HECI GCB for Generators – Kiiruslik SF₆ lülitik

1.Definitsioon ja funktsioon

1.1 Tootja ühendussulga roll

Tootja ühendussulg (GCB) on kontrollitav lahkuva punkt tootja ja tõstmustransformatori vahel, mille kaudu tootja suhtub elektrivõrguga. Selle peamised funktsioonid hõlmavad tootja poolel asuvate vigade eraldamist ja tootja sünkroniseerimisel ning võrguühenduse loomisel operatiivset kontrolli. GCB töötamise printsiip ei ole oluliselt erinev tavalisest ühendussulgast; kuid tootja vigadevoogude kõrge DC komponendi tõttu on GCB-delt nõutud äärmiselt kiire reageering, et vigadega kiiresti toime tulla.

1.2 Võrdlus süsteemidega, mis kasutavad ja mitte kasutavad tootja ühendussulga

Joonis 1 näitab tootja vigadevoogu katkestamist süsteemis, mis ei kasuta tootja ühendussulga.

Joonis 2 näitab tootja vigadevoogu katkestamist süsteemis, mis on varustatud tootja ühendussulgaga (GCB).

Võrdlusest selgub, et tootja ühendussulga (GCB) paigaldamise eelised võivad kokkuvõtlikult väljenduda järgmiselt:

Tavalises käivitamisel ja lõpetamisel pole tarvis lisavarustuse allikate vahetamist – piisab tootja ühendussulga töötlusest, mis oluliselt suurendab laost varustava energia tõhusust.

Tootja sees (GCB tootja poolel) asunud sisemise vigase korral tuleb ainult trippida tootja ühendussulg, mis oluliselt vähendab üksuse vigade korral tekkiva keerukust.

See pakub paremat kaitset peamisele transformatorile ja kõrgepinge laovarustuse transformatorile. Kui esineb sisemine viga ühes neist transformatoritest, siis tootja jätkab vigadevoogu edastamist oma väljamagnetiseerumise (seesüsteemi) voogu lagunemise perioodil – isegi pärast seda, kui peamise transformatori kõrgepinge poolne sulg on avatud kaitserelingute poolt. GCB-ga paigaldatud süsteemis saab tootja kiiresti lahutada, mis vähendab peamise transformatori kahjustusi – see on oluline eelis suurte tootmiste üksuste puhul.

Lisaks on oluline eelis kõrgepinge sulgade mittekooskõlastatud (poolde kooskõlastuseta) töötlemise tõttu tekkinud tootja kahjustuse vähendamine või likvideerimine. Tootja-transformator ühenduses töötab kõrgepinge sulg suure nominalpinge tasemel, ja avatud tüübi sulglaadistes on fasete vaheline suurus nii suur, et mehaaniline kolme-poolne lukustus ei ole võimalik. Seetõttu võib isegi normaalsete ühenduste ajal tekkida mittekooskõlastatud toiming. Sellised tingimused tekitavad tootja statoris negatiivse järjestusega voogu, ja rotoril on väga piiratud tolerants negatiivse järjestusega magnetväli vastu – mis võib viia tõsise rotorikahjustuse. Kuid kaasaegsed GCB-d on projekteeritud ja valmistatud kolme-poolse mehaanilise lukustusega, mis tõhusalt takistab mittekooskõlastatud toiminguid.

GCB tootja poolel asunud vigade korral tuleb ainult trippida tootja ühendussulg – ilma avamata peamise transformatori kõrgepinge poolset sulga – mis vähendab üldist võrgustruktuuri mõju ja soodustab süsteemi stabiilsust.

Elektrijaama paigutus muutub lihtsam ja majanduslikum, vähendades paigaldamise, testimise aega ja kulusid. Laovarustuse transformator ja tema seotud keskmise- ja kõrgepinge sulglaadised saavad välja jätta. GCB rakendamisel suureneb keskmine elektrijaama kättesaadavus 0,3%–0,6%, ja kõrgema tootja kättesaadavuse tulemusena suureneb energiaturu tulu.

2. Struktuur ja funktsioon

2.1 Üldine struktuur

Ühendussulgusüsteem koosneb põhiliselt järgmistest osadest ja seadmetest, mis on paigutatud ühise toetuse raami peale. Tellimuse spetsifikatsioonide sõltuvalt võidakse mõned loetletud osad välja jätta.

HEC/HECI-tüübi sulglaadiste standardne disain hõlmab:

• SF₆ ühendussulg

• Lahkusul (eraldamissulg)

• Maandussulg

• Kondensaatorid

• Voogtransformatorid (CT-d)

• Pingetransformatorid (VT-d)

Surge arresterid, lühikutud linkid ja käivitussulg (staatiline sageduskonverter, SFC) on saadaval valikuliste elementina.

1 – Ühendussulg 2 – Lahkusul (eraldamissulg) 3a – Maandussulg 3b – Maandussulg 4 – Lühikutud link 5 – Käivitussulg (SFC) 6 – Kondensaator

7 – Voogtransformator 8 – Pingetransformator 9 – Surge arrester 10 – Korpus

Väljundlüliti täidetakse SF₆ gaasiga kui plahvivõtme keskkonnana. Peamised kontaktid ja plahvivõtmekontaktid on eraldatud. Kontaktidega juhendatakse vedelikupöördmehhanismi abil. Väljundlülite kolm paalu on mehaaniliselt ühendatud.

1 – Lihtne ühendus 2 – Lüliter (Isolatsioonilüliter) 3 – Plahvivõtme kamber 4 – Isolatsioon 5 – Korpus 6 – Maandussüsteem (Maanduslüliter) 7 – Eraldatud faasi busbari ühendus

8 – Vooluksitaja

GCB korpusesse sisse paigutatud komponendid on näidatud järgmisel joonisel.

2.2 Komponentide koostumine ja funktsioon

1) Töölepanekumechanism

HECI5-tüübilise GCB lülite kasutatakse AHMA 4 töölepanekumechanismi. See töölepanekumechanism on näidatud järgmisel fotol:

1 – Kombineeritud moottor (õli pumbamoottor) 2 – Juhtimiskraanide abikontaktid 3 – Abikontaktid

① Töölepanekumoodul:

Moodul kasutab konstantset rõhujääki, kus kõrge rõhu õli mõjutab püsti liikuva pistaku ülemist osa. Avamise ja sulgemise kiiruse saab reguleerida vastavate ventiilidega.

② Energia akumuleerimismoodul:

Hüdraulilise õli toime all akumulaatorpistak tõmbab välja diskringide ja salvestab hüdraulilise energiat pikaks ajaks energiaakumulaatori pistakukambri sees, pakkudes vajalikku energia varuvõimu avamiseks ja sulgemiseks.

③ Juhtimismoodul:

Peajuhtimisruumist saadetud elektrilised käsklused aktiveerivad avamise/sulgemise magneetventiile, mis omakorda muudavad suunamuuturvalu asukohta, et saavutada lülite avamine või sulgemine.

④ Adapter (Ühendus)moodul:

Pistaku liikumisel juhib ühenduskaar abilülit, et pöörama, andes nii avamise/sulgemise positsioonide signaale.

⑤ Hüdrauliline pumbamoodul:

Elektrimoottor käivitab hüdraulilise pumba, mis pompab õli akumulaatori, teisendades elektrilist energiat hüdrauliliseks.

⑥ Jälgimismoodul:

Diskringide kokkupressimine tõmbab piirikraani kontaktilt, mis pöörates avab või sulgeb mikrokontaktide kontakte. See annab hoiatussignaalid ja automaatse interlokingu peajuhtimisruumi jaoks. (Kui rõhk ületab määratud väärtust, avaneb automaatselt painetõmbav ventil, et tagada ülerõhu kaitse.)

2) Väljundlülite

Väljundlülite on GCB peamine komponent. Selle struktuuriprintsiip ei ole keeruline, ja selle funktsionaalne skeem on näidatud järgmisel joonisel:

S1 – Vedliku piirmõõdik S0 – Abilülit SA – Asukohaindikaator Y1 – Sulgemiskoil Y2, Y3 – Avamiskoilid 1 ja 2 M0 – Energiakogumismootor R10 – Küttväline DI – Tiheuskontrollija 

F6 – Tiheuskontrollija

3) SF₆ gaasisüsteem

GCB-s on SF₆ gaas ainult väljundlülites, tiheusrööplises, tiheuskontrollijas ja ühenduses olevates gaasijuhtmetes.

Tiheuskontrollija on temperatuuri kompenseeritud rõhukontrolliseade, mis kasutatakse kolme paali (kolme fazi) väljundlülite SF₆ gaasi tiheuse jälgimiseks. Gaasi rõhut saab otse jälgida rõhukontrollijast. Kui rõhu langeb määratud limiidi alla, edastab tiheuskontrollija "GAASI LISAMINE" signaali. Kui SF₆ rõhu jätkub langemist, aktiveerivad kaks sõltumatut mikrokontaktid interlokinguid, mis takistavad igasuguseid lülite operatsioone — väljundlülite muutub mehaaniliselt ja elektriliselt lukustatuks.

Tiheuskontrollija seadistuspunktid on määratud vastavates juhtimisskeemides ja SF₆ gaasi tiheuse karakteristikagraafikutes.

Juhtimiskasti juhtpaneel koosneb peamiselt neljast osast:

• Interlokinguluuletaja

• Töötsükliku arvuti

• Töö ja hoiatusindikaatorid

• Paigalse töörežiimi nupud

4) Juhtimiskabinet

Kõik katkuri juhtimise mehaaniliste funktsioonide on integreeritud juhtimiskabinetis. Lõplik konfiguratsioon ja funktsionaalne paigutus on kirjeldatud vastavates juhtimisskeemides. Järgmised juhtimiskomponendid asuvad kõik juhtimiskabinetis:

S2 – Paikne/Kaugtöö valikulülitus: Töörežiimi saab valida lülituse S2 abil.

Kaugtöö režiimis käsklusi saab anda ainult peajuhtimistoonas.

Paikne režiimis käsklusi saab algatada ainult katkuri juhtimiskabinetist.

Paikne režiimis ei saa valikulülituse S2 võtit välja võtta. Soovitatakse, et võtit hoitaks juhtimistoonas.

S11/S12 – Katkuri töölepanekuks mõeldud valgustavad nuppulülitused.

5) Rõhurelieffi (plahvatuskaitse) süsteem

Plahvatav plaat: Kui sisemine kaariviga (pikaajalise lühikese järjekorra voolu tõttu) tekitab kateenikus oleva gaasi rõhu aktiveerimiskinnituseni, lõhkestub plahvatav plaat, vabastades üleliigse rõhu kohe. See kiire ventilatsioon takistab katastroofilist kateeniku kahjustust, turvaliselt vabastades ülerõhulist SF₆ gaasi.