Решения / Системы возбуждения

Системы возбуждения предназначены для питания обмоток возбуждения синхронных машин выпрямленным регулируемым током

НПО «Санкт-Петербургская Электротехническая Компания» выпускает современные цифровые быстродействующие системы возбуждения, предназначенные для оснащения синхронных генераторов и двигателей.

Компания выполняет шеф-монтаж, наладку и испытание систем возбуждения, гарантийное и послегарантийное обслуживание, модернизацию и ремонт систем возбуждения машин, находящихся в эксплуатации, обучение обслуживающего персонала, технические консультации по выбору оборудования систем возбуждения.

В области статических систем возбуждения наша компания работает по следующим основным направлениям:

  • системы возбуждения статические;
  • системы управления возбуждением для машин с бесщеточными возбудителями;
  • системы управления для высокочастотных систем возбуждения генераторов;
  • системы управления возбуждением для машин с электромашинными возбудителями постоянного тока.

Структура условного обозначения:


Пример записи:
КВсгОС-BE-300-500-D22-УХЛ4 – комплектный возбудитель синхронного генератора с панелью оператора, выполненная на базе цифрового АРВ Basler Electric, номинальное выпрямленное напряжение 300 В, номинальный выпрямленный ток 500 А, двухканальная система со 100% резервированием канала управления и тиристорного преобразователя, климатическое исполнение УХЛ, категория размещения 4

Ключевым элементом перечисленных систем возбуждения является микропроцессор, применение которого позволило:

  • значительно повысить точность и надёжность решений традиционных для систем возбуждения;
  • упростить выполнение функций управления, диагностики и защиты;
  • обеспечить скорейший доступ к информации о текущем состоянии системы;
  • вести регистрацию аварийных процессов;
  • минимизировать размеры систем возбуждения.


Система возбуждения генератора статическая
КВсгXС-ХХ-ХХХ-ХХХ-DXX-УХЛ4

Система возбуждения типа КВсгXС-ХХ-ХХХ-ХХХ-DXX-УХЛ4 предназначена для питания обмотки возбуждения генератора выпрямленным регулируемым током. В зависимости от мощности генератора система выполняется на базе:

  • BASLER ELECTRIC DECS-300 – для генераторов мощностью до 60 МВт;
  • BASLER ELECTRIC DECS-400 – для генераторов мощностью свыше 100 МВт;
  • BASLER ELECTRIC DSR-100 или SIEMENS SIMOREG DC MASTER – для генераторов мощностью до 12 МВт (автономные системы, не работающие на сеть).
  • Система возбуждения может быть выполнена, как по схеме самовозбуждения, так и по схеме независимого возбуждения.
  • Система возбуждения может быть выполнена, как в одноканальном исполнении, так и в двухканальном по управляющей и силовой части.

Система возбуждения обеспечивает следующие режимы работы:

  • Начальное возбуждение генератора до заданной уставки;
  • Подгонку напряжения генератора к напряжению сети;
  • Работу в объединённой и автономной системах с нагрузками от холостого хода до номинальной;
  • Работу в автоматическом и ручном режимах регулирования с безударным переходом между режимами;
  • Безударный переход между каналами для двухканальной схемы;
  • Статизм регулирования в пределах от –30% до +30%;
  • Форсировку возбуждения при снижении напряжения на шинах генератора;
  • Ограничение минимального возбуждения по диаграмме мощности генератора;
  • Ограничение форсировочного значения тока возбуждения двигателя на заданном уровне и по длительности;
  • Ограничение перегруза обмотки возбуждения с инверсной временной характеристикой;
  • Гашение поля генератора в аварийных режимах и при нормальном останове;
  • Связь с АСУ верхнего уровня.

Основные технические характеристики статической системы возбуждения:

Наименование параметра                                               Величина
Выпрямленное номинальное напряжение, В 36-600
Выпрямленный номинальный ток, А 125-5000
Кратность форсировки по напряжению 2,5
Кратность форсировки по току 2,0
Длительность форсировки, с 10-50
Время нарастания напряжения возбуждения от номинального значения до 0.95 предельного для быстродействующей системы возбуждения, мс 20
Скорость нарастания возбуждения для медленнодействующей системы возбуждения, ед.возб/с 5
Точность поддержания напряжения на шинах турбогенератора относительно статической характеристики, % не хуже 0,25
Рабочий диапазон частот, Гц 20-90
Основное питание аппаратуры системы возбуждения, В ~85-265
Резервное питание аппаратуры системы возбуждения, В =130-350

Структурная схема одноканальной системы возбуждения по схеме самовозбуждения

 

Структурная схема одноканальной системы независимого возбуждения

Основные элементы системы возбуждения генератора:

  • Трансформатор выпрямительный (TE) предназначен для питания тиристорного выпрямителя, цепей управления автоматического регулятора возбуждения и системы управления тиристорами.
    В качестве тиристорного выпрямителя используется трансформатор 3-х фазный, сухой с естественным охлаждением для установки в помещении.
  • Управляемый тиристорный выпрямитель (А1): предназначен для питания выпрямленным током обмотки ротора генератора.
    В качестве тиристорного выпрямителя используется 3-х фазный мостовой тиристорный преобразователь.
    Охлаждение тиристорного преобразователя: воздушное принудительное или водяное.
  • Автоматический регулятор возбуждения (АV) осуществляет управление возбуждением по заданному закону.
    В качестве цифрового регулятора используется микропроцессорный регулятор DSR-100, DECS-300, DECS-400 фирмы BASLER ELECTRIC или программа регулятора встроена в цифровой преобразователь SIMOREG DC MASTER.
  • Система начального возбуждения (контактор KМ1, трансформатор ТЕ2 , диод VD) обеспечивает начальное возбуждение генератора.
    Начальное возбуждение может осуществляться как от аккумуляторной батареи станции, так и от источника переменного напряжения ~ 380В через согласующий трансформатор и неуправляемый выпрямитель VD.
  • Система гашения поля (выключатели QF, разрядник А2, резистор R1).
    При нормальном останове генератора преобразователь переводится в режим инвертирования.
    При аварийном отключении генератора с преобразователя снимаются управляющие импульсы и отключается силовой автомат QF для обеспечения надежного гашения возбуждения. Поле возбуждения при этом гасится через разрядный резистор.

Защитные функции системы возбуждения

  • защита ротора от перенапряжений;
  • защита от короткого замыкания на кольцах ротора;
  • защита от понижения напряжения статора;
  • защита от повышения напряжения статора;
  • защита от потери возбуждения;
  • защита от снижения изоляции цепей возбуждения;
  • МТЗ выпрямительного трансформатора;
  • защита от перегрузки выпрямительного трансформатора.

Конструктивно, в зависимости от параметров возбуждения генератора, оборудование системы возбуждения располагается в одном или более шкафах, оборудованных вентилятором с автоматическим контролем температуры внутри шкафа.
Степень защиты шкафа: IP54.

Комплектные возбудители для синхронных двигателей.Статический возбудитель типа КвсдОС-ХХ-ХХХ-ХХХ-DXX-УХЛ4

Статический возбудитель типа КВсдXС-ХХ-XXX-XXX-DXX-УХЛ4 предназначен для питания обмотки возбуждения синхронного двигателя выпрямленным регулируемым током. Статистический возбудитель может быть выполнен на базе SIEMENS (SIMOREG DC MASTER), Basler Electric (DECS-300, DSR-100) с мостами SEMIKRON, SIEI (TPD32).

Статистический возбудитель обеспечивает следующие режимы работы:

  • Прямой и реакторный пуск электродвигателя с автоматическим определением момента подачи возбуждения при достижении подсинхронной скорости;
  • Работу двигателя с нагрузками от нуля до номинальной;
  • Устойчивую параллельную работу электродвигателей;
  • Работу в автоматическом и ручном режимах регулирования с безударным переходом между режимами;
  • При работе в автоматическом режиме обеспечивается поддержание на заданном уровне и с заданным статизмом напряжения, cos, реактивного тока, двигателя по выбору пользователя;
  • В ручном режиме возбудитель обеспечивает стабилизацию тока возбуждения с возможностью регулирования в пределах 0-1,2 номинального в соответствии с заданием оператора;
  • Форсировку возбуждения с заданной кратностью при снижении напряжения до заданного уровня;
  • Ограничение минимального возбуждения по заданной диаграмме допустимых режимов;
  • Ограничение форсировочного значения тока возбуждения двигателя на заданном уровне и по длительности;
  • Ограничение перегрузки по току возбуждения двигателя с инверсной характеристикой по времени;
  • Гашение поля двигателя в аварийных режимах и при нормальном останове;
  • Связь с АСУ верхнего уровня.

Основные технические характеристики

Наименование параметра                                               Величина
Выпрямленное номинальное напряжение, В 36-600
Выпрямленный номинальный ток, А 125-1000
Кратность форсировки по напряжению 1,75
Кратность форсировки по току 1,4
Длительность форсировки, с до 60
Рабочий диапазон частот, Гц 45-60

Структурная схема одноканальной  статической системы возбуждения синхронных двигателей КВсдОС-RA-XXX-XXX-D11-УХЛ4

Основные элементы статического возбудителя синхронного двигателя

  • Согласующий трансформатор (ТC).
    Согласующий трансформатор, служит для питания силовой части возбудителя от шин распредустройства, представляет собой 3-х фазный, сухой с естественным охлаждением трансформатор для установки в помещении.
  • Управляемый нереверсивный цифровой тиристорный преобразователь (А1).
    Выполнен по трёхфазной мостовой схеме.
    Конструктивно, мост собран из трёх модулей, каждый из которых включает в себя два тиристора. Модули съёмные, что позволяет производить их быструю замену. Для защиты от коммутационных перенапряжений, возникающих при работе выпрямителя, используются RC-цепи, подключаются параллельно каждому тиристору.
  • Автоматический регулятор возбуждения (АV).
    Выполняет управление возбуждением по заданному закону.
    В качестве цифрового регулятора используется микропроцессорный регулятор DSR-100, DECS-300, DECS-400 фирмы BASLER ELECTRIC или программа регулятора встроена в цифровой преобразователь SIMOREG DC MASTER, или в процессорную плату APC цифрового преобразователя TPD-32.
  • Система защиты ротора от перенапряжений и гашения поля.
    Тиристорный разрядник FV c блоком управления А2 и пусковым сопротивлением R1(см. рис 1) используются:
    • для контроля подачи возбуждения в функции скольжения и частоты тока ротора при прямом включении синхронного двигателя;
    • для защиты ротора двигателя от перенапряжения;
    • для ускоренного гашения поля при аварийном отключении двигателя;
    • нормальное гашение поля выполняется инвертированием;
    • Автоматический выключатель (QF; см. рис 1)
    • Предназначен для отключения коротких замыканий при пробое вентилей и замыкании на кольцах ротора.

Защитные функции системы возбуждения

  • Максимальная-токовая защита тиристорного преобразователя;
  • Защита от асинхронного двигателя;
  • Защита от перегрева пускового резистора;
  • Защита от длительного пуска;
  • Защита от понижения напряжения питания электроники;
  • Потеря фазы силового питания;
  • Понижение напряжения силового ввода;
  • Понижение частоты силового ввода;
  • Защита l2t ротора двигателя;
  • Защита от замыкания на землю в цепях ротора.


Конструктивно, выше перечисленные элементы, кроме трансформатора ТС, располагаются в шкафу электромонтажном, обеспечивающем степень защиты оборудования IP54 согласно ГОСТ 14254 и оборудованном вентилятором.
 

Система управления возбуждением генераторов с бесщёточными высокочастотными и электромашинными возбудителями с током возбуждения до 20А КВсгXБ-ХХ-ХХХ-ХХХ-DXX-УХЛ4

Цифровая система управления возбуждением типа КВсгXБ-ХХ-ХХХ-ХХХ-DXX-УХЛ4 предназначена для управления током возбуждения бесщеточного возбудителя синхронного генератора с током возбуждения возбудителя до 20А. Выполняется на базе цифровых IGBT или тиристорных регуляторов Basler Electric (DECS-100, DECS-200, DECS-200N). Этот тип системы управления возбуждением может быть использован для модернизации систем регулирования турбогенераторов до 60МВт с электромашинными возбудителями.

Основные технические характеристики:

Наименование параметра                                               Величина
Выпрямленное номинальное напряжение, В 36-125  
Выпрямленный номинальный ток, А 4-20
Кратность форсировки по напряжению 4
Кратность форсировки по току 2,0
Длительность форсировки, с не более60
Время нарастания напряжения возбуждения от номинального значения до 0.95 предельного при снижении напряжения генератора на 5% не более 20
Точность поддержания напряжения на шинах турбогенератора относительно статической характеристики, % не хуже 0,25
Рабочий диапазон частот, Гц 20-90
Основное питание аппаратуры системы возбуждения, В ~85-264
Резервное питание аппаратуры системы возбуждения, В =130-370

Система возбуждения обеспечивает следующие режимы работы:

  • Начальное возбуждение генератора до заданной уставки;
  • Подгонку напряжения генератора к напряжению сети;
  • Работу в объединённой и автономной системах с нагрузками от холостого хода до номинальной;
  • Работу в автоматическом и ручном режимах регулирования с безударным переходом между режимами;
  • Статизм регулирования в пределах от –30% до +30%;
  • Форсировку возбуждения при снижении напряжения на шинах генератора;
  • Ограничение минимального возбуждения по диаграмме мощности генератора;
  • Ограничение форсировочного значения тока возбуждения двигателя на заданном уровне и по длительности;
  • Ограничение перегруза обмотки возбуждения с инверсной временной характеристикой;
  • Гашение поля генератора в аварийных режимах и при нормальном останове;
  • Связь с АСУ верхнего уровня.

Структурная схема системы управления бесщёточным возбуждением генератора

защитные функции системы возбуждения:

  • защита от перегрузки обмотки возбуждения;
  • защита от понижения напряжения статора;
  • защита от повышения напряжения статора;
  • защита от потери возбуждения;
  • защита от пробоя вентилей вращающегося выпрямителя;

Система управления возбуждением двигателей и синхронных компенсаторов с бесщёточными возбудителями КВсдXБ-ХХ-ХХХ-ХХХ-DXX-УХЛ4

Цифровая система управления возбуждением типа КВсдXБ-ХХ-ХХХ-ХХХ-DXX-УХЛ4 предназначена для управления током возбуждения бесщёточного возбудителя синхронного двигателя или синхронного компенсатора с током возбуждения возбудителя до 20А. Система выполняется на базе IGBT или тиристорного регулятора Basler Electric (DECS-100, DECS-200, DECS-200N).

Система управления возбуждением обеспечивает следующие режимы работы:

  • Прямой и реакторный пуск электродвигателя или компенсаторас автоматическим определением момента подачи возбуждения при достижении подсинхронной скорости;
  • Работу двигателя с нагрузками от нуля до номинальной;
  • Устойчивую параллельную работу электродвигателей;
  • Работу в автоматическом и ручном режимах регулирования с безударным переходом между режимами;
    При работе в автоматическом режиме обеспечивается поддержание на заданном уровне и с заданным статизмом напряжения, cos, реактивного тока, по выбору пользователя;
  • В ручном режиме возбудитель обеспечивает стабилизацию тока возбуждения с возможностью регулирования в пределах 0-1,2 номинального в соответствии с заданием оператора;
  • Форсировку возбуждения с заданной кратностью при снижении напряжения до заданного уровня;
  • Ограничение минимального возбуждения по заданной диаграмме допустимых режимов;
  • Ограничение форсировочного значения тока возбуждения двигателя на заданном уровне и по длительности;
  • Ограничение перегрузки по току возбуждения двигателя с инверсной характеристикой по времени;
  • Гашение поля двигателя в аварийных режимах и при нормальном останове;
  • По желанию Заказчика, связь с АСУ верхнего уровня.

Защитные функции системы возбуждения:

  • защита от перегрузки обмотки возбуждения;
  • защита от понижения напряжения сети;
  • защита от потери возбуждения;
  • защита от пробоя вентилей вращающегося выпрямителя;

Структурные схемы системы бесщеточного возбуждения двигателя и генератора идентичны.
 

Система управления возбуждением турбогенераторов с высокочастотными возбудителями цифровая типа КВсгXВ-ХХ-ХХХ-ХХХ-DXX-УХЛ4

Система управления возбуждением типа КВсгXВ-ХХ-ХХХ-ХХХ-DXX-УХЛ4 предназначена для управления током высокочастотного возбудителя индукторного типа синхронного генератора мощностью от 160 до 500 МВт или бесщеточного возбудителя синхронного генератора мощностью от 200 до 1000 МВт и может быть использована для замены существующей системы регулирования возбуждения. Система выполнена на базе АРВ фирмы BASLER ELECTRIC DECS-400 и тиристорных преобразователей SIMOREG DC MASTER. Эта же система управления возбуждением может быть использована для гидрогенераторов с электромашинными возбудителями.

Основные технические характеристики:

Наименование параметра                                               Величина
Выпрямленное номинальное напряжение, В 36-125  
Выпрямленный номинальный ток, А 4-200
Кратность форсировки по напряжению 4
Кратность форсировки по току 2,0
Длительность форсировки, с 30
Время нарастания напряжения возбуждения от номинального значения до 0.95 предельного при снижении напряжения генератора на 5% не более20
Точность поддержания напряжения на шинах турбогенератора относительно статической характеристики, % не хуже 0,25
Рабочий диапазон частот, Гц 20-90
Основное питание аппаратуры системы возбуждения, В ~85-264
Резервное питание аппаратуры системы возбуждения, В =130-370

Система возбуждения обеспечивает следующие режимы работы:

  • Начальное возбуждение генератора до заданной уставки;
  • Подгонку напряжения генератора к напряжению сети;
  • Работу в объединённой и автономной системах с нагрузками от холостого хода до номинальной;
  • Работу в автоматическом и ручном режимах регулирования с безударным переходом между режимами;
  • Статизм регулирования в пределах от –30% до +30%;
  • Форсировку возбуждения при снижении напряжения на шинах генератора;
  • Ограничение минимального возбуждения по диаграмме мощности генератора;
  • Ограничение форсировочного значения тока возбуждения двигателя на заданном уровне и по длительности;
  • Ограничение перегруза обмотки возбуждения с инверсной временной характеристикой;
  • Гашение поля генератора в аварийных режимах и при нормальном останове;
  • Связь с АСУ верхнего уровня.

Защитные функции системы возбуждения

  • МТЗ преобразователя;
  • защита от перегрузки обмотки возбуждения возбудителя I2t;
  • защита от повышения напряжения генератора;
  • защита от потери возбуждения;
  • Защита от замыкания на землю в цепях возбуждения генератора.

Отличительные особенности

Этот тип системы возбуждения имеет многоконтурную систему регулирования. Внутренний контур – контур тока возбуждения возбудителя, следующий контур – контур напряжения возбуждения, далее контур напряжения статора.
Такая структура нужна для реализации ограничения тока возбуждения возбудителя и напряжения возбуждения генератора. Первые два контура реализованы в цифровом преобразователе SIMOREG DC MASTER.

Здесь Вы можете скачать опросные листы

Головной офис:
196603, Санкт-Петербург,
Пушкин, ул. Парковая - 56А
Тел. +7 812 331 96 20
факс: +7 812 331 96 21
Решения
Оборудование
Обучение

© Санкт-Петербургская электротехническая компания, 2005-2010.