HECI GCB for Generators – სწრაფი SF₆ შუქსამცირებელი

1.განმარტება და ფუნქცია

1.1 გენერატორის სავარდნის გამმართველის როლი

გენერატორის სავარდნის გამმართველი (GCB) არის კონტროლირებადი გამყოფი წერტილი, რომელიც მდებარეობს გენერატორსა და ზემოდინამიკურ ტრანსფორმატორს შორის და წარმოადგენს ინტერფეისს გენერატორსა და ელექტროენერგიის ქსელს შორის. მისი ძირეული ფუნქციები შედის გენერატორის მხარის დაზიანების იზოლაცია და გენერატორის სინქრონიზაციისა და ქსელთან დაკავშირების დროს ოპერაციული კონტროლის უზრუნველყოფა. GCB-ის მუშაობის პრინციპი არ განსხვავდება სტანდარტული სავარდნის გამმართველის პრინციპისგან მნიშვნელოვნად; თუმცა, გენერატორის დაზიანების დროს დენში მაღალი DC კომპონენტის გამო, GCB-ები მოთხოვნილნი არიან მუშაობდნენ საკმაოდ სწრაფად, რათა სწრაფად გაემჟღავნა დაზიანება.

1.2 სისტემების შედარება – გენერატორის სავარდნის გამმართველით და მის გარეშე

ნახაზი 1 აჩვენებს გენერატორის დაზიანების დროს დენის შეწყვეტის სცენარს ისეთ სისტემაში, სადაც არ არის გენერატორის სავარდნის გამმართველი.

ნახაზი 2 აჩვენებს გენერატორის დაზიანების დროს დენის შეწყვეტის სცენარს ისეთ სისტემაში, სადაც არის გენერატორის სავარდნის გამმართველი (GCB).

როგორც ზემოთ ნაჩვენებია, გენერატორის სავარდნის გამმართველის (GCB) დაყენების უპირატესობები შეიძლება შედგენილი იქნეს შემდეგნაირად:

გენერატორული ერთეულის ჩვეულებრივი ჩართვისა და გამორთვის დროს დამხმარე ელექტრომომარაგების გადართვა არ მოითხოვს – მხოლოდ გენერატორის სავარდნის გამმართველის ოპერირებაა საჭირო, რაც მნიშვნელოვნად ამაღლებს სადგურის სერვისული ელექტრომომარაგების საიმედობას.

იმ შემთხვევაში, თუ გენერატორში მოხდება შიდა დაზიანება (ანუ, GCB-ის გენერატორის მხარეს), მხოლოდ გენერატორის სავარდნის გამმართველის გათიშვაა საჭირო, რაც მნიშვნელოვნად ამცირებს ოპერაციული რთული მომენტების რაოდენობას ერთეულის დაზიანების დროს.

ის უზრუნველყოფს მთავარი ტრანსფორმატორისა და მაღალი ძაბვის სადგურის სერვისული ტრანსფორმატორის უკეთეს დაცვას. როდესაც ამ ტრანსფორმატორებიდან ერთ-ერთში მოხდება შიდა დაზიანება, გენერატორი გრძელდებს დაზიანების დენის მიწოდებას მისი ველის (განმგრძნობიარობის) დენის დაშლის პერიოდში – მაშინაც კი, როდესაც მთავარი ტრანსფორმატორის მაღალი ძაბვის მხარის სავარდნის გამმართველი დაცვის რელემ გაათიშა. GCB-ის დაყენების შემთხვევაში, გენერატორი სწრაფად შეიძლება გაემჟღავნოს, რაც მინიმუმამდე ამცირებს მთავარ ტრანსფორმატორზე მოხდენილ ზიანს – ეს კრიტიკული უპირატესობაა დიდი გენერატორული ერთეულებისთვის.

დამატებითი მნიშვნელოვანი უპირატესობა არის გენერატორზე ზიანის შემსუბუქება ან მისი აღმოფხვრა, რომელიც გამოწვეულია მაღალი ძაბვის სავარდნის გამმართველის არასინქრონული (პოლუსების შეუთანხმებლობის) მუშაობით. გენერატორ-ტრანსფორმატორის ერთეულის შეერთების შემთხვევაში, მაღალი ძაბვის სავარდნის გამმართველი მუშაობს მაღალ ნომინალურ ძაბვაზე და ღია ტიპის სავარდნებში ფაზებს შორის დიდი მანძილი ხელს უშლის მექანიკურ სამფაზიან ინტერლოკინგს. შესაბამისად, არასინქრონული მუშაობა შეიძლება მოხდეს ჩვეულებრივი გადართვის დროსაც კი. ასეთმა პირობებმა შეიძლება გენერატორის სტატორში ინდუქცირდეს უარყოფითი მიმდევრობის დენები, ხოლო როტორს უარყოფითი მიმდევრობის მაგნიტურ ველების მიმართ ძალიან შეზღუდული მდგრადობა აქვს – რაც შეიძლება გამოიწვიოს როტორის მძიმე დაზიანება. თუმცა, თანამედროვე GCB-ები სამფაზიანი მექანიკური ინტერლოკინგით არის შემუშავებული და წარმოებული, რაც ეფექტურად ავითარებს არასინქრონულ მუშაობას.

GCB-ის გენერატორის მხარეს მოხდენილი დაზიანების შემთხვევაში, მხოლოდ გენერატორის სავარდნის გამმართველის გათიშვაა საჭირო – მთავარი ტრანსფორმატორის მაღალი ძაბვის მხარის გამმართველის გახსნის გარეშე – რაც მინიმუმამდე ამცირებს ზემოქმედებას მთლიან ქსელის სტრუქტურაზე და უზრუნველყოფს სისტემის სტაბილურობას.

ელექტროსადგურის გეგმა ხდება მარტივი და ეკონომიური, რაც ამცირებს მონტაჟის, ჩართვის დროს და ხარჯებს. შეიძლება გაუქმდეს სადგურის სერვისული ტრანსფორმატორი და მისი შუა და მაღალი ძაბვის სავარდნები. GCB-ის გამოყენების შემთხვევაში, სადგურის საშუალო ხელმისაწვდომობა იზრდება 0.3%-დან 0.6%-მდე, ხოლო მაღალი ხელმისაწვდომობა პირდაპირ გადაიხდება ენერგიის შემოსავლის გაზრდით.

2. სტრუქტურა და ფუნქცია

2.1 სრული სტრუქტურა

სავარდნის გამმართველის სისტემა ძირეულად შედგება შემდეგი კომპონენტებისა და მოწყობილობებისაგან, რომლებიც ყველა ერთ საერთო მხარდამჭერ საფუძველზეა დამაგრებული. შეძენის შეკვეთის სპეციფიკაციების მიხედვით, ზოგიერთი ჩამოთვლილი კომპონენტი შეიძლება გამოირიცხოს.

HEC/HECI-ტიპის სავარდნის სტანდარტული კონსტრუქცია შეიცავს:

• SF₆ სავარდნის გამმართველი

• გამყოფი (იზოლირების გამმართველი)

• გამაგრივების (გრუნტის) გამმართველი

• კონდენსატორები

• დენის ტრანსფორმატორები (CTs)

• ძაბვის ტრანსფორმატორები (VTs)

გადატვირთვის შემსუბუქებლები, შემოკლების მიმღები ლინკები და სტარტის გამმართველი (სტატიკური სიხშირის გარდამქმნელისთვის, SFC) ხელმისაწვდომია როგორც დამატებითი ვარიანტები.

1 – სავარდნის გამმართველი 2 – გამყოფი (იზოლირების გამმართველი) 3a – გამაგრივების გამმართველი 3b – გამაგრივების გამმართველი 4 – შემოკლების მიმღები ლინკი 5 – სტარტის გამმართველი (SFC) 6 – კონდენსატორი

7 – დენის ტრანსფორმატორი 8 – ძაბვის ტრანსფორმატორი 9 – გადატვირთვის შემსუბუქებელი 10 – სანათური

ცირკვიტბრეიკერი შეივსება SF₆ გაზით, როგორც დამწყნარებელ საშუალებად. ძირითადი კონტაქტები და დამწყნარებელი კონტაქტები განსხვავებულია. კონტაქტები მუშაობენ სპრინგ-დროშით მუშაობს. ცირკვიტბრეიკერის სამი პოლი მექანიკურად დაკავშირებულია.

1 – ფლექსიბელი კავშირი 2 – დისკონექტორი (იზოლირების კლაპანი) 3 – დამწყნარებელი თავი 4 – იზოლაცია 5 – კორპუსი 6 – დამამართველი (გრანდირების) კლაპანი 7 – იზოლირებული ფაზის ბუსბარის კავშირი

8 – ტოკის ტრანსფორმატორი

GCB კორპუსის შინაგანი კომპონენტები ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში.

2.2 კომპონენტების შედგენა და ფუნქციები

1) ოპერაციული მექანიზმი

HECI5-ტიპის GCB კლაპანი იყენებს AHMA 4 მოქმედების მექანიზმს. ამ მოქმედების მექანიზმის ფიზიკური ფოტო შემდეგია:

1 – კომბინირებული მოტორი (ოილ პუმპის მოტორი) 2 – კონტროლის კლაპანის აქსესუარული კონტაქტები 3 – აქსესუარული კონტაქტები

① ოპერაციული მოდული:

მოდული იყენებს მუდმივი წნევის განსხვავებას, სადაც მაღალი წნევის ნეფტი უწყვეტად მოქმედებს პისტონის რადიუსზე. გახსნის და დახურვის სიჩქარეები შესაბამისი თერმოსკრუბებით შეიძლება ცვლილებას გადაიტაცოს.

② ენერგიის აკუმულაციის მოდული:

ჰიდრავლიკური ნეფტის მოქმედებით, აკუმულატორის პისტონი აკომპრესირებს დისკურ სპრინგებს და დიდხანს შეინახავს ჰიდრავლიკურ ენერგიას ენერგიის აკუმულაციის პისტონის ცილინდრში, რითაც გარემოებს გახსნის და დახურვის მოქმედებების საჭირო ენერგიის რეზერვი.

③ კონტროლის მოდული:

მთავარი კონტროლის სალის ელექტრონული ბრძანებები აქტივირებენ გახსნის/დახურვის ელექტრომაგნიტურ კლაპანებს, რომლებიც, თავის 차례로, ცირკულაციის კლაპანს გადაადგილებენ გახსნის ან დახურვის მისაღებად ცირკვიტბრეიკერის.

④ ადაპტერი (კავშირი) მოდული:

პისტონის რადიუსის მოძრაობისას, კავშირის კრანკ ხელსაწყო არასართავს აქსესუარულ კლაპანს როტაციაში, რითაც გახსნის/დახურვის პოზიციის სიგნალები გადაიტაცება.

⑤ ჰიდრავლიკური პუმპის მოდული:

ელექტრომოტორი მუშაობს ჰიდრავლიკურ პუმპას ნეფტის ინჯექტირებისთვის აკუმულატორში, რითაც ელექტროენერგია ხდება ჰიდრავლიკურ ენერგიად.

⑥ მონიტორინგის მოდული:

დისკურ სპრინგების კომპრესია მუშაობს ლიმიტის კლაპანის კამას, რომელიც როტაციაში გახსნის ან დახურავს მიკროკლაპანის კონტაქტებს. ეს პროვიდებს ალარმის სიგნალებს და ავტომატურ ინტერლოკირების ფუნქციებს მთავარი კონტროლის სალისთვის. (როდესაც წნევა აღემატება მითითებულ მნიშვნელობას, წნევის რელიეფი ავტომატურად გახსნის და ხელსაწყობს გადატვირთვის დაცვას.)

2) ცირკვიტბრეიკერი

ცირკვიტბრეიკერი არის GCB-ის ძირითადი კომპონენტი. მისი სტრუქტურული პრინციპი არ არის რთული და მისი ფუნქციონალური სქემა შემდეგია:

S1 – სპრინგის ლიმიტის კლაპანი S0 – აქსესუარული კლაპანი SA – პოზიციის ინდიკატორი Y1 – დახურვის კოილი Y2, Y3 – გახსნის კოილები 1 და 2 M0 – ენერგიის აკუმულაციის მოტორი R10 – გათბობის ქსელი DI – სიმკვრივის ინდიკატორი 

F6 – სიმკვრივის მონიტორი

3) SF₆ გაზის სისტემა

GCB-ში, SF₆ გაზი არსებობს მხოლოდ ცირკვიტბრეიკერში, სიმკვრივის რელეში, სიმკვრივის გაზის მეტრში და შეერთებულ გაზის ტრუბიებში.

სიმკვრივის მონიტორი არის ტემპერატურის კომპენსირებული წნევის მონიტორი, რომელიც გამოიყენება სამი პოლის (სამფაზის) ცირკვიტბრეიკერის SF₆ გაზის სიმკვრივის მონიტორინგისთვის. გაზის წნევა შესაძლებელია დირექტულად დაინახოს წნევის გაზის მეტრით. როდესაც წნევა დაეცემა მითითებული საზღვრის ქვემოთ, სიმკვრივის მონიტორი გამოიტაცებს "გაზის შევსება" სიგნალს. თუ SF₆ წნევა განაგრძობს დაცემას, ორი დადგენილი მიკროკლაპანი აქტივირებს ინტერლოკს, რომელიც ათავსებს ყველა სართავ მოქმედებას მექანიკურად და ელექტრონულად დაბლოკირებულ მდგომარეობაში.

სიმკვრივის მონიტორის პარამეტრები მითითებულია შესაბამის კონტროლის დიაგრამებში და SF₆ გაზის სიმკვრივის ქართული ხაზებში.

კონტროლის კაბინეტის კონტროლის პანელი მთავრდება მთავრად შემდეგი სამი ნაწილით:

• ინტერლოკის კლაპანი

• ოპერაციის თვალმართ

• ოპერაციის და ალარმის ინდიკატორები

• ლოკალური რეჟიმის ღილაკები

4) კონტროლის კაბინეტი

ცირკვიტბრეიკერის ოპერაციული მექანიზმის ყველა ფუნქცია ინტეგრირებულია კონტროლის კაბინეტში. ბოლო კონფიგურაცია და ფუნქციონალური ლაიაუთი დეტალურად აღწერილია შესაბამის კონტროლის დიაგრამებში. შემდეგი კონტროლის კომპონენტები ყველა დაფარებულია კონტროლის კაბინეტში:

S2 – ადგილობრივ/დისტანციური სელექტორის სイჩი: ოპერაციული რეჟიმი არის არჩეული სიჩით S2.

დისტანციურ პოზიციაში, ბრძანებები შეიძლება მხოლოდ მთავარი კონტროლის დასასახელებელიდან გამოიცხადოს.

ადგილობრივ პოზიციაში, ბრძანებები შეიძლება მხოლოდ ცირკვიტბრეიკერის კონტროლის კაბინეტიდან იწყოს.

ადგილობრივ პოზიციაში, სელექტორის სიჩის S2 გასაღები არ შეიძლება გაიღოს. რეკომენდებულია გასაღების შენახვა კონტროლის დასასახელებელში.

S11/S12 – ცირკვიტბრეიკერის ოპერაციისთვის განთხრილი დაჭერის ღილაკები.

5) წნევის გასართველი (ექსპლოზიის დაცვის) სისტემა

გასართველი დისკი: შემთხვევითი შემთხვევაში შიდა რგოლის ხარისხი (გამოწვეული გრძელი შორტკირკუით), თუ შურდულის შიგნით არსებული აირის წნევა მიეწვის აქტივირების თreshold-ს, გასართველი დისკი წყვეტს და იყოფს ზედმეტ წნევას მყისვე. ეს სწრაფი ვენტილირება შესაძლებლობას აძლევს არ დაინახოს კატასტროფული შურდულის შეცდომა, უსაფრთხოდ დასრულებული SF₆ აირის გასართვა.