HECI GCB за генератори – Бргува SF₆ прекинувач на цепот

1. Дефиниција и функција

1.1 Улога прекинувачот на генераторот

Прекинувачот на генераторот (GCB) е контролируема точка за одсечување расположена помеѓу генераторот и стапувањето на трансформаторот, служи како интерфејс помеѓу генераторот и мрежата за електрична енергија. Неговите основни функции вклучуваат изолација на повреди од страната на генераторот и овозможување на оперативна контрола во време на синхронизација на генераторот и поврзување со мрежата. Принципот на работа на GCB не е значително различен од онаа на стандардниот прекинувач; обаче, поради големата DC компонента присутна во токовите на повреди на генераторот, GCB треба да работи екстремно брзо за брзина изолација на повредите.

1.2 Споредба помеѓу системи со и без прекинувач на генераторот

Слика 1 илустраира сценарија за прекинување на токот на повреда на генераторот во систем без прекинувач на генераторот.

Слика 2 прикажува сценарија за прекинување на токот на повреда на генераторот во систем опремен со прекинувач на генераторот (GCB).

Како што е прикажано во споредбата, предностите од инсталација на прекинувач на генераторот (GCB) можат да се сумираат како следе:

Во текот на нормалното започнување и спречување на јединичкиот генератор, не е потребно превключување на помошната електрична снабдување—потребно е само управување со прекинувачот на генераторот, значително го подобрува надежноста на електричната снабдување на станцијата.

Во случај на повреда во генераторот (т.е., од страната на генераторот на GCB), само прекинувачот на генераторот мора да се прекине, значително намалувајќи оперативната комплексност во случај на повреди на јединичкиот генератор.

Оферира подобра заштита за главниот трансформатор и трансформаторот за висок напон на станцијата. Кога се случи повреда во било кој од овие трансформатори, генераторот продолжува да федира ток на повреда во периодот на распад на неговиот пољски (возбудувачки) ток—даже и после што прекинувачот на висок напон на главниот трансформатор беше прекинат од заштитни реле. Со инсталација на GCB, генераторот може брзо да се отсече, темелно намалувајќи ја повредата на главниот трансформатор—критична предност за големите јединички генератори.

Дополнителна значајна предност е намалувањето или елиминацијата на повредата на генераторот причинета од несинхронизирана (неодговарање на полета) работа на прекинувачот на висок напон. Во врска со генератор-трансформатор, прекинувачот на висок напон работи на висок номинален напон, и во отворени системи за прекинувачи, големиот размак меѓу фазите го предизвикува недостигот на механичко триполесно поврзување. Како резултат, несинхронизирана работа може да се случи дури и во нормално превключување. Такви услови индуцираат негативни последователни токови во статорот на генераторот, а роторот има многу ограничен капацитет за толерантност на негативни последователни магнетни полиња—што може да доведе до сериозна повреда на роторот. Меѓутоа, модерните GCB се дизајнирани и производат со триполесно механичко поврзување, ефективно го предотвратуваат несинхронизираната работа.

За повреди што се случуваат од страната на генераторот на GCB, само прекинувачот на генераторот мора да се прекине—без отварање на прекинувачот на висок напон на главниот трансформатор—минимално влијајќи на целокупната структура на мрежата и допринашувајќи на стабилноста на системот.

Распределбата на електростанцијата станува поедноставна и погодна, намалувајќи времето за инсталација, тестiranje и трошоци. Трансформаторот за станционско снабдување и неговата поврзана средновисоконапона опрема може да се елиминира. Со примената на GCB, просечната достапност на станцијата се зголемува за 0,3%–0,6%, а повисоката достапност на генераторот директно се трансформира во зголемена енергетска приходност.

2. Структура и функција

2.1 Општа структура

Системот на прекинувачот вистински се состои од следните компоненти и опрема, сите монтирани на заедничка поддршка рама. В зависност од спецификациите на порачката, некои од наведените компоненти можат да бидат исклучени.

Стандардниот дизајн на HEC/HECI типот на опрема вклучува:

• SF₆ прекинувач

• Отделувач (изолационски прекинувач)

• Земјачки прекинувач

• Кондензатори

• Трансформатори на ток (CTs)

• Трансформатори на напон (VTs)

Ударни загради, кратки врски и почетен прекинувач (за статичен фреквенцијски конвертер, SFC) се достапни како опционални предмети.

1 – Прекинувач 2 – Отделувач (Изолационски прекинувач) 3а – Земјачки прекинувач 3б – Земјачки прекинувач 4 – Кратка врска 5 – Почетен прекинувач (SFC) 6 – Кондензатор

7 – Трансформатор на ток 8 – Трансформатор на напон 9 – Ударна заграда 10 – Кожух

Прекинувачот е исполнет со гас SF₆ како средство за гасење на дуга. Главните контактни точки и контактните точки за гасење на дуга се одделуви. Контактите се управуваат со механизам со пружина. Три полуси на прекинувачот се механички поврзани.

1 – Флексибилна врска 2 – Дисконектор (Изолатор) 3 – Камера за гасење на дуга 4 – Изолација 5 – Омотач 6 – Земно реле 7 – Врска со изолирана фазна шина

8 – Трансформатор на струја

Внатрешните компоненти во омотачот на GCB се прикажани на следната слика.

2.2 Состав и функција на компонентите

1) Управувачки механизам

Прекинувачот на тип HECI5 користи управувачки механизам AHMA 4. Физичката фотографија на овој управувачки механизам е следнава:

1 – Комбиниран мотор (мотор на насос) 2 – Помошни контакти на контролен клапан 3 – Помошни контакти

① Модул за управување:

Модулот користи структура со константен притисок, каде што високопритисочната масло непрекинато делува на горниот дел на поршнот. Брзините на отварање и затворање можат да се регулираат посебно преку соодветните талесни винтови.

② Модул за складирање на енергија:

Под дејството на хидравличкото масло, аккумулаторскиот поршн се сгустува и складира хидравличка енергија долготrajчно во цилиндарот на аккумулаторот, што обезбедува неопходната енергија за операции на отварање и затворање.

③ Контролен модул:

Електричките командни сигнали од главната контролна соба активираат соленоидни клапани за отварање и затворање, кои на свој ред префрлаат клапанот за насока за постигнување на отварање или затворање на прекинувачот.

④ Адаптерски (врзни) модул:

Покрај движењето на поршнот, врзниот крак приврта помошен прекинувач за да се ротира, со што се превклучуваат сигналите за положение на отварање и затворање.

⑤ Модул на хидравлички насос:

Електричен мотор го приведува хидравличкиот насос за да внесе масло во аккумулаторот, конвертирајќи електрична енергија во хидравличка енергија.

⑥ Модул за мониторинг:

Компресијата на дисковите пружини го приведува камен на лимитерскиот прекинувач, кој се ротира за отварање или затворање на контактите на микропрецизниот прекинувач. Ова обезбедува алармни сигнали и автоматски интерлок функции за главната контролна соба. (Кога притисокот надмине определената вредност, клапанот за отстранување на притисокот автоматски се отвора за да се постигне заштита против прекомерен притисок.)

2) Прекинувач

Прекинувачот е главниот компонент на GCB. Неговата структурна принцип не е комплексен, и неговата функционална шема е прикажана подолу:

S1 – Прекинувач со пружина за ограничување S0 – Помошен прекинувач SA – Индикатор за положение Y1 – Котел за затворање Y2, Y3 – Котели за отварање 1 и 2 M0 – Мотор за складирање на енергија R10 – Грееч DI – Индикатор на густината 

F6 – Монитор за густината

3) Систем на гас SF₆

Во GCB, гасот SF₆ е присутен само во прекинувачот, релеот за густината, индикаторот за густината и поврзаните гасни трбушини.

Мониторот за густината е уред за мониторинг на притисок со температурна компензација, користен за мониторинг на густината на гасот SF₆ во триполусен (трифазен) прекинувач. Притисокот на гасот може директно да се набљудува преку манометарот. Кога притисокот падне под одредена граница, мониторот за густината испраќа сигнал „ПОПОЛНИ ГАС“. Ако притисокот на SF₆ продолжи да се намалува, два независни микропрецизни прекинувачи ќе активираат интерлокови кои ќе ги спречат било кои операции на прекинувачот—прекинувачот станува механички и електрично заблокиран.

Тачките на поставување на мониторот за густината се специфицирани во соодветните контролни дијаграми и карактеристични криви на густината на гасот SF₆.

Контролната табла на контролниот кабинет се состои пред сѐ од четири делови:

• Интерлок прекинувач

• Бројач на операции

• Индикатори за операции и аларми

• Копчиња за локална операција

4) Контролна кабина

Сите функции на оперативниот механизам на прекинувачот се интегрирани во контролната кабина. Финалната конфигурација и функционалната распоредба се детално објаснети во соодветните контролни дијаграми. Следните контролни компоненти се наоѓаат внатрешно во контролната кабина:

S2 – Превключувач за локален/удален режим: Оперативниот режим се избира преку превключувачот S2.

Во Удалениот режим, командите можат да се дадат само од главната контролна соба.

Во Локалниот режим, командите можат да се иницираат само од контролната кабина на прекинувачот.

Кога е во Локалниот режим, клучот на превключувачот S2 не може да се извади. Преѓањето е да се чува клучот во контролната соба.

S11/S12 – Подсветени тастерски превключувачи за управување прекинувачот.

5) Систем за отстранување на притисок (Заштита од експлозија)

Разривна плоча: Во случај на интерна арчна грешка (предизвикана од продолжителен краткиречен струјен поток), ако гасовиот притисок во затворот достигне прагот за активирање, разривната плоча ќе се разби за да бистрано освоободи претежниот притисок. Овој брз излез предотвратува катастрофална повреда на затворот со безбедно испуштање на надпритиснатиот SF₆ гас.