HECI GCB for Generators – Тез SF₆ ашыратқышы

1. Анықтама және функция

1.1 Жүзеге асырушы кіреткіштің рөлі

Жүзеге асырушы кіреткіш (GCB) - жүзеге асырушы мен басып шығару трансформаторы арасында орналасқан басқарылатын қосылу нүктесі, жүзеге асырушы мен энергия ұйымдары арасындағы интерфейс ретінде қызмет етеді. Оның негізгі функциялары - жүзеге асырушы жағындағы дефекттерді іздестерлеу және жүзеге асырушы синхронизациялау және ұйымдарға қосылу уақытында қызмет ету. GCB-ның қызмет ету принципі стандартты кіреткіштен өте айырмашылықты айту қиын, бірақ жүзеге асырушы дефект токтарындағы жоғары DC компонент үшін GCB-лер өте тез жұмыс істеуге міндетті болады, сондықтан дефекттерді тез іздестерлейді.

1.2 Жүзеге асырушы кіреткіші бар және жоқ системалардың салыстырмасы

Сурет 1 - жүзеге асырушы кіреткіші жоқ системада жүзеге асырушы дефект токты бұзатын сценарийді көрсетеді.

Сурет 2 - жүзеге асырушы кіреткіші (GCB) бар системада жүзеге асырушы дефект токты бұзатын сценарийді көрсетеді.

Жоғарыда көрсетілген салыстырманың қорытындысына сәйкес, жүзеге асырушы кіреткіші (GCB) орнатуының артықшылықтары мынадай:

Жүзеге асырушы модулінің нормалды инициализациясы және тоқтатуы уақытында кошмалық энергия қызметтерін өзгерту қажет емес - жүзеге асырушы кіреткішін ғана қолдану қажет, бұл станциялық энергия қызметтерінің достығын өте өндіреді.

Жүзеге асырушының (б.а. GCB жүзеге асырушы жағында) ішкі дефекті болған жағдайда, жүзеге асырушы кіреткішін ғана қозғау қажет, бұл модульде дефект пайда болғанда операциялық қиындықты өте азайтады.

Бұл негізгі трансформатор мен жоғары басындағы станциялық трансформатор үшін жақсы қорғау қызметін ұстанады. Бұл трансформаторлардың ішінде дефект пайда болғанда, жүзеге асырушы дефект токты өз алдындағы (электромагнитті) ток өсу мерзімінде ұстауы үшін, негізгі трансформатордың жоғары басындағы кіреткішін қозғаудан кейін да ұстауы қажет. GCB қосылғанда, жүзеге асырушын тез қозғау мүмкін, сондықтан негізгі трансформаторға зиян минималдауы мүмкін - бұл үлкен жүзеге асырушы модулдер үшін маңызды артықшылық.

Келесі маңызды артықшылық - жоғары басындағы кіреткіштің бірдей емес (полюстардың ерекшелігі) қозғауынан туындап шыққан жүзеге асырушыге зиянды өзгерту немесе жою. Жүзеге асырушы-трансформатор модулдерінің байланысында, жоғары басындағы кіреткіш өте жоғары дәлелденген басында жұмыс істейді, сонымен қатар ачық типтегі коммутациялық шкафта фазалар арасындағы үлкен аралық механикалық үш полюстік байланысты қолдануға қолайлы емес. Сондықтан, нормалды қозғау уақытында да бірдей емес қозғау үшін болуы мүмкін. Мұндай шарттар жүзеге асырушының статорында теріс сандық токтарды өзбеңдік етеді, ал ротор өте шектеулі теріс сандық магниттік өрістерге ұсынуы мүмкін - бұл өте қатынасыз ротор зиянына әкелуі мүмкін. Бірақ, совремалық GCB-лер үш полюстік механикалық байланысқа қолданылатын жасалған және өндірілген, бірдей емес қозғауды өнеркәсіптік түрде жоюға қолайлы.

GCB жүзеге асырушы жағында пайда болған дефекттер үшін, жүзеге асырушы кіреткішін ғана қозғау қажет - негізгі трансформатордың жоғары басындағы кіреткішін ашуға қажет емес - бұл жалпы ұйымдардың құрылымына қолайлы зиян минималдауы және система ұстамдылығына қолайлы.

Электростанция құрылымы қарапайым және экономикалық болады, орнату, тексеру уақыты және құны азайады. Станциялық трансформатор және оның байланысты орта және жоғары басындағы коммутациялық шкафтарды жоюға болады. GCB қолданылады, онда орташа станция достығы 0,3% - 0,6% өседі, және жүзеге асырушы достығының өсуі тікелей энергия ақына өседі.

2. Құрылым және функция

2.1 Жалпы құрылым

Кіреткіш жүйесі өзінің құрамында төмендегі құрылғылар мен түрілерден тұрады, барлығы бір қоғамдық қолдау құрылғысына орналасқан. Сатып алу тапсырмасына қарай, белгіленген тірілердің бірнешеуі өтіріліп кетуі мүмкін.

HEC/HECI түрінің стандартты дизайнінде келесілер кіреді:

• SF₆ кіреткіш

• Айырмашы (изоляциялық) кіреткіш

• Земля (жер) кіреткіш

• Конденсаторлар

• Ток трансформаторлары (CTs)

• Вольт трансформаторлары (VTs)

Гроза арресторлары, кыскарту бөлшектері және бастау кіреткіші (статикалық частота конвертері, SFC үшін) опциялық элементтер ретінде қол жетімді.

1 - Кіреткіш 2 - Айырмашы (Изолирующий кіреткіш) 3a - Земля кіреткіш 3b - Земля кіреткіш 4 - Кыскарту бөлшектері 5 - Бастау кіреткіші (SFC) 6 - Конденсатор

7 - Ток трансформаторы 8 - Вольт трансформаторы 9 - Гроза арресторы 10 - Кабина

Клапан токқауыштың ішіне SF₆ газы аркалық жою ортаға қолданылады. Негізгі контакттар мен аркалық контакттар бөлінген. Контакттар пружиналық механизм арқылы басылылады. Клапан токқауыштың үш полюсы механикалық түрде байланыстырылған.

1 – Жұмсақ байланыс 2 – Айналдырыу (Бөлу) клапаны 3 – Аркты жою камерасы 4 – Изоляция 5 – Кабының күйі 6 – Жерге байланыс (Жердік) клапаны 7 – Бөлінген фазалы шинаның байланысы

8 – Ток трансформаторы

ГЦБ кабының ішкі компоненттері төмендегі суретте көрсетілген.

2.2 Компоненттердің құрылымы және функциялары

1) Ықтималдық механизмі

HECI5 типті ГЦБ клапаны AHMA 4 ықтималдық механизмин пайдаланады. Бұл ықтималдық механизмдің физикалық суреті төмендегідей:

1 – Біріктірілген электротық (маса насосы) 2 – Басқару затының көмекші контакттары 3 – Көмекші контакттары

① Ықтималдық модулі:

Модуль тұрақты бас айырмасын қолданады, жоғары басылған маңызды маса непрерывно қозғалтырушы стерженьдің жоғарғы ұшына тағынады. Ашылу және жабылу жылдамдықтары сәйкес жиыртқыш винттар арқылы өзгертуге болады.

② Энергия сақтау модулі:

Гидравликалық маса әсерінде аккумулятордың поршени дисковые пружинын қысуымен және энергия сақтау поршень цилиндрилерінде узак уақыт бойы гидравликалық энергия сақталады, ашылу және жабылу операциялары үшін қажетті энергия резервін қамтамасыз етеді.

③ Басқару модулі:

Басқару бөлмесінен келген электр сигналдары ашылу/жабылу электромагниттерін активациялайды, сонымен қатар бағытты басқару затын ауыстыру арқылы клапанның ашылу немесе жабылуы ықтимал болады.

④ Адаптер (байланыс) модулі:

Қозғалтырушы стерженьдің қозғалуында байланыс кривошип колесі көмекші переключательді айналдырып, ашылу/жабылу позиция сигналдарын өзгертеді.

⑤ Гидравликалық насос модулі:

Электр моторы гидравликалық насосты айналдырып, масаны аккумуляторға инжекциялайды, электр энергиясын гидравликалық энергияға айналдырады.

⑥ Мониторинг модулі:

Дисковые пружинын қысуы көмекші лимиттердің камасын айналдырып, микрокоммутатордың контакттарын ашылатын немесе жабылатын. Бұл басқару бөлмесіне тревога сигналдарын және автоматты байланыстарын қамтамасыз етеді. (Егер басы берілген мәннен жоғары болса, басын азайту заты автоматты түрде ашылып, өте басының қорғауы ықтимал болады.)

2) Клапан токқауышы

Клапан токқауышы ГЦБ-нің негізгі компоненті. Оның құрылым принципі қиын емес, оның функционалды схемасы төмендегідей:

S1 – Пружина лимиттері S0 – Көмекші переключатель SA – Позиция көрсеткіші Y1 – Жабылу спиральі Y2, Y3 – Ашылу спиралі 1 және 2 M0 – Энергия сақтау моторы R10 – Испаритель DI – Сигналды көрсеткіші 

F6 – Сигналды көрсеткіші

3) SF₆ газ системасы

ГЦБ-де SF₆ газы тек клапан токқауышы, тығыздық реле, тығыздық көрсеткіш және байланыс газ борытпаларында гана болады.

Тығыздық көрсеткіш температуралық компенсациясы бар басын басқару құрылғысы, үш полюстары (үш фазалы) клапан токқауышының ішіндегі SF₆ газының тығыздығын басқару үшін қолданылады. Басын басқару құрылғысы арқылы басын түсіндірілетін. Егер басы берілген мәннен төмен болса, тығыздық көрсеткіш "ГАЗЫ ТОЛТЫРУ" сигналын жібереді. Егер SF₆ басы қолжетімді түрде төмендейтін болса, екі тәуелсіз микрокоммутатор интерлокты ақылдау арқылы ашылу/жабылу операцияларын қолданылмауға қатынады — клапан токқауышы механикалық және электр қолданылмау режимдеріне өтеді.

Тығыздық көрсеткіштің параметрлері қатынасқа жататын басқару диаграммаларында және SF₆ газының тығыздық характеристикалық кестелерінде көрсетілген.

Басқару кабинетінің басқару панели төмендегі төрт бөліктен тұрады:

• Интерлок переключательі

• Исқаталық санақшы

• Исқаталық және тревога көрсеткіштері

• Жергілікті исқаталық режимі кнопкалары

4) Басқару шкафы

Автоматтың басқару механизінің барлық функциялары басқару шкафына интегралдаған. Созылымдың ақырынғы конфигурациясы және функционалдық орналасуы өтулік схемаларында толығымен көрсетілген. Төмендегі басқару компоненттері барлық басқару шкафының ішінде орналасқан:

S2 – Жергілікті/Алыс режимдерін таңдау переключатель: S2 переключательі арқылы эксплуатация режимі таңдалады.

Алыс режимде бұйрықтар тек басты басқару бөлмесінен берілетін.

Жергілікті режимде бұйрықтар тек автоматтың басқару шкафынан басталады.

Жергілікті режимде S2 переключательінің ключін шкафтан алып тастау мүмкін емес. Ключ басқару бөлмесінде сақталуы ұсынылады.

S11/S12 – Автоматты басқару үшін подсветкага ие болатын кнопкалар.

5) Басын тазау (взрывозащита) система

Разрывной диск: Ички дуга ақырсызы (ұзақ уақытты қысқа сыйлық ағыс пайда болғанда), қорап ішіндегі газ басы активация порогына жетсе, разрывной диск бөліп, артық басы тез тазартылады. Бұл тез тазарту қораптың катастрофалық жоғалауын тарту арқылы SF₆ газын қауіпсіз түрде шығаратын.