еш қатысы жоқ;
қоздыру кернеуінің аз уақытта керек мәніне дейін көтерілуі;
қоздыру кернеуінің полярлығын өзгерту арқылы қздыруды сейілту
ерекшелігі.
ТТҚЖ бір тиристорлы түрлендіргіші бар және екі реттеу каналы бар
өздігінен қоздырудың параллельді сұлбасы арқылы орындалады. Екі
каналдың біреуі негізгі (НКҚ), ал екіншісі резервті (РКҚ). Әр бір каналда
қоздыруды автоматты реттегіш, тиристорлы басқару жүйелері, қоздыруды
реттеуге және басқаруға арналған функционалды түйін болады.
Негізгі канал микропроцессорлы модуль базасына негіздеоген SIEMENS
фирмасының SIMOREG басқарушы модулінен, ал резервті канал аналогтық
элементтер базына негізделген модульден тұрады.
27
1.5 сурет - микропроцессорлы басқарушы модулі бар турбогенератордың
статисткалық тиристорлы қоздыру жүйесі
Электрлік функлионалды сұлба: G - турбогенератор; LG - қоздыру
орамалары; Q - генераторлы ажыратқыш; ТV - түрлендіруші трансформатор;
ТA - генератордың ток трансформаторы; ТА1, ТА2 - қоғаныстық ток
трансформаторлары; ТA3 - қоздырғыштың ток трансформаторы; ТV1, ТV2 -
генератордың кернеу трансформаторлары; SF1, SF2 - генераторлық кернеу
тізбегінің автоматты ажыратқыштары; ТL
-
қоздырғыштың өзіндік
мұқтаждығының трансформаторы; QS1 - вентильді секцияның күштік
қоретенуші айырғышы; QS2 - ротордың тізбектері арқылы резервті
қоздырғыштан қоректенетін айырғыш; QS - ротор оқшаулағышын бақылуға
арналқан қоретену тізбегінің айырғашы; QR11, QR12 - жұмысшы
қоздыруды қосуға арналған автоматты ажыратқыш; QR21, QR22 - резервті
қоздыруды қосуға арналған автоматты ажыратқыш; ШН - шиналық
қоспалар; КСС - өздігінен синхронизациялау контакторлары; RCC -
өздігінен синхронизациялау кедергісі; УЗП - асқын кернеуліктен қорғану
қондырғысы; ТКЗ - тиристорлы қысқа тұйықтағыш; УНВ - алғашқы қоздыру
қондырғысы; DV1, DV2 - айырғыш диодтар; Rнв - алғашқы қоздырудың ток
тежегіш кедергісі; F сақтандырғыш КНВ1, 2
28
-
алғашқы қоздыру
контакторлары; SF1, SF2, SF3 - генератор мен жоғары кернеу шина тізбегінің
автоматты ажыратқышы; ОКУ - микропроцессорлы реттеу модуліне
негізделген өоздырудың негізгі каналын басқарушы;
Siemens; РКУ - резервті каналды басқару; ЯЗ - қорғаныс ұяшығы; ЯИС -
сигнализация ұяшығы; УИКВ - вентильдердің өткізгіштігін бақылау және
импульс өсуін басқарушы қондырғы; V - вентильді ұяшықтар; БВТ - негізгі
және резервті каналдар арқылы тиристорларды басқаруға арналған
импульстік трансформаторлар; ПС - сигнадарды қабылдау және өңдеу; РП -
аккумулятор батареясынан қоректенетін резервті түрлендіргіш; EV1, EV2,
EV3 - жұмысшы және резервті қоздыру кернеуі, ротор кернеуін өлшеуші
түрлендіріш; ЕА - ротор тогының өлшеуіш түрлендіргіші; RS - ротор
тогының шунты; KЗP - роторды жерге тұйықталудан қорғау;
Тиристорлы түрлендіргіш импульті-фазалық басқару жүйесінен
(SIMOREGта ол аппаратты -прогграммалық сандық қондырғы, ал РКУ -да -
ол СФУ ұяшығы) және күштік вентиль секциясынан тұрады. Әр бір
параллель тармақ конструкциялық сипатта тиристорлық блогты құрайды.
Тиристорлық блок екі жақты табиғи ауалық салқындатудан тұратын Т353 -
800-32 (Т353 -1000- 24) тиристорларынан тұрады. Салқындатқыштардың
құрылымдық орналасуы 45º бұрыш арқылы жасалған. Осындай құрылым
арқылы жоғарыда орналасқан блоктардың салқындауы төмен орналасқан
блоктардың негізде оындалады.
Сәйкесінше әр бір тиристорда тез әрекет ететін 500А негізделген ПП57
салтандырғышы болады. Әр тиристорлар тізбегіне индуктивтілігі 9 мкГн
болатын ауалық дроссельдер орналасқан. Ал дроссельдер қалыпты жүктеме
кезінде 20% көп емес тиристор аралық бөлініс токтарының тараымын
қамтамассыз етеді.
Тиристорлар блогы тармақтардағы өткізгіш шығындары мен импульті-
фазалық басқару жүйесінің негізгі және резервті каналдарының БВТ шығыс
қондырғыларының сигналдарын өңдеп, нәтижесін сұлбалар түрінде келтіріп
береді.
Блоктарды бекіту арнайы екі негіздемесі бар бұрандалар көмегімен
жасалады. Блоктардың тізбек бойынша өзара коммутациялық және сыртқы
сұлбамен байланысы бөлімшелер арқылы орындалады.
Мұндай құрылым сәйкестігі бойынша тиристорлар блогын алмастыруға
мүмкіндік береді.
ТТҚЖ төмендегі шараларды қамтамассыз етеді:
-
вентиль ұяшығындағы кез-келген немесе әр бір параллельді екі
тармақтын өшуі кезінде генератордың барлық жұмыс режимдерім
қанағаттандырады;
-
ТТҚЖ1-да вентиль ұяшығындағы кез-келген немесе әр бір
параллельді үш тармақтын өшуі кезінде номиналды қоздыру тогы 2100 А
болатын генераордың жұмысын қанағаттандырады. Бұл кезде қоздыру
форсировкасы тоқтатылады;
29
-
минималды қоздыруды шектеуіш мәніге дейін шама кезіндегі
және төрт параллель тармақтарды сөндіргендегі форсировканың рұқсат
етілмеуі немесе ТТҚЖ1 және ТТҚЖ2 вентильді секцияларындағы сәйкес
параллель тармақтардың өшуі кезіндегі генератордың қайта іске қосуын
қамтамассыз етеді;
-
қалыпты режим кезінде тиристорлы түрлендіргішті инверторлы
режимге алмастыру арқылы асқын өрісті сөндіруге болады, ал тиристорлы
түрлендіргіштің бірігіп қорғаныста жұмыс істеуі, өрісті сөндіру қондырғысы
УГП және инверторлық режимге алмасқандағы қорғаныстық қасиеттердің
бірігуі - жалпы қорғаныстың жұмыс істеуі процессін құрайды. УГП
құрамына жұмысшы және резервті қоздырғыштарды қосуға арналған QR1
және QR2 ажыратқыштры мен тиристорлы разядниктер кіреді.
Доға кернеуінің әсерінен әр бір күштік контакттағы ажыратқыштардың
ажырауы кезінде разрядник қосылып, қоздыру тізбегіндегі кернеу мәні
разрядниктегі мәнмен шектеліп доға сөнеді. Осы кезде ротор тоғы келесі
контур бойынша ағатын болады: қоздыру орамалары, разрядник және RCC
кедергісі бойымн. Соңында ажыратқыштардың контакттеріндегі доға сөніп,
ротордағы ток мәні өшеді.
рn ауысымындағы тиристорлар темпераурасының есептік мәні,
параллельді тармақтардың толық саны кезінде және 20с екі реттік
форсировка кезінде, 40°С бөлме температурасында ТустТф = 7985°С
құрайды.
Қалыпты режим кезінде тиристорлы түрлендіргішті инверторлы
режимге алмастыру арқылы асқын
өрісті сөндіру, ал тиристорлы
түрлендіргіштің бірігіп қорғаныста жұмыс істеуі, өрісті сөндіру қондырғысы
УГП және инверторлық режимге алмасқандағы қорғаныстық қасиеттердің
біпігуі - жалпы қорғаныстың жұмыс істеуі процессі.
УГП құрамына жұмысшы және резервті қоздырғыштарды қосуға
арналған QR1 және QR2 ажыратқыштры (түрі Э25С СТСТМУ үшін және
ВА56 СТСТМП1 үшін) мен тиристорлы разядниктер кіреді.
Доға кернеуінің әсерінен әр бір күштік контакттағы ажыратқыштардың
ажырауы кезінде разрядник қосылып, қоздыру тізбегіндегі кернеу мәні
разрядниктегі мәнмен шектеліп доға сөнеді. Осы кезде ротор тоғы келесі
контур бойынша ағатын болады: қоздыру орамалары, разрядник және RCC
кедергісі бойымн. Соңында ажыратқыштардың контакттеріндегі доға сөніп,
ротордағы ток мәні өшеді.
ТТҚЖ электрондық қондырғыларының негізгі қорек көзі - TL өзіндік
мұқтаждық тарнсформаторлары. Ал резервті қоретену тұрақты токты 220В
желілер арқылы және 0,4 кВ өзіндік мұқтаждық станциялары арқылы жүзеге
асады.
SIMOREG басқару типті негізгі каналдың микропроцессорлы модулі -
шағын сандық қондырғы. Бұл сандық қондырғы тұрақты токты басқарушы
электр жетегі бар тиристорлы түрлендіргіштерді басқаруға арналған.
30
SIMOREG өзінің құрылымдық программасынан басқа, үлкен көлемдегі
еркін функционалды модульдердібасқара алтындақтан СКБ ЭЦМ SIMOREG
бағдарламасын өте қуатты синхронды генераторларды қолдануға болады деп
шешті.
Жеке функционалды бағдарламалардан тұратын, сандық түрде
орындалған, басқарушы модуль (сурет 1.6).
1.6 сурет - Функциональды сұлба
Simoreg микропроцессорлы модульдің канадары қоздыруды реттеу
негізінде қолдану мысалы. Функционалды электрлік сұлба: БЧ - жиілік
блогы; БОР - ротор тогын шектеуге және басқаруға арналған блок; ОП -
асқын кенеулікті шектеуші; ФП - функциональды түрлендіргіш; И -
интегратор; ОМВ - минималды қоздыруды шектегіш; П - пропорционалды
канал; РРМ - реактивті қуат реттегіші; БКТ - токтық компаундылау блогы;
СУТ - тиристорларды басқару жүйесі;
Программалық модульдер келесі функцияларды орындайды:
-
-
генератордың автоматты кернеу реттегіші - Кернеу каналы;
қоздыру тогын автоматты реттеу - Қоздыру тогының каналы.
Ол дегеніміз, ток реттегішінің қосымша функциялары арқылы максималды
31
және минималды ток шамаларын шектеу (БОР), ток сигналдарын реттеу
(Стабилизатор), ротордың асқын кернеулігі (ОП);
-
реактивті қуат пен реактивті ток шамаларын автоматты түрде
реттеу - Реактивті қуат және реактивті ток каналдары. Ол дегеніміз:
генератор кернеуіннің статистикалық сипаттамасын анықтау үшін ток
бойынша реттеу (БКТ), минималды қозуды шектеуіштер (ОМВ) және
реактивті қуатты реттеуіштер (РРМ);
-
генратор шықпаларындағы кернеу жиілігі бойынша орнықтау
және реттеу жүйелерінің сигналдарын қарастыру - Жиілік каналы. Ол
дегеніміз: жиілікті орнықтылық (БЧ) және генератор шығпалары мен
айқындалмаған аймақтардағы кернеу айырмашылығын өлшейтін
вольтгерцтік реттеуіш (ВГц қорғанысы);
-
генератордың қоздыру деңгейін реттеутін сигналдарды
қарастыру - Қондырғы реттеуіш;
-
реттеуіш каналдардың әр түрлі жұмыс режимдеріне сәйкес
қондырғыларын бақылау және жайындау - Қондырғыларды бақылау және
дайындау каналы;
-
генартордың жұмыс режимдерін динамикалық өлшеу кезіндегі
жиілік, ротор тогы және ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
6
7
8
Аңдатпа
Дипломдық жобада гидрогенератордың электромеханикалық қоздыру
жүйесін жаңғырту қарастырылды.
Жұмыста басқарылатын тиристорлы түзеткіш арқылы статикалық
қоздыру жүйесі есептелінді. Есеп бойынша сериялы қоздыру жүйесі
таңдалды. Matlab бағдарламасы бойынша жүйе жұмысы анықталды.
Еңбек қорғау бөлігі және экономика бөлігі қарастырылды.
9
Аннотация
В диплолном проекте рассматривается вопрос модернизаций
электромеханической системы возбуждения гидрогенератора.
В проекте произведена расчеты статической системы возбуждения на
основе тиристорного управляемого выпрямителя. На основе расчетов,
выбрана серийно выпускаемая система возбуждения. Произведено
исследовании работы системы на модели в программной среде Matlab.
Также расмотрены вопросы экономическая часть и безопасность
жизнедеятельности.
10
Annotation
In this thesis was chosen new hydrogenerator's excication system.
Was calculated static excication system on tiristor's base. Was chosen serial
equipment of the excication system.
System's work was modeled by Matlab
program.
Also considered health and safety and ecology sections.
11
Мазмұны
Кіріспе
9
1
Гидрогенераторлардың қоздыру жүйесі
1.1Статистикалық қоздыру жүйесінің қолданыстағы
11
сұлбаларын талдау
1.2 Қолданыстағы электрмеханикалық қоздыру жүйесін
тиристорлы қоздыру жүйесіне алмастыру мүмкіндігін негіздеу
2. Қоздыру жүйесінің электрлік сұлбасының параметрлерін
анықтау
2.1 Трансформатор және түзеткіштің күштік сұлбаның
тиристорларының есептелуі
2.2 Түзеткіштерді басқару және олардың сыртқы сипаттамалары
2.3 Тежелу қондырғысының параметрлерін есептеу және
сұлбасының элементтерін таңдау (ТҚ)
3 Қоздыру жүйесін компьютерлік модельдеу
3.1 Matlab бағдарламасында модельді сипаттау және қайта
өңдеу
4 Өміртіршілік қауіпсіздігі
4.1 Су электр станцияларын пайдалануда қоршаған ортаға
әсерін бағалау
4.2 Қорғаныстық жерге қосу есебі
4.3 Станцияда өрттің алдын алу бойынша жүргізілетін шаралар.
5 Экономикалық бөлім
5.1 Капитал салымдары
5.2Жобаның жылдық пайдалану шығындар
5.3 Қауiп-қатердi бағалау және сақтандыру
5.4 Инвестициялық жоспар
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер
12
15
21
32
32
35
37
45
45
48
48
51
55
59
61
62
63
63
69
70
Кіріспе
Бүгінгі таңда электр энергетикадағы ең басты мәселенің бірі - электр
энергиясының жетіспеушілігі. Ал энергия тұтыну көрсеткіші күннен күнге
артып келеді. Бұл тұрғыда, дәстүрлі энергия көздерінің тапшылығы және
табиғи отын түрінің (мұнай, газ көмір және т.б,) азаюы алаңдатарлық
жағдай болып отыр.
Осы және өзгеде қиындықтарды шешу мақсатында соңғы кездері
дәстүрлі емес, яғни қайта жаңғыртылған энергия көздерін игеру қолға алына
бастады.
Гидроэнергетика қайта жаңғыртылған энергия көзінің бір түрі.
Гидроэнергетиканың негізгі құралымы ол - су электр станциялар.
Су электр станциялары судың ағындық энергиясын электр энергиясына
түрлендіретін үлкен инженерлік құралым. Су электр станциясы, қажетті ағын
күшін және концентрациялық ағысты түрлендіретін, гидротехникалық
құралымдардан және судың ағындық энергиясын электр энергиясына
түрлендіретін, электрлік құралымдардан тұрады.
Қазақстан Республикасының президенті Н. Назарбаев Казахстан-
2050 жолдауында алға қойған мақсаттардың бірі: 2050 жылға дейін
Қазақстан өндіріс саласындағы барлық қондырғыларын және құрылғыларын
әлемдік соңғы стандарттар бойынша қайта жаңалауы керек.
Әрине бұл ретте, ең маңызды жағдай - ол еліміздің электр
энергетикалық біріккен жүйесі. Сонымен қатар президенттің тапсырмасы
бойыша, аталмыш уақытқа дейін еліміздегі барлық электр станциялардың
құрылымы мен электротехникалық жағдайыны жаңа талаптарға сай
орындалуы керек.
Қондырғылар мен құрылғыларды жаңалау - ол елдің ертеңгі
энергетикалық тұрақтылығы мен сенімділгінің және жаңа тұтынушыларды
қастамассыз ету кепілі.
Энегеикалық біріккен жүйенің жаңғыртылуы болашақта еліміздегі
электр энергия тұтыну деңгейінің сенімділігң мен тұрақтылығын
қамтамассыз етеді.
Қазақстан аумағында су электр станциялары көптеп кездеседі. Мысал
ретінде Алматы облысындағы, Үлен және Кіші Алматинка өзендері бойында
орналасқан, аз қуаттағы су электр станциялары және үлкен Алматы каскадын
айтуға болады.
Адматы облысында электрмен жабдықтауды қамтамассыз ету
мақсатында кіші СЭС-ын салу жоспары 1920 жылдан бері өңделіп келеді,
бірақ Ұлы Отан соғысына дейінгі уақытта аталмыш жоспар орындалмаған
болатын. Соғыс басталғаннан кейін қосымша өндіріс тұтынушыларды электр
энергиясымен қамтамассыз ету керек болды. Осы қажеттілікті орындау
мақсатында 1942 жылы жалпы жоба құрастырылып, 1943 жылы сәуірде
жалпы СЭС каскадын салу жұмыстары басталған болатын.
13
СЭС-ын салу Гидропроект институтының ленинградтық бөлімі
арқылы орындалды. Ал жалпы СЭС-ын салу процесі қала тұрғындарының,
әскери қызметкерлердің, әскери тұтқындардың көмегімен және өте күрделі
жағдайларда орындалған болатын.
1941 жылдың сәуірінде бірінші ГЭС-тің № 11 каскады және осы
жылдың 5 мен 17 кыркүйегінде СЭС № 5 және СЭС № 9 каскадтары іске
қосылды. 1944 жылы СЭС № 6 және СЭС № 7 құрылыс жұмыстары
басталған болатын және 1946 жылы құрылыс өз мәресіне жетті. 1948 жылы
наурызда СЭС № 8 салынып жалпы бірінші каскадтың құрылыс жұмыстары
аяқталған болатын. Үлкен қуаттағы СЭС комплекстері (Жоғары-Алматылық
және СЭС № 2) 1953 жылдың қазанында және 1959 жылдың маусымында
жалпы энергожүйеге қосылған болатын. Сәйкесінше 1954 жылы СЭС № 8а
іске қосылды.
Соңғы жылдарда энергетика саласында жаңа технология құрылымдары
жасалды. Станциядағы технологиялық процесті реттеу және жаңа талаптарға
сай өңдеу мақсатында жоғарыда айтылған СЭС-дағы тозығы жеткен
қондырғыларды жаңа технлогиялық құрылыммен алмастырды.
Гидрогенератордағы ең негізгі құралымның бірі ол - оның қоздыру
жүйесі. Ұзақ жылғы тоқтаусыз жұмыстың нәтижесінде аталмыш құрылым
физикалық және жалпы құрылымдық жағдайда өте тозған. Сол себептен мен
дипломдық жобамда осы типтес құрылымдарды жаңа статистикалық
тиристорлы қоздыру жүйесімен алмастыру жобасын келтіргім келеді.
Дипломдық жобамдағы басты мақсат - су электр станциясындағы негізгі
құрылымдарды жаңа статистикалық тиристорлы жүйемен алмастыра
отырып, салыстырмалы түрде артықшылықтарын көрсету.
СЭС-дағы табиғи отынның болмауы олардағы өзіндік құнның төмен
екендігін көрсетеді. Ал бұл жағдай тұтынушылар мен энергия сатып
алушылар үшін өте ыңғайлы әрі тиімді болып отыр. Бірақ станцияны
құрастырушылар үшін тиімдсіз, себебі 1 квт энергияның құны аз болғанымен
оны өндіруге қажетті құрылым және қондырғылар айтарлықтай үлкен қаржы
салымдар мен жауапкершілікті қажет етеді.
14
1 Гидрогенераторлардың қоздыру жүйесі
Су электр станциялары (СЭС) энергия көзі ретінде судың ағыстық
энергиясын қолданатын электр станция түрі. Негізінде су электр
станцияларын өзендердің, плотиналық құрылым мен су қоймаларының
жанына салады.
СЭС-ның қалыпты және тиімді электр энергиясын түрлендіруі үшін ең
негізгі екі фактор қажет. Олар жыл бойындағы тоқтаусыз және керек
көлемдегі сумен қамтылуы және су құрылымын қамтамассыз ететін ағыс
жолының болу керек.
Су электр станциясының жұмыс істеу принципі өте қарапайым.
Гидротехникалық қондырғылар тізбегі су ағысының қалыпты болуын
қамтамассыз етеді. Қатты ағысты су гидротурбинаның қалақшаларына келіп
түседі, сол арқылы ол гидротурбинамен бір валда орналасқан электр
генераторын қозғалысқа алып келеді. Нәтижесінде электр генераторының
айнауы арқылы электр энергиясы өндіріледі.
Қалыпты ағыстағы су, сәйкесінше, су электр станциясының жанында
салынған платиналарға, өзеннің белгілі аумақтағы ағып өту жолына да
байланысты немесе табиғи су деривациясының құралымына байланысты
өзгеріп отырады. Кейбір электр станцияларда керек ағыс күшін алу үшін
плотиналарды да және деривацияны да қолданады.
Су электр станциясының электрлік қондырғылары станцияның ішкі
ғимаратында орналасады және станцияның қолдануына байланысты бірнеше
бөліктерден тұрады. Машина залында сәйкес қуатқа байланысты бірнеше
гидрогенераторлар орналасады. Олар тікелей су ағысының күшін электр
энериясына түрлендіретін негізгі инженерлік қондырғы. Сонымен қатар
электр станцияның басқа бөліктерінде станция жұмысын реттейтін және
басқаратын реттеуші қондырғылар жүйесі орналасады. Трансформаторлар
мен тарату құрылғылар келесі бөлікте жұмыс істейді.
Су электр станциялары өндіретін электр энергиясына байланысты
келесідегідей топтардан тұрады:
қуатты су электр станциялары 25 МВт-тан жоғары;
орташа қуатты су электр станциялары 25 МВт-қа дейін;
аз қуаттағы су электр станциялары 5МВт-қа дейін электр энергиясын
өндіреді.
Су электр станцияның қуаты су ағысының күшіне, су пайдалану
шығынына байланысты және қонданып отырған турбина мен генератордың
пайдалы әсер коэффициентіне байланысты. Табиғи факторларға, мезгіл
өзгеруіне байланысты және басқада себептердің салдарынан су ағысы мен
көлемі өзгеретіндіктен су электр станциясының қалыпты қуаты ретінде оның
циклдік қуатын алу керек. Мысалы жылдық, айлық, апталық және тәуліктік
су электр станциясының жұмыс істеу принцпі.
15
1.1сурет - Cу электр станциясының планинасының сұлбасы.
Су ағысының күшіне байланысты электр станцияда турбинаның әр түрлі
түрі қолданылады. Жоғарғы ағыс күші үшін металды оймақ камералары бар
радиал ості және турбиналар қолданылады.
Орта қуатты су электр станцияларда айналмалы қоршамасы бар және
радиал ості турбиналар қолданылады.
Ал аз қуатты су электр станцияларында айналмалы қоршамасы бар
турбиналар темір бетонды камераларда орналасады. Жоғарыда айтылған
турбина түрлерінің барлығы бір принципте жұмыс істейді: жоғары қысымға
ие су турбина қалақшаларына келеді, оның әсерінен қалақшалар айнала
қозғала бастайды. Осы арқылы қалақшалардың механикалық энергиясы
электр энергиясына түрленеді.
Электр энергияны тұтыну көрсеткішіне байланысты су электр
станциясындағы генераторларды іске қосуға және керісінше өшіруге болады.
Ал бұл процесті орындау үшін генераторлардың қоздыру жүйесінің
құрылымын жақсы білу керек.
Қоздыру
жүйесі синхронды генераторлардың келесі режимдегі
жұмысын қамтамассыз етеді:
- бастапқы қоздыруды;
- бос жүріс режимін;
- нақты синхронизация немесе өзідігінен синхронизациялау арқылы
желіге қосылу;
16
- генератордың жұмысын ескере отырып энергожүйемен бірге қоса
алатын жүктемені қамтамассыз ету;
- белгіленген ток және кернеу көрсеткіштері бойынша қоздырудың
форсировкасын реттеу;
- cosα=1 мәнге дейін реактивті қуатты жүктеу;
- энергожүйедегі ақауларға қарамастан қайта қоздыру;
- қалыпты тоқтау кезінде және апаттық режимде генератордағы асқын
өрісті сөндіру;
- аргераттардың электрлік тоқтауын қамтамассыз ету;
Қоздыру жүйелері синхронды машинардағы тұрақты токты қоздыру
орамаларын қоректендіру үшін және қоздыру тогын реттеу үшін қажет.
Қоздыру жүйесін қоздыру орамдарының шығысындағы номиналды
кернеу
және қоздыру орамдарының номиналды токтары арқылы
сипаттауға болады. Жоғарыда айтылған шамалар электр машинаның
қалыпты номиналды жұмысын қамтамассыз етеді. Қоздыру жүйесінің
номиналды қуаты
, ол көп жағдайда жалпы машинаны
номиналды қуатының 0,2-0,6% құрайды. Ал қоздыру жүйесінің
форсировкалық қасиеті қоздыру жүйесінің энергожүйедегі апаттық жағдайды
тез сезіп оны алдын алу процесін және қажет жағдайда сөніп, қосылу
жағдайын айтады.
Қоздырудың номиналды кернеуін қоздырудың қуаты және генератор
щеткасындағы мүмкін болатын жинақтық ток мәндері арқылы табуға болады.
Немесе қоздырғыштардың қалыпты жұмыс істейтін кернеу көрсеткішін алуға
болады және т.б.. Қазіргі генераторлардың номиналды қоздыру кернеуі 80-
6000 - ты құрайды.
Төменгі шектік қуаты бірнеше мегаватт болатын генераторларда және
жоғарғы шектік қуатты генарторлар көрсеткішінде келтіріледі. Қоздырудың
номиналды тоғы да генератордың қуатына тікелей байланысты.
Қуаты үлкен емес генераторларда қоздыру тоғының мәні бірнеше мың
амперді құрайды, ал қуаты 200 МВт жоғары генераторларда ол мән 2000-
8000А дейін жетеді. Кернеу бойынша форсировка дегеніміз қоздырғыштағы
орныққан ең үлкен кернеу көрсеткішінің
қоздырғыштың номиналды
кернеуіне
қатынасын көрсететін шаманы айтады. Ал ток мәні бойынша
форсировка дегеніміз қоздырудың ең үлкен жіберілім тогының қоздырудың
номиналды тогына
қатынасын көрсететін шаманы айтамыз.
Кернеу форсировкасы кезіндегі қоздыру жүйесінің тез жауап беру
қасиеті, энергожүйедегі апаттық жағдай кезінде 1с қоздырғыштың кернеу
мәнінің өсу жылдамдығымен сипатталады. Бұл шама төмендегі фомула
бойынша анықталады:
.
17
(1.1)
мұнда
- қоздырғыштың шектік кернеу мәні (электр машинаның
қоздырғыштары үшін
);
- қоздырғыштың кернеу мәні
дейінгі шамаға көтерілуге кеткен уақыт;
Қоздыру жүйесі
қисығы арқылы өрнектеледі. Бұл қисық басқа
жүйелерде экспонента түрінде келтірілуі мүмкін:
(1.2)
exp
,
тең болатын уақыт.
Қоздыру кернеуінің қалыпты көтерілу уақыты
қоздырғыштың
параметрлері арқылы анықталады: форсировка көрсеткіші және қоздыруды
автоматты реттеудің тез әрекетінің көрсеткіші арқылы. Сонымен қатар
электр машинаның қоздыру жүйесі және қоздырғыштың айналу жиілігінің
шамасы арқылы сипатталады. Кернеудің өсу шамасы ұлғайған сайын,
қоздыру өрісі өседі, сәйкесінше уақыт тұрақтысы
мәні азаяды.
Синхронды машиналардың қоздыру жүйесіне үлкен талаптар қойылады.
Олар төмендегі талаптарды орындауы керек: қалыпты және апаттық режим
кезінде қоздыру орамаларын тұрақты және сенімді қорек көзімен
қамтамассыз етуі керек; генератор жүктемесінің мәні нөлден номиналды
мәнге жеткенге дейінгі аралықта қоздыру тогын тұрақты реттеуді
қамтамассыз етуі керек; апаттық режимнен кейін белгілі уақытта қоздыру
деңгейін ең жоғарғы мәніне дейін көтеруі керек.
Сонымен қатар ол сәйкесінше тез орындалу керек және кернеу бойынша
форсировка көрсеткіші 2,0-ден 0 (көп жағдайда 3-4 және одан жоғары
болады) аз болмауы керек.
Кернеу бойынша форсировка көрсеткіші және сәйкесінше
қоздырғыштың шектік кернеу мәні ротор орамасының оқшаулағыш кернеу
мәнінен аспауы керек. Олай болмаған жағдайда қондырғыда үлкен көлемдегі
апатқа алып келеді. Қоздырғыштың шектік ток мәні және осы ток мәнімен
жұмыс істеу ұзақтығы ротордың қызу деңгейі мен салқындату жүйесінің
типіне байланысты.
Қоздыру кернеуінің өсу жылдамдығы 2-1с кем болмауы керек, ал
жоғары талаптар қойылған генераторларда бұл шама 7-9 1с және одан да
жоғары болуы керек.
Синхронды машинаның қоздыру жүйесінің қорек көзіне байланысты,
қоздыру жүйелерітөмендегі үш негізгі топтарға жіктеледі:
1) қорек көзі тұрақта ток генераторы (қоздырғыш) болатын қоздыру
жүйесі;
2) қорек көзі айнымалы ток генераторы (қоздырғыш) болатын қоздыру
жүйесі; мұндай генератордағы айнымалы ток түрлендіргіштердің немесе
басөарусыз түзеткіштердің көмегімен тұрақты токқа түрленеді; бұл энергия
18
жартылай өткізгішті түзеткіштер көмегімен немесе арнайы
трансформаторлардың көмегімен түрленеді.
Бірінші топтағы қоздыру жүйесі қоздырушы машианың кернеуіне
байланысты емес, егер қоздырғыш электр қозғалтқышы арқылы немесе валға
байлнысты айналымға келтірілсе, онда екінші жүйе де тәуесіз болады, ал
үшіншісі қоздырғыш машинаға тікелей тәуелді болады.
Генераторлардың қалыпты жұмысын қамтамассыз ету үшін келесі
түрдегі қоздыру жүйесінің түрлері келтірілген:
1. тұрақты ток қоздырғышы бар электр машинаның қоздыру жүйелері;
2. жоғарғы жиіліктегі қоздырғышы бар және қозғалмайтын жартылай
өткізгішті түзеткіші бар қоздыру жүйесі;
3. жиілігі 50 Гц болатын қоздырғышы бар және статистикалық түзеткіші
(тәуелсіз қоздырғышты статистикалық тиристорлы жүйе) бар қоздыру
жүйесі;
4. жиілігі 50 Гц болатын қоздырғышы бар және айналмалы түзеткіші бар
қоздыру жүйесі;
5. статистикалық түзеткіші бар қоздыру жүйесі.
1.1.
Статистикалық
қоздыру
жүйесінің
қолданыстағы
сұлбаларын талдау.
Тұрақты ток қоздырғышы бар электр машиналарының қоздыру
жүйелері. Бұл жағдайда қоздырғыш ретінде тұрақты ток генераторы
қолданылады. Ол сәйкесінше, қоректену орамаларының қоздыру
сұлбаларына байланысты не тек өзіндігінен қоздыру сұлбалары арқылы не
тек тәуелсіз қоздыру сұлбалары (сурет 1.1.1) арқылы орындалады. Соңғы
нұсқада екінші тұрақты ток машиналары, яғни қайта қоздырғыштар
қолданылады. Синхронды генераторларды қоздыру үшін, өздігінен қоздыру
жүйесі бар қоздырғышты сұлбалар қолданылады. Себебі бұл сұлбалардың
тиімділігі мен сенімділігі өте жоғары. Генератордың қоздыру тогын реттеу
қоздырғыштың тогын автоматты қоздыруды реттеу арқылы бақылауға
болады.
19
GE-қозыдырғыш, LE-генератордың қоздыру орамы, LE-қоздырғыштың
қоздыру орамасы, RR-шунттық реостат, APB-қоздырудың автоматты
реттегіші, R-разрядты кедергі.
1.2 сурет - Тұрақты ток генераторы бар электр машинаның қоздыру
жүйесі
Қоздырғыш қоздырушы машинамен бір валда орналасқан электр
машинаның қоздыру жүйесін тікелей деп, ал қоздыру жетегі электр
қозғалтқышынан болатын электр машинаның қоздыру жүйесі жанама
қоздыру жүйесі деп аталады.
Тікелей қоздыруда қоздырғыш тек генератор валы арқылы айналымға
келеді. Мұндай қоздыру жүйесі бір қатар артықшылықтарға ие: турбина
агрегатының үлкен инерциясына негізделе отырып, қоздырғы штың айналу
жиілігінің генарторлық қысқа тұйықталу болған кезде өзеріссіз қалады.
Жалпы жүйе бірнеше құрылымдар тізбегінен тұрады және сол үшін айтарлық
сенімді және өзіндік құны төмен. Бірақ қоздырғышты жөндеу жұмыстар мен
ревиция тек генератор өшірулі түрде болғанда ғана жасалады. Сенімді
коммутация және механикалық бір реттілікті есерсек айналу жиілігі 750
айнмин болатын тұрақты токты электр машиналарының қуаты шамамен
2500- 3600 кВт болады. Ал айналу жиілігі 3000 айнмин болса, 300 -500 кВт
дейін төмендейді бұл қуаты 110 -160 МВт болатын генарторлардың қоздыру
жүйесімен бірдей.
Ақырын жүретін қоздырғыштардың шектік қуаты қоздырғыштыі көлемі
мен кернеу өсу жылдамдығы арқылы шектеледі.
Жоғарыда айтылған талаптарға байланысты ақырын жүретін
генераторлық қоздырғыштарға бір валмен біріктіру арқылы қуатты
қоздырғыш жасау мүмкән емес. Сол себептен электр машиналық қоздыру
жүйесі тек орташа қуатты турбо және гидрогенераторларда қолданылады.
20
Тұрақты ток қоздырғышы бар электр машинаның қоздыру жүйесі:
а - тәуелсіз тікелей қоздыру; б - тәуелсіз жанама қоздыру; в - тәуелді
жанама қоздыру; М - қозғалтқыш; GA - қосымша генератор; Y - біріктіруші
муфта.
Жанама қоздыру кезінде қоздырғыш, қосымша генераторға тікелей
қосылған немесе қоздырғышпен ортақ бір валда біріккен (сурет 3.2, б), не
болмаса жоғарғы шиналық жүйемен қосылған, қозғалтқыш арқылы
айналымға келтіріледі.
Бірінші жүйені көп жағдайда тәуелсіз қоздыру жүйесі, ал екінші жүйені
тәуелді қоздыру жүйесі деп атайды. Қозғалтқыштың жеке орналасуы, белгілі
қуат пен көлемге лайықты, қоздырғыштың радионалды айналу жиілігін
реттеуге мүмкіндік береді. Бірақ мұндай қоздыру жүйесі тікелей қоздыру
жүйесінен айтарлықтай қте күрделі, сол себептен сенімділігі де төмен, ал
жоғарғы кернеуі шиналарға қосылған түрі ішкі жүйедегі барлық кернеу
өзгерістеріне сезімтал болып келеді. Жүйедегі аз уақытты кернеу төмендеуі
кезінде, айналу жиілігін реттеу үшін қоздырғыштың кернеу мәнін,
қозғалтқышты механикалық бағылау арқылы, реттеуге болады.
Жанама тәуелсіз қоздыру жүйесі көп жағдайда тек аз қуатты тыныш
жүретін генераторларда қолданылады, ал тәуелді маховигі бар жанама
қоздыру жүйесі синхронды компенсаторларда, генератордың арнайы
түрлерінде және қосымша резервті генератордың қоздыру жүйелерінде
қолданылады.
Тұрақты ток қоздырғышы бар электр машинаның қоздыру жүйесі,
сәйкесінше тұрақты уақыт шамамсымен Те (0,3 - 0,6 с), бірнеше шектік
кернеу мәнімен (2Ufном -дан көп емес) және қоздыру жылдамдығының
мәндері арқылы сипатталады. Жоғарыда айтылған кемшіліктерді, бүгінгі
күнде жаңа талапты жүйелермен ауыстырып жатыр. Ол өзгерістер төменде
келтірілген.
Айнымалы токты және жартылай өткізгішті түзеткіші бар қоздыру
жүйесі деп айналу жиілігі өте жоғары және қозғалмайтын жартылай
өткізгішті түзеткіші бар қоздыру жүйесін айтады. Мұндай жүйелерді көп
жаңдайда жоғары жиілікті деп атайды , себебі қоздырғыштың көлемін
азайту үшін және айнымалы токты қоздырғыштың магниттік күшейткіштер
жүйесін реттеу үшін жоғары жиілікті болатындай етіп жасайды (көп
жағдайда 500 Гц). Жоғары жиілікті жүйе (сурет 3.3) қуаты 1 60 - 320 МВт
болатын турбогенераторлардың көбінде орналасқан. Сол себептен
ғалымдардың ұсынуы бойынша болашақта осы жүйені басқа тез сезгіш
жүйемен алмастыру иделясы тұр.
Айналу жиілігі 50 Гц болатын қоздырғыш пен статистикалық түзеткіші
(тәуелсіз қоздырудың статисикалық тиристорлы жүйесі) бар қоздыру жүйесі.
Қоздыру жүйесінің бұл түрінде (сурет 1.1.2.) статистикалық
түзеткіштердің бір тобы жиілігі 50 Гц болатын қоздырғыштың айнымалы
тогын тұрақты токқа түзетеді.
21
Бұл жүйеде қоздырғыш ретінде, қоздырылатын генератормен (тәуелсіз
қоздыру) бір айналу валында орналасқан синхронды генератор
қолданылады. Статистикалық түзету қондырғысы басқарылатын жартылай
өткізгішті кремниден тұратын түзеткіш-тиристорлардан тұрады.
Егер қоздыру кернеуінің ең жоғарғы мәні керек болса (мысалы
2Ufном), тек бір топты тиристорларды қолдануға болады. Ал кернеу шегі өте
жоғары жүйелерде (2Ufном көп) ток коммутациясынн кейін бір тиристорлы
топта қалыпты мән болғанымен екінші тиристорлы вентильді топта кернеу
мәні бойынша үлкен айырмашылық болады. Мұндай жағдай әрине жүйедегі
ауытқудың болуын алдын ала алмайды.
AVD1- жұмыс және форсировка тобының шұраларының баскарма
жүйесін қоректендіретін ТА1 - трансформаторы, ТА2 -қоздырғыштың
өздігінен қоздыратын тарнсформаторы, VD - қоздырғышын қоздыратын
жүйесіндегі шұра .
1.3 сурет - Тәуелсіз қоздырудың статистикалық тиристорлы жүйесі
Статистикалық тиристорлы жүйесі бар тәуесіз қоздыру: ТА1 - AVD1
жұмысшы топ пен AVD2 форсировкалық топтың вентильді жүйесін
қоректендіруге арналған трансформатор; ТА2 - өздігінен қоздыру жүйесінің
трансформаторы; VD - қоздырғыштың қоздыру жүйесінің вентилі;
Тиристорлар түзетуші керрнеу мәнін түзетіп, ротор орамаларында
асқын кернеулікті туғызады. Сол себептен қоздырудың шектік мәндерінде
екі топты тиристорлы жйе қолданылаы: жұмыстық
-
VD1 және
форсировкалы - VD1. Екі топта үш фазалы көпірлік сұлба бойынша паралель
жалғанады. Бірінші топ тиристорларының коммутациясы арқылы екінші топ
тиристорларында кернеу мән айтарлықтай төмендейді. Тиристорлардың
жұмысшы тобы қалыпты режим кезінде генераторды негізгі қоздырумен
қамтамассыз етеді, ал екінші форсировкалы топ - апаттық режим кезінде
генератордың форсировкасы мен өріс өшіруін қамтамассыз етеді. Сол
22
себептен қалыпты режим кезінде ол аз шамадағы ток мәнімен жұмыс істейді
(20 - 30 % ротордың оминалды тогы арқылы); ал форсировка кезінде
форсировка тобы ашылып форсировка толық біткенше токпен қамтып
отырады, ал бұл кезде жұмысшы топ кернеу мәні бойынша форсировкалы
топтан қалып отырады.
Екі топтағы тиристорларды қоретендіру үшін қоздырғыштың әр
фазазының орамын екі бөліктен жасайды: төменгі кернеу мәні, ұзақ уақыт
жұмысшы ток өтуге арналған өткізгіштер қимасы және жоғарғы кернеулі
бөліктер, аз уақытты форсировка тогы өтуге арналған өткізгіштер қимасы.
Біріншісіне жұмысшы топты тиристорлар қалғанған, ао екінші топқа
форсировка тобы қосылған.
Тәуелсіз қоздыру жүйесі айныламы ток қоздырғышы мен
статистикалық түрлендіргіштер тезарада сезгіш қасиетімен ерекшелінеді (х ?
50 1с), себебі ол қоздырудың шектік мәніне (4Ufном дейін) и е, сәйкесінше
инерциялық емес тиристорлар арқылы қосылған және ас уақытқа негізделген
(Те 0,02 с).
Бұнымен қоса жүйеде апаттық режим кезінде істен шыққан
тиристорларды алмастыруға болады және генератордағы асқын өрісті
тиристорларды алмастырып, тиристорлы режимнен инверторлы режимге
алмастыру арқылы алдын алуға болады. Бұл жүйенің кемшілігі айнымалы
ток қоздырғышының өзгешелігінде, бұл жағдай жөндеу жұмыстар мен
эксплуотация кезінде қиындықтар туғызады.
Бұл жүйені қуаты 250 - 300 МВт және одан да жоғары қуатқа ие
турбогенераторлар мен гидрогенераторларда қолдануға өте ыңғайлы.
Сонымен қоса бұл жүйе ұзақ электр беріліс желілерінде және доғалық
пештер пен жұмысшы станокторадың жүйесінде, кернеу ауытқуы кезінде көп
қолданылады.
Жиілігі 50 Гц болатын және айналмалы түзеткіштен тұратын
қоздырғыштың қоздыру жүйесі (щеткасыз жүйе).
Бұл жүйеде қоздырғыш ретінде жиілігі 50 Гц және ерекше
конструкциялы синхронды генератор қолданылады. Конструкция ерекшелігі:
қоздыру орамдары LE қозғалмайтын статорда орналасқан, ал үш фазалы
айнымалы ток орамалары - айнымалы роторда орналасқан.
LE орамасы VDE түзеткәшә арқылы индукторлы типтегі, тұрақты
магнитті GEA қайта қоздырғышынан қоректенеді.
Қоздырыш якорінің айнымалы үш фазалы орамаларындағы айнымалы
ток, белгіленген жиілікте айналатын түзеткіштер арқылы реттеледі. Ал
түзеткіштер ретінде жартылай өткізгішті кремнийді түзеткіштер - диодтар
және басқарушы - тиристорлар қолданылады.
23
1.4 сурет - Щеткасыз қоздыру жүйесі
Суретте VD тирсторлары бар щеткасыз қоздыру жүйесі келтірілген.
Олар қоздырғыш пен біріктіруші Y мухта біріккен валда орналасқан
Д1дискте көрсетілген.
Келесі Д2 дискінің дәл сол жерінде кернеу бөлгіштері орналасқан.
Олар тиристорда орныққан кернеу мәні мен тиристорлық айырғыштардағы
кернеу ауытқуын реттейді. Тиристорларды саны жұмысты тиристор санына
қоса форсировка кезінде қалыпты жұмысты қамтамассыз ете алатындай етіп
таңдалады.
Айнымалы ток қоздырғыш орамы, тиристорлар және генератордың
қоздыру орамалары бір жиілікпен айналатындықтан, оларды өзара ешқандай
котактты сақиналар мен бекітпелерді қолданбай біріктіруге болады.
Қоздырғыш машинаның қоздыру тогын АРВ арқылы ТА трансформаторы
мен А импульсі қондырғыны ретееу нәтижесінде басқаруға болады.
Щеткасыз қоздыру жүйесінің ерекшелігі коллекторлардың, сақиналар
мен щеткалардың болмауында. Осының арқасында оның жұмыс істеу
сенімділігі артады және эксплуатация кезіндегі жұмысты жеңілдетеді. Ал бұл
қоздыру жүйелерінің кемшілігі: резервті қосымша машинаны қосу кезінде,
істен шыққан түзеткіштерді және жанып кеткен элементтерді алмастыру, тек
жалпы қоздыру жүйесін сөндіру арқылы жүзеге асырылады.
Щеткасыз қоздыру жүйесі қуаты 50 МВ·А және одан да жоғары
синхронды компенсаторларды қоздыру үшін, сонымен қатар, қуаты 800 МВт
және одан да жоғары турбогенераторларды қоздыру үшін қолданылады.
Статистикалық түзеткіштері бар өздігінен қоздыру жүйесі. Мұндай
жүйелер тез іске асу қасиетімен ерекшелінеді. Осындай жүйелердің бірі -
статистикалық тиристорлы өздігінен қоздыру жүйесі.
Статистикалық тиристорлы өздігінен қоздыру жүйесі. Сонғы жүйеде
генератор статорынан арнайы трансформаторлар ТА1 және ТА2 арқылы
келетін кернеуді түзететін тиристорлар қолданылады. ТА1 трансформаторы
статор орамаларының шықпасына қосылған, ал ТА2 трансформаторының
24
шықпалары, генератордың нөлдік жағына қосылған, статордың орамаларына
тізбектей жалғанған.
Сонымен қатар тек бір түзеткіш трансформаторлары бар сұлбалар да
кеңінен қолданылады. Түзеткіш қондырғы екі топты тиристорлар жүйесінен
құралған. Олар: қалыпты және номиналды режим кезінде негізгі қоздыру
жүйесімен қамтамассыз ететін - жұмысшы топ VD1 және синхронды
машинаның форсировкасы кезінде қоздыру жүйесімен қамтамассыз ететін -
форсировкалы топ VD2.
Жұмысшы тиристорлар тобы түзеткіш трансформатордың төменгі
кернеу орамасына қосылған, ал форсировкалы тиристорлар тобы тізбектік
трансформаторлар арқылы түзеткіш трансформатордың жоғарғы кернеу
жағына қосылған. Тиристорларды бақылау AVD1 және AVD2 бағылаушы
жүйелер арқылы және TAVD1, TAVD2 өзіндік мұқтаждық
трансформаторлары арқылы реттеледі. Генератор алғашқы қоздыруды
резервті қоздырғыштан алады. Тек түзеткіш трансформатордан тұратын
тұратын сұлбалардың ерекшелігі
-
конструкциясының
қарапайымдылығында. Бірақ генартордға жақын жерде қысқа тқйықталу
болған кезде оның шықпаларындағы кернеу мәні төмендейді, ал құбылыс
тиристорлардағы кернеу деңгейінің төмендеуіне алып келеді.
Тізбектік трансформаторлар жақын жердегі қысқа тұйықталулар
болғанда салыстырмалы түрде жоғары сенімділікті береді. Тек
статистикалық элементтердің қолданылуы, мұндай қоздыру жүйесінің
жоғары сенімділігін береді.
Тізбекті емес трансформаторлары бар қоздыру жүйелері қуаты 220 МВт-
қа дейінгі турбогенераторлар мен қуаты 300 МВт қоса алғандағы
гидрогенераторларды қоздыру үшін кеңінен қолданылады. Ал түзеткіші және
тәзбектә тарнсформаторлары бар жүйелер қуаты 320
-
800 МВт
аралығындағы турбогенераторларды және қуаты 400 МВт дейінгі
гидрогенераторларды қоздыру үшін қолданылады.
1.2 Қолданыстағы электрмеханикалық қоздыру жүйесін тиристорлы
қоздыру жүйесіне алмастыру мүмкіндігін негіздеу
1.2.1 Тиристорлы қоздыру жүйесінің құрамын және жұмысын
сипаттау.
Бүгінгі таңда, орнатылған ескі электромеханикалық қоздыру жүйесін
жаңа тиристорлы қоздыру жүйесіне алмастыру, гидрогенераторлардағы
бақылау жүйесін сенімді реттеуге мүмкіндік береді.
Стандартты орындалған статистикалық тиристорлы қоздыру жұмыс
істеу принципі мен құрылымын қарастырамыз.
Тиристорлы қоздыру жүйесі синхронды генераторлардың келесі
режимдердегі жұмысын қамтамассыз етеді:
-
бастапқы қоздыру режимі;
25
-
бос жүріс режимі;
-
өздігінен
синхронизациялау және нақты синхронизациялау
тәсілдері арқылы желіге қосылуды қамтамассыз ету;
-
генераторға мүмкін боларлықтай жүктемелі және асқын
жүктемелі режимдер арқылы энергожүйеде жұмыс істеу;
-
орындау;
-
-
кернеу және ток мәндері бойынша қоздырудың форсировкасын
cos y=1 мәніне дейін реактивті қуат бойынша қайта жүктеу;
энергожүйедегі ақауларға байланысты қайта қоздыруды
қамтамассыз ету;
-
генератордағы апаттық режим кезінде және қалыпты
тоқтағандағы асқын өрісті сөндіру;
Генераторлардың ерекшеліктеріне байланысты келесі түрдегі қоздыру
жүйелері қарастырылады:
-
-
тиристорлы өздігінен қоздыру жүйесі (ТӨҚЖ);
тиристорлы тәуелсіз қоздыру жүйесі (ТТҚЖ);
Тиристорлы өздігінен қоздыру жүйесі (ТӨҚЖ).
ТӨҚЖ гидрогенераторлардың қоздыру орамаларын, реттегіш тоғын
түзету арқылы қоретендіру. Тиристорлы түзеткіштерді қоректендіру,
генератордың негізгі шықпаларына қосылған трансформатор арқылы жүзеге
асады.
Генраторды іске қосу үшін алғашқы қоздыру тізбегі қарастырылған.
Бұл тізбек автоматты түрде, ротордағы аз уақытты кернеу импульснің
генератор саторының орамаларында ЭҚК пайда болғанға дейінгі өзгерісті
бақылап отырады. Ал пайда болған ЭҚК-і өздігінен қоздыру тізбегіндегі
тиристорлы түрлендіргіштің қалыпты жұмыс істеуі үшін жеткілікті.
Алғашқы қоздыру тізбегін қоректендіру станционарлы аккумулятор
батареялары арқылы да, электр станцияның өзіндік мұқтаждығының
айнымалы ток көздері арқылы да жүзеге асады.
Тез іске асу, қоздыру жүйесіндегі кернеу және ток мәндерінің шектеулі
болуы, басқару заңдылықтарының ерекшелігі, қалыпты параметрлер мен
тұрақты мәндер арқылы реттеу жоғары сапалы басқалу мен үлкен көлемдегі
сенімді энергожүйенің жұмысын қамтамассыз етеді.
Қалыпты жағдайдағы эксплуатация кезінде, генератордағы асқын
өрістілікті интенсивті түрде сөдіру, тиристорлы түрлендіргіштерді қоздыру
кернеуінің полярлығын инверторлы режимге сай келетіндей алмастыру
арқылы жүзеге асады.
Апаттық режим кезіндегі тез арада қоздыруды сөндіру автоматты өріс
сөндіру арқылы орындалады. Автоматты өріс сөндіру - генератордағы
апаттық режимдер кезңнде оңтайлы өріс сөндіруді қамтамассыз ететін,
арнайы конструкциялы электрлік аппарат.
Роторды асқын кернеуліктен қорғау тез жұмыс істейтін разрядниктер арқылы
орындалады.
Тиристорлы тәуелсіз қоздыру жүйесі (ТТҚЖ).
26
ТТҚЖ үлкен қуатты түзетілген реттеуші тогы бар
гидрогенераторлардың қоздыру ормаларын қоректендіру үшіні қолданылады.
Өздігінен қоздыру жүйелерімен салыстырғанда, негізгі генератордың ТТҚЖ
тирсторлық түзеткіші, өндірістік жиіліктегі айнымалы токты тәуелсіз кернеу
көзінен қоректенеді.
Сонымен қатар жүйедегі қосымша генератор өздігінен қоздыру жүйесі
бойынша қоздырылады.
ТТҚЖ-ның ең негізгі ерекшелігі - оның параметрлері энергожүйедегі
өзгерістерге тәуелсіз.
ТТҚЖ осы ерекшелігі арқылы төмендегі бір қатар шаралармен
қамтамассыз ете алады:
қоздырудың энергожүйедегі қысқа тұйықталудың орны мен ұзақтығына
еш қатысы жоқ;
қоздыру кернеуінің аз уақытта керек мәніне дейін көтерілуі;
қоздыру кернеуінің полярлығын өзгерту арқылы қздыруды сейілту
ерекшелігі.
ТТҚЖ бір тиристорлы түрлендіргіші бар және екі реттеу каналы бар
өздігінен қоздырудың параллельді сұлбасы арқылы орындалады. Екі
каналдың біреуі негізгі (НКҚ), ал екіншісі резервті (РКҚ). Әр бір каналда
қоздыруды автоматты реттегіш, тиристорлы басқару жүйелері, қоздыруды
реттеуге және басқаруға арналған функционалды түйін болады.
Негізгі канал микропроцессорлы модуль базасына негіздеоген SIEMENS
фирмасының SIMOREG басқарушы модулінен, ал резервті канал аналогтық
элементтер базына негізделген модульден тұрады.
27
1.5 сурет - микропроцессорлы басқарушы модулі бар турбогенератордың
статисткалық тиристорлы қоздыру жүйесі
Электрлік функлионалды сұлба: G - турбогенератор; LG - қоздыру
орамалары; Q - генераторлы ажыратқыш; ТV - түрлендіруші трансформатор;
ТA - генератордың ток трансформаторы; ТА1, ТА2 - қоғаныстық ток
трансформаторлары; ТA3 - қоздырғыштың ток трансформаторы; ТV1, ТV2 -
генератордың кернеу трансформаторлары; SF1, SF2 - генераторлық кернеу
тізбегінің автоматты ажыратқыштары; ТL
-
қоздырғыштың өзіндік
мұқтаждығының трансформаторы; QS1 - вентильді секцияның күштік
қоретенуші айырғышы; QS2 - ротордың тізбектері арқылы резервті
қоздырғыштан қоректенетін айырғыш; QS - ротор оқшаулағышын бақылуға
арналқан қоретену тізбегінің айырғашы; QR11, QR12 - жұмысшы
қоздыруды қосуға арналған автоматты ажыратқыш; QR21, QR22 - резервті
қоздыруды қосуға арналған автоматты ажыратқыш; ШН - шиналық
қоспалар; КСС - өздігінен синхронизациялау контакторлары; RCC -
өздігінен синхронизациялау кедергісі; УЗП - асқын кернеуліктен қорғану
қондырғысы; ТКЗ - тиристорлы қысқа тұйықтағыш; УНВ - алғашқы қоздыру
қондырғысы; DV1, DV2 - айырғыш диодтар; Rнв - алғашқы қоздырудың ток
тежегіш кедергісі; F сақтандырғыш КНВ1, 2
28
-
алғашқы қоздыру
контакторлары; SF1, SF2, SF3 - генератор мен жоғары кернеу шина тізбегінің
автоматты ажыратқышы; ОКУ - микропроцессорлы реттеу модуліне
негізделген өоздырудың негізгі каналын басқарушы;
Siemens; РКУ - резервті каналды басқару; ЯЗ - қорғаныс ұяшығы; ЯИС -
сигнализация ұяшығы; УИКВ - вентильдердің өткізгіштігін бақылау және
импульс өсуін басқарушы қондырғы; V - вентильді ұяшықтар; БВТ - негізгі
және резервті каналдар арқылы тиристорларды басқаруға арналған
импульстік трансформаторлар; ПС - сигнадарды қабылдау және өңдеу; РП -
аккумулятор батареясынан қоректенетін резервті түрлендіргіш; EV1, EV2,
EV3 - жұмысшы және резервті қоздыру кернеуі, ротор кернеуін өлшеуші
түрлендіріш; ЕА - ротор тогының өлшеуіш түрлендіргіші; RS - ротор
тогының шунты; KЗP - роторды жерге тұйықталудан қорғау;
Тиристорлы түрлендіргіш импульті-фазалық басқару жүйесінен
(SIMOREGта ол аппаратты -прогграммалық сандық қондырғы, ал РКУ -да -
ол СФУ ұяшығы) және күштік вентиль секциясынан тұрады. Әр бір
параллель тармақ конструкциялық сипатта тиристорлық блогты құрайды.
Тиристорлық блок екі жақты табиғи ауалық салқындатудан тұратын Т353 -
800-32 (Т353 -1000- 24) тиристорларынан тұрады. Салқындатқыштардың
құрылымдық орналасуы 45º бұрыш арқылы жасалған. Осындай құрылым
арқылы жоғарыда орналасқан блоктардың салқындауы төмен орналасқан
блоктардың негізде оындалады.
Сәйкесінше әр бір тиристорда тез әрекет ететін 500А негізделген ПП57
салтандырғышы болады. Әр тиристорлар тізбегіне индуктивтілігі 9 мкГн
болатын ауалық дроссельдер орналасқан. Ал дроссельдер қалыпты жүктеме
кезінде 20% көп емес тиристор аралық бөлініс токтарының тараымын
қамтамассыз етеді.
Тиристорлар блогы тармақтардағы өткізгіш шығындары мен импульті-
фазалық басқару жүйесінің негізгі және резервті каналдарының БВТ шығыс
қондырғыларының сигналдарын өңдеп, нәтижесін сұлбалар түрінде келтіріп
береді.
Блоктарды бекіту арнайы екі негіздемесі бар бұрандалар көмегімен
жасалады. Блоктардың тізбек бойынша өзара коммутациялық және сыртқы
сұлбамен байланысы бөлімшелер арқылы орындалады.
Мұндай құрылым сәйкестігі бойынша тиристорлар блогын алмастыруға
мүмкіндік береді.
ТТҚЖ төмендегі шараларды қамтамассыз етеді:
-
вентиль ұяшығындағы кез-келген немесе әр бір параллельді екі
тармақтын өшуі кезінде генератордың барлық жұмыс режимдерім
қанағаттандырады;
-
ТТҚЖ1-да вентиль ұяшығындағы кез-келген немесе әр бір
параллельді үш тармақтын өшуі кезінде номиналды қоздыру тогы 2100 А
болатын генераордың жұмысын қанағаттандырады. Бұл кезде қоздыру
форсировкасы тоқтатылады;
29
-
минималды қоздыруды шектеуіш мәніге дейін шама кезіндегі
және төрт параллель тармақтарды сөндіргендегі форсировканың рұқсат
етілмеуі немесе ТТҚЖ1 және ТТҚЖ2 вентильді секцияларындағы сәйкес
параллель тармақтардың өшуі кезіндегі генератордың қайта іске қосуын
қамтамассыз етеді;
-
қалыпты режим кезінде тиристорлы түрлендіргішті инверторлы
режимге алмастыру арқылы асқын өрісті сөндіруге болады, ал тиристорлы
түрлендіргіштің бірігіп қорғаныста жұмыс істеуі, өрісті сөндіру қондырғысы
УГП және инверторлық режимге алмасқандағы қорғаныстық қасиеттердің
бірігуі - жалпы қорғаныстың жұмыс істеуі процессін құрайды. УГП
құрамына жұмысшы және резервті қоздырғыштарды қосуға арналған QR1
және QR2 ажыратқыштры мен тиристорлы разядниктер кіреді.
Доға кернеуінің әсерінен әр бір күштік контакттағы ажыратқыштардың
ажырауы кезінде разрядник қосылып, қоздыру тізбегіндегі кернеу мәні
разрядниктегі мәнмен шектеліп доға сөнеді. Осы кезде ротор тоғы келесі
контур бойынша ағатын болады: қоздыру орамалары, разрядник және RCC
кедергісі бойымн. Соңында ажыратқыштардың контакттеріндегі доға сөніп,
ротордағы ток мәні өшеді.
рn ауысымындағы тиристорлар темпераурасының есептік мәні,
параллельді тармақтардың толық саны кезінде және 20с екі реттік
форсировка кезінде, 40°С бөлме температурасында ТустТф = 7985°С
құрайды.
Қалыпты режим кезінде тиристорлы түрлендіргішті инверторлы
режимге алмастыру арқылы асқын
өрісті сөндіру, ал тиристорлы
түрлендіргіштің бірігіп қорғаныста жұмыс істеуі, өрісті сөндіру қондырғысы
УГП және инверторлық режимге алмасқандағы қорғаныстық қасиеттердің
біпігуі - жалпы қорғаныстың жұмыс істеуі процессі.
УГП құрамына жұмысшы және резервті қоздырғыштарды қосуға
арналған QR1 және QR2 ажыратқыштры (түрі Э25С СТСТМУ үшін және
ВА56 СТСТМП1 үшін) мен тиристорлы разядниктер кіреді.
Доға кернеуінің әсерінен әр бір күштік контакттағы ажыратқыштардың
ажырауы кезінде разрядник қосылып, қоздыру тізбегіндегі кернеу мәні
разрядниктегі мәнмен шектеліп доға сөнеді. Осы кезде ротор тоғы келесі
контур бойынша ағатын болады: қоздыру орамалары, разрядник және RCC
кедергісі бойымн. Соңында ажыратқыштардың контакттеріндегі доға сөніп,
ротордағы ток мәні өшеді.
ТТҚЖ электрондық қондырғыларының негізгі қорек көзі - TL өзіндік
мұқтаждық тарнсформаторлары. Ал резервті қоретену тұрақты токты 220В
желілер арқылы және 0,4 кВ өзіндік мұқтаждық станциялары арқылы жүзеге
асады.
SIMOREG басқару типті негізгі каналдың микропроцессорлы модулі -
шағын сандық қондырғы. Бұл сандық қондырғы тұрақты токты басқарушы
электр жетегі бар тиристорлы түрлендіргіштерді басқаруға арналған.
30
SIMOREG өзінің құрылымдық программасынан басқа, үлкен көлемдегі
еркін функционалды модульдердібасқара алтындақтан СКБ ЭЦМ SIMOREG
бағдарламасын өте қуатты синхронды генераторларды қолдануға болады деп
шешті.
Жеке функционалды бағдарламалардан тұратын, сандық түрде
орындалған, басқарушы модуль (сурет 1.6).
1.6 сурет - Функциональды сұлба
Simoreg микропроцессорлы модульдің канадары қоздыруды реттеу
негізінде қолдану мысалы. Функционалды электрлік сұлба: БЧ - жиілік
блогы; БОР - ротор тогын шектеуге және басқаруға арналған блок; ОП -
асқын кенеулікті шектеуші; ФП - функциональды түрлендіргіш; И -
интегратор; ОМВ - минималды қоздыруды шектегіш; П - пропорционалды
канал; РРМ - реактивті қуат реттегіші; БКТ - токтық компаундылау блогы;
СУТ - тиристорларды басқару жүйесі;
Программалық модульдер келесі функцияларды орындайды:
-
-
генератордың автоматты кернеу реттегіші - Кернеу каналы;
қоздыру тогын автоматты реттеу - Қоздыру тогының каналы.
Ол дегеніміз, ток реттегішінің қосымша функциялары арқылы максималды
31
және минималды ток шамаларын шектеу (БОР), ток сигналдарын реттеу
(Стабилизатор), ротордың асқын кернеулігі (ОП);
-
реактивті қуат пен реактивті ток шамаларын автоматты түрде
реттеу - Реактивті қуат және реактивті ток каналдары. Ол дегеніміз:
генератор кернеуіннің статистикалық сипаттамасын анықтау үшін ток
бойынша реттеу (БКТ), минималды қозуды шектеуіштер (ОМВ) және
реактивті қуатты реттеуіштер (РРМ);
-
генратор шықпаларындағы кернеу жиілігі бойынша орнықтау
және реттеу жүйелерінің сигналдарын қарастыру - Жиілік каналы. Ол
дегеніміз: жиілікті орнықтылық (БЧ) және генератор шығпалары мен
айқындалмаған аймақтардағы кернеу айырмашылығын өлшейтін
вольтгерцтік реттеуіш (ВГц қорғанысы);
-
генератордың қоздыру деңгейін реттеутін сигналдарды
қарастыру - Қондырғы реттеуіш;
-
реттеуіш каналдардың әр түрлі жұмыс режимдеріне сәйкес
қондырғыларын бақылау және жайындау - Қондырғыларды бақылау және
дайындау каналы;
-
генартордың жұмыс режимдерін динамикалық өлшеу кезіндегі
жиілік, ротор тогы және ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz