HECI GCB for Generators – Tezkor ishlaydigan SF₆ avtomatik uziluvchi

1. Ta'rif va funksiya

1.1 Generatordagi elektr tarmoq cheklovchi qurilmani roli

Generatordagi elektr tarmoq cheklovchi qurilmalar (GCB) generatordan oshirish transformatoriga qadar joylashgan, nazoratlanadigan ajratish nuqtasi bo'lib, generator va elektr tarmog'i orasidagi bog'lanish vazifasini bajaradi. Asosiy vazifalari generatordagi xato holatlarini ajratish va generatorning sinkronizatsiya va tarmoqga ulash jarayonida operativ nazoratni ta'minlashni o'z ichiga oladi. GCB ning ishlash printsipi standart elektr tarmoq cheklovchisi bilan umuman farqlanmaydi; ammo, generatordagi xato aruslarda yuqori DC komponenti sababli, GCB-lar tez-tez ishga tushishi va tez-tez xato holatlarni ajratishi lozim.

1.2 Generatordagi elektr tarmoq cheklovchi qurilmali va bekor sistemalarning solishtirilishi

Rasm 1 Generatordagi elektr tarmoq cheklovchi qurilmadan bekor sistemada generatordagi xato arusini to'xtatish holatini namoyon etadi.

Rasm 2 Generatordagi elektr tarmoq cheklovchi qurilmaga ega bo'lgan sistemada generatordagi xato arusini to'xtatish holatini namoyon etadi.

Yuqorida keltirilgan solishtirishda ko'rsatilganidek, generatordagi elektr tarmoq cheklovchi qurilmalarning (GCB) o'rnatilishi quyidagi afzalliklarga ega:

Generator birliklarining normal ishga tushirish va to'xtatish jarayonida yordamchi energiya ta'minotini o'zgartirish talab etilmasdan - faqat generatordagi elektr tarmoq cheklovchisini ishga tushirish zarur, bu stantsiya hizmatlari uchun energiya ta'minotining ishonchligini o'zlashtiradi.

Generatordagi ichki xato (yani, GCB ni generatorda) paytida faqat generatordagi elektr tarmoq cheklovchisini ochish zarur, bu birlik xato holatlarida ishni osonlashtiradi.

Asosiy transformator va yuqori voltajli stantsiya hizmatlari transformatorini yaxshi himoya qiladi. Bu transformatorlardan birida ichki xato paytida, asosiy transformatorning yuqori voltajli tomonga cheklovchi qurilmani himoya relelari tomonidan ochilgandan so'ng ham, generator xato arusini maydon (excitation) arusi noqsim olda yetkazib boradi. GCB mavjud bo'lganda, generator tez-tez ajratilishi mumkin, bu asosiy transformatorga yetkaziladigan zarar minimalga soladi - bu katta generatordagi muhim imtiyozdir.

Qo'shimcha muhim afzalligi yuqori voltajli elektr tarmoq cheklovchining noxsim ishga tushishi (pol-disagreement) sababli generatorga yetkaziladigan zararning kamaytirilishi yoki bekor qilinishi. Generator-transformator birliklarda, yuqori voltajli elektr tarmoq cheklovchi yuqori reyting voltajida ishlaydi, va ochiq turi switchgearda, katta fazalararo masofa mekanik uch pol interlockka yo'l qo'ymaydi. Shuning uchun, normal o'zgartirishda ham noxsim ishga tushish yuz berishi mumkin. Bu sharoitlar generatordagi negativ-sekvenciya aruslarini chiqaradi, va rotor negativ-sekvensiya magnit maydonlariga juda cheklanma darajada tahdid his etadi - bu aniq rotor zararlariga olib kela oladi. Ammo, modern GCB-lar uch pol mekanik interlock bilan dizayn va ishlab chiqarilgan, bu noxsim ishga tushishni samarali holda bekor qiladi.

GCB ni generatorda xato paytida faqat generatordagi elektr tarmoq cheklovchisini ochish zarur - asosiy transformatorning yuqori voltajli tomonga cheklovchi qurilmani ochishni talab etmasdan, bu umumiy tarmoq strukturiga ta'sir minimalga solinadi va tizimning barqarorligiga faydalanadi.

Elektr stantsiyasi joylashtirish soddalashtiriladi va ekonomik bo'lib boradi, o'rnatish, proba va xarajatlarni kamaytiradi. Stantsiya hizmatlari transformatori va uning o'rtacha va yuqori voltajli switchgearlari bekor qilinishi mumkin. GCB-ni joriy etish orqali, o'rtacha elektr stantsiyasi muddati 0.3%–0.6% ga oshiriladi, va yuqori generator muddati o'z navbatida energiya daromadini oshiradi.

2. Struktura va funksiya

2.1 Umumiy struktura

Elektr tarmoq cheklovchi qurilma tizimi asosan quyidagi komponentlar va jihozlar bilan tashkil topgan, barchasi umumiy qo'llanma qopqogida o'rnatilgan. Xarid buyurtma talablari qanday bo'lsa, ba'zi sanlangan komponentlar olib tashlanishi mumkin.

HEC/HECI turidagi switchgearning standart dizayni quyidagicha o'z ichiga oladi:

• SF₆ elektr tarmoq cheklovchi qurilma

• Ajrash (isolating switch)

• Yerlash (grounding) switch

• Kondensatorlar

• Arus transformatorlari (CTs)

• Boshqaruv transformatorlari (VTs)

Surge arresters, shorting links va start-up switch (Static Frequency Converter, SFC uchun) opsional itemlar sifatida mavjud.

1 – Elektr tarmoq cheklovchi qurilma 2 – Ajrash (Isolating switch) 3a – Yerlash switch 3b – Yerlash switch 4 – Shorting link 5 – Start-up switch (SFC) 6 – Kondensator

7 – Arus transformatori 8 – Boshqaruv transformatori 9 – Surge arrester 10 – Qopqoq

Avtomatik qutqaruvchi sohada SF₆ gazidan foydalaniladi, unda elektr toki kesish vositasi sifatida ishlatiladi. Asosiy kontaktlar va elektr toki kesish kontaktlari ajratilgan. Kontaktlar pruzinka ishlov beradigan mekanizm yordamida boshqariladi. Avtomatik qutqaruvchining uch poli mexanik ravishda bog'langan.

1 – Qoncho ulash 2 – Aylanish (Aylanish switch) 3 – Tok kesish kamerasi 4 – Elektr tiniqtirish 5 – Korpus 6 – Yerla ulash (Grounding) switch 7 – Aylanish busbar ulash

8 – Oqim transformatori

GCB korpusi ichidagi ichki komponentlar quyidagi rasmga ko'ra ko'rsatilgan.

2.2 Komponentlar tarkibi va funksiyasi

1) Ishlov beruvchi mekanizm

HECI5-tur GCB klibi AHMA 4 ishlov beruvchi mekanizmindan foydalanadi. Bu ishlov beruvchi mekanizmin fizik rasm quyidagicha:

1 – Biriktilgan motor (yog' pompa motori) 2 – Boshqaruv moddalari qo'shimcha kontaktlari 3 – Qo'shimcha kontaktlar

① Ishlov beruvchi modul:

Modul doimiy bosim farqi strukturasiga ega, bu yerda pastki yog' tez-tez pistondagi yuqori qismiga ta'sir qiladi. Ochiq va yopiq tezliklarni mos keladigan bo'g'im bilan aloxida o'zgartirish mumkin.

② Energiya saqlash moduli:

Gidravlika yog' ta'siri ostida akkumulyator pistoni disk pruzinlarni sig'iradi va hidroenergiyani uzun muddat energiya saqlash pistondagi zindanlarda saqlaydi, bu esa ochish va yopish operatsiyalari uchun zarur energiya resursini ta'minlaydi.

③ Boshqaruv moduli:

Asosiy boshqaruv xonasidan kelib chiqqan elektr buyruq signallari ochish/yopish elektromagnitli ventilarni yoqadi, bu esa yo'naltirish boshqaruv ventilini o'zgartirib, avtomatik qutqaruvchini ochish yoki yopishni amalga oshiradi.

④ Qo'shilish (Bog'lanish) moduli:

Pistonning harakati paytida, ulangan crank ro'beri qo'shimcha switchni aylanishga olib boradi, shunda ochish/yopish pozitsiyalarini almashtiradi.

⑤ Gidravlika pompa moduli:

Elektr motori gidravlika pompani yoqadi, bu esa yog'ni akkumulyatorga injektsiya qilib, elektr energiyasini hidroenergiyaga aylantiradi.

⑥ Kuzatish moduli:

Disk pruzinalarning sig'ishi chegaralash ventili kamerasidagi kamaro'ni aylanishga olib boradi, bu esa mikroventilning kontaktlarini ochish yoki yopishga olib boradi. Bu asosiy boshqaruv xonasiga alarm signal va avtomatik bog'liqlik funktsiyasini ta'minlaydi. (Agar bosim belgilangan qiymatdan oshsa, bosimni pasaytirish ventili avtomatik ravishda ochiladi, bu esa bosimni pasaytirish himoyasini amalga oshiradi.)

2) Avtomatik qutqaruvchi

Avtomatik qutqaruvchi GCB ning asosiy komponenti. Uni strukturaviy printsipi murakkab emas, uning funktsional skemasi quyidagicha:

S1 – Pruzin chegaralash ventili S0 – Qo'shimcha switch SA – Pozitsiya ko'rsatkichi Y1 – Yopish bobini Y2, Y3 – Ochiq bobinlar 1 va 2 M0 – Energiya saqlash motori R10 – Isitgich DI – Sifat ko'rsatkichi 

F6 – Sifatni kuzatish qurilmasi

3) SF₆ Gaz tizimi

GCB da SF₆ gazi faqat avtomatik qutqaruvchida, sifat bog'liq relaysida, sifat miqdorlarni kuzatish qurilmasida va bog'liq gazli trubkalarda mavjud.

Sifatni kuzatish qurilmasi temperaturaga moslashgan bosimni kuzatish qurilmasi hisoblanadi, u uch poli (uch fazali) avtomatik qutqaruvchidagi SF₆ gazining sifatini kuzatadi. Gazning bosimi bosim miqdorini o'z ichiga olgan miqdor yordamida to'g'ri ko'rib chiqilishi mumkin. Agar bosim aniqlangan chegaradan past bo'lsa, sifatni kuzatish qurilmasi "GAZNI TO'LDIRING" signalini yuboradi. Agar SF₆ bosimi davom etib kamayib borasa, ikkita mustaqil mikroventillar avtomatik bog'liqliklarni yoqadi, bu esa barcha aylanish operatsiyalarini taqiqlaydi — avtomatik qutqaruvchi mexanik va elektr jihatdan bloklangan bo'ladi.

Sifatni kuzatish qurilmasining belgilangan nuqtalari mos keladigan boshqaruv skemalarida va SF₆ gaz sifatining xarakteristik chizmalari orqali ko'rsatilgan.

Boshqaruv shkafining boshqaruv paneli asosan to'rt qismdan iborat:

• Bog'liq switch

• Ishlash sonlarini hisoblash qurilmasi

• Ishlash va ogohlantirish ko'rsatkichlari

• Mahalliy ishlash rejimlari tugmalari

4) Boshqaruv shkafchi

Avtomatning ishlab chiqarish mehanizmining barcha funksiyalari boshqaruv shkafchida integratsiya qilinadi. Nihoyat konfiguratsiya va funktsional joylashish mos keladigan boshqaruv diagrammalarda aniq ko'rsatilgan. Quyidagi boshqaruv komponentlari hammasi boshqaruv shkafchida joylashgan:

S2 – Yerli/Masofaviy tanlov kalitchalari: Ish rejimi S2 kalitchasida orqali tanlanadi.

Masofaviy holatda, buyruqlar faqat asosiy boshqaruv xonadan berilishi mumkin.

Yerli holatda, buyruqlar faqat avtomatning boshqaruv shkafchidan boshlanishi mumkin.

Yerli holatda, tanlov kalitchasining S2 kaliti ajratib olinmaydi. Kalitni boshqaruv xonasida saqlash tavsiya etiladi.

S11/S12 – Avtomatni boshqarish uchun yoritiladigan bosma kalitlar.

5) Bosimni pastaytirish (vzryv zhimlamoq) tizimi

Parlagan disk: Ichki ark faulti (uzluksiz kichik doirada uzluksiz toki sababli) bo'lganda, qutinin ichidagi gaz bosimi aktivlashtirish chegarasiga yetganda, parlagan disk parlayib, yig'indini tez-tez chiqaradi. Bu tez ventilyatsiya, SF₆ gazining yuqori bosimini xavfsiz ravishda chiqarish orqali katastrofal quti yoki holatini oldini oladi.