РОССИЙСКОЕ ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО
ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ "ЕЭС РОССИИ"
ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И РАЗВИТИЯ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ ОБСЛУЖИВАНИЮ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ АРВ
И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
СИСТЕМ ВОЗБУЖДЕНИЯ ГЕНЕРАТОРОВ
СО 34.45.629-2002
УДК 621.311
Вводится в действие с 1 сентября 2003 г.
Разработано Открытым акционерным обществом "Фирма по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электрических станций и сетей ОРГРЭС", Государственным унитарным предприятием "Всероссийский электротехнический институт им. В.И. Ленина", Открытым акционерным обществом "Электросила"
Исполнители И.Ф. ПЕРЕЛЬМАН (ОАО "Фирма ОРГРЭС"), А.В. ФАДЕЕВ (ГУП ВЭИ), А Г. ЛОГИНОВ (ОАО "Электросила")
Утверждено Департаментом научно-технической политики и развития РАО "ЕЭС России" 23.12.02
Заместитель начальника А.В. БОБЫЛЕВ
Срок первой проверки СО - 2007 г., периодичность проверки - один раз в 5 лет.
Методические указания содержат описание назначения, основных технических характеристик, принципов работы и схемы аппаратных средств новых микропроцессорных регуляторов возбуждения АРВ-М. Приводятся методы технического обслуживания АРВ-М с помощью сенсорного дисплея в секции управления и регулирования (СУР) системы возбуждения (СВ) и местного пульта управления (ПУ) регулятора. Даются указания по срокам и объему периодических технических проверок АРВ на работающем генераторе и при плановых профилактическо-ремонтных работах (категории T1, T, К — первой, текущей, полной проверок), выполняемых персоналом электроцеха. Даются указания оперативному персоналу по порядку возбуждения с АРВ-М, обслуживания в процессе нормальной эксплуатации и при возникновении неисправностей и отказов, по технике безопасности.
ВВЕДЕНИЕ
В середине 90-х годов началась разработка и внедрение микропроцессорных автоматических регуляторов возбуждения с использованием современных микропроцессоров (АРВ-СДМ с использованием микропроцессоров типа В7 введены на ряде генераторов Заинской ГРЭС в 1984—1985 гг., но распространения не получили из-за неудовлетворительных характеристик системы питания). В настоящих Методических указаниях даны описание структурных схем и методы обслуживания АРВ-М, разработанного совместно ГУП ВЭИ и ОАО "Электросила" на базе микропроцессора C167CR-LM, входящего в состав модуля контроллера Е167-3UM фирмы Siemens.
К настоящему времени регуляторы АРВ-М после испытаний на электродинамических моделях МЭИ и НИИПТ поставлены и в большинстве случаев введены в работу приблизительно на 20 электростанциях.
Ввиду структурной гибкости нового регулятора и выпускаемых ОАО "Электросила" новых СВ разработано несколько модификаций СВ с применением АРВ-М. Новый регулятор применен в:
- двухканальной одногрупповой системе тиристорного самовозбуждения СТС-2П (АРВ1-ТП1, АРВ2-ТП2 - резервируются регуляторы и ТП; каналы одинаковые);
- системе независимого тиристорного возбуждения;
- одноканальной одногрупповой системе тиристорного самовозбуждения СТС-1П с двумя резервирующими друг друга одинаковыми АРВ (с избыточным количеством тиристорных мостов или без избыточных мостов, но с запасом по току и напряжению тиристоров);
- одноканальной одногрупповой системе тиристорного самовозбуждения с одним АРВ, выполняющим функцию регулирования напряжения, и другим резервным РТР;
- качестве ручных регуляторов тока РТР-М, используемых как резервные регуляторы для зарубежных поставок;
- бесщеточной СВ генератора мощностью 1000 МВт (двухканальная СВ возбудителя) и т.д.
При этом аппаратные средства практически не меняются, а выбор варианта производится настройкой программного обеспечения.
Для большей общности материала рассматривается применение регуляторов в двухканальной схеме. При составлении настоящих Методических указаний использовались материалы разработчиков АРВ-М (ОАО "Электросила" и ГУП ВЭИ) и нормативные документы по обслуживанию СВ.
Отличием АРВ-М от аналоговых регуляторов предыдущих поколений являются:
- расширенный объем функций, заключающийся в том, что регулятор не только используется для регулирования возбуждения и ограничения режимных параметров генератора и СВ, но и осуществляет фазоимпульсное управление тиристорами (на выходе 6 импульсов, поступающих на импульсные трансформаторы и тиристоры мостов). Регулятор управляет коммутационными аппаратами при начальном возбуждении, осуществляет защиту при КЗ на стороне постоянного тока, потере плеча тиристорного моста, осуществляет инвертирование и т.д.;
- упрощение наладки и эксплуатации СВ, так как предусмотрены специальные режимы для настройки АРВ-М и эксплуатационных проверок. Параметры для настройки АРВ-М, состояние входных и выходных дискретных сигналов АРВ-М, а также дневник событий и другая информация, необходимая для наладки и эксплуатации, выводятся на сенсорный дисплей, обеспечивающий связь с оператором; для наладки не требуется пользование паяльником;
- уменьшение релейно-контакторной аппаратуры и упрощение аппаратных средств регулятора; уменьшение массы и габаритов АРВ-М; повышение надежности за счет применения современного микроконтроллера, обладающего высокой производительностью и широким спектром периферийных устройств; сокращение количества и номенклатуры комплектующих изделий;
- цифровой способ обработки информации, обеспечивающий высокую точность, стабильность и достоверность настраиваемых статических и динамических характеристик, возможность их настройки без изменения параметров аппаратуры, реализацию сложных алгоритмов управления. Этот способ ускоряет внедрение новых АРВ, их доработку. Следует учесть, что для доработки АРВ-СД потребовалось более 10 лет (например, неправильная настройка стабилизации питания БЧЗ, измерительных органов БЧЗ и первого каскада УМС, неправильная настройка СУТ и т.д. не позволяли использовать принцип стабилизации "по частоте напряжения"), регулятора АРВ-СДП1 — порядка 5-6 лет. В новых АРВ-М правильность настройки определяется при проектировании и испытаниях на динамических моделях — неправильная формула или число проявляется сразу;
- контроль и диагностика датчиков и всех элементов АРВ-М и СВ, обеспечение резервирования;
- обеспечение связи с АСУ ТП высшего уровня по цифровому интерфейсу;
- снижение себестоимости.
Существенным для новых АРВ-М является требование высокой помехоустойчивости, отсутствия "зависаний" и т.д. (пока таких случаев не было). По согласованию с разработчиками в дальнейшем может быть выполнен автоматический перезапуск в течение 1 с в случае "зависания". За это время возбуждение потеряно не будет (вариант с одним АРВ-М).
Методические указания предназначены для персонала электростанций и наладочных организаций, занимающихся обслуживанием и наладкой СВ.
В настоящих Методических указаниях приняты следующие обозначения, сокращения, термины и единицы измерения:
Обозначения элементов аппаратуры регулятора:
АРВ — автоматический регулятор возбуждения;
АРВ-М — микропроцессорный автоматический регулятор возбуждения;
АРВ1, АРВ2 — кассеты регуляторов. АРВ1 управляет тиристорным преобразователем первого канала, АРВ2 - второго канала (при двухканальной системе);
Е167-3UM — ячейка контроллера (Controller cell);
CVT — блок преобразования токов и напряжений (Current and Voltage Transducers);
PAS — ячейка обработки аналоговых сигналов (Processing Analog Signals cell);
DI-АТ96 — ячейка цифрового ввода (Digital Input cell);
ТС — ячейка управления тиристорным преобразователем (Thyristors Control cell);
DO-AT96 — ячейка цифрового вывода (Digital Output cell);
MR — ячейка контроля регулятора (Monitoring Regulator cell);
CC — ячейка перекрестных связей (Cross Communication cell);
LC — пульт местного управления регулятора (Local Control panel);
PS — блок питания (Power Supply unit);
BB-AT96 — объединительная плата АТ96 (Backplate Bas AT96);
АЦП (ADC) — аналого-цифровой преобразователь;
ЦАП (DAS) — цифроаналоговый преобразователь;
LEM-U — измерительный преобразователь напряжения;
LEM-I — измерительный преобразователь тока.
Обозначения элементов системы возбуждения:
АГП (QE1) — автомат гашения поля;
СВ — система возбуждения;
СИФУ — система фазоимпульсного управления (ТП);
СУР — секция управления и регулирования;
СУТ — система управления тиристорами;
ТП — тиристорный преобразователь.
Обозначения переменных:
Ug —напряжение генератора;,
Fg — частота напряжения;
Рg, Qg — активная, реактивная мощность генератора;
cosj, cosPhi — косинус угла нагрузки;
Ig, Ip, Iq — ток генератора, его активная и реактивная составляющая;
Uf, If — напряжение, ток ротора;
Ubar — напряжение сети;
Usyn (Uv), Fsyn — напряжение и частота синхронизации СУТ;
a (аlfa) — угол управления ТП;
Iv — ток ТП на стороне переменного тока;
Ie — выпрямленный ток ТП (ток ротора If или ток возбуждения возбудителя в бесщеточной СВ);
Phase Ubc — фаза напряжения генератора Ubc относительно Uab (используется для контроля датчиков напряжения и частоты генератора).