3.7. Устройство полуавтоматической самосинхронизации

Устройство полуавтоматической самосинхронизации обеспечивает автоматическое включение невозбужденного генератора при достижении генератором частоты вращения, близкой к частоте вращения работающих генераторов. Регулирование частоты вращения генератора производится персоналом вручную путем воздействия на АРЧВ турбины. Генератор возбуждается после включения его выключателя.

На ТЭС самосинхронизация в основном выполняется полуавтоматически из-за сложности автоматизации пуска блока из холодного состояния (в отсутствии АСУ ТП), на ГЭС – используется как полуавтоматическая, так и автоматическая самосинхронизация.

Институт «Атомтеплоэлектропроект» разработал устройство полуавтоматической самосинхронизации, схема которого приведена на рис. 3.7.

Рис. 3.7. Схема устройства полуавтоматической самосинхронизации:

а) цепи переменного напряжения;

б) цепи оперативного тока.

Основным элементом устройства является реле разности частот KF, контролирующее разность частот напряжений генератора и сети. Широкое применение получило индукционное реле частоты ИРЧ-01А. Обмотка I подключается последовательно с реостатом R1 к трансформатору напряжения TV1 невозбужденного генератора. Обмотка II подключается к трансформатору напряжения сети TV2. Устройство полуавтоматической самосинхронизации вводится в работу переключателем SA, замыкающим цепи трансформаторов TV1 и TV2, цепи оперативного постоянного напряжения и выходные цепи.

Реле ИРЧ-01А в момент подачи напряжения на его обмотки может кратковременно замыкать свои контакты. Чтобы исключить неправильное действие устройства, обмотки I и II реле KF подключаются к трансформаторам TV1 и TV2 неодновременно: сначала подключается обмотка II, а затем через время в несколько секунд, устанавливаемое на проскальзывающем контакте реле времени КТ.1, подключается обмотка I. Подключение обмотки I осуществляется с помощью промежуточного реле KL3. Кроме того, вводится дополнительная выдержка времени на контакте КТ.2 в цепь контактов KF.1 и KF.2, исключающая неправильное срабатывание устройства в момент подачи напряжения на обмотку I реле KF.

При достижении частоты скольжения, равной частоте срабатывания реле KF, срабатывает выходное реле устройства KL1, которое самоудерживается контактом KL1.1, а контактом KL1.3 замыкает цепь включения выключателя генератора Q1. После включения выключателя Q1 включается автомат гашения поля (АГП) генератора, подающий возбуждение на обмотку ротора генератора. Включенное положение выключателя Q1 контролируется вспомогательным контактом Q1. Возбужденный генератор окончательно втягивается в синхронизм. Самоудерживание реле KL1 обеспечивает надежное включение выключателя и АГП генератора. Промежуточное реле KL2, имеющее задержку при возврате, ограничивает длительность сигнала на включение Q1 и АГП.

Для исключения опасного воздействия номинального напряжения трансформатора напряжения TV1 возбужденного генератора на обмотку I реле KF цепь этой обмотки размыкают контактом KL3.2 после возврата реле KL3. Реле KV предназначено для исключения подачи номинального напряжения возбужденного генератора на обмотку I реле KF до включения генератора в сеть (вследствие ошибочных действий персонала). Реле KV размыкает цепь реле времени КТ и исключает срабатывание реле KL3.

При отключении генератора от сети и последующей подготовке его к включению реле времени КТ дополняет блокировку по напряжению. Гашение магнитного поля генератора при подготовке его к самосинхронизации происходит не мгновенно. Снижение напряжения генератора ниже напряжения возврата реле KV при включенном переключателе SA приводит к пуску реле времени КТ. По истечении выдержки времени, устанавливаемом на контакте КТ.1, напряжение генератора снизится до неопасного значения, при котором обмотка I реле KF включается в цепь трансформатора ТV1.

Вывод устройства из работы осуществляется вручную установкой переключателя SA в положение О («Отключено»); при этом все реле устройства возвращаются в исходное положение.

Контрольные вопросы

1. Что такое синхронизация синхронного генератора, и какие существуют способы синхронизации?

2. Что такое напряжение биений?

3. Как будет выглядеть график изменения напряжения биений во времени при условии, что напряжение генератора не равно напряжению сети?

4. Какие основные элементы входят в состав автоматического синхронизатора?

5. Какие основные недостатки синхронизатора типа УБАС обусловили его замену на более совершенный СА–1?

6. Какие параметры учитываются при определении условия срабатывания узла опережения синхронизатора СА–1?

7. Какие параметры учитываются при работе узла контроля разности частот синхронизатора СА–1?

8. Какое назначение реле разности частот в устройстве полуавтоматической самосинхронизации?