Неисправности и их устранение

Проверка тиристоров. Отсоединить управляющие электроды тиристоров n2 и n3. Запустить генератор без нагрузки и замкнуть защитные выключатели el. Если напряжение статора поднимется до установленного значения, но не превысит его, то тиристор n1 цел. Аналогично проверяются и другие тиристоры.

Проверка тиристорного моста. Если Uг ниже или выше нормы, удалить перемычку 1-2 на клеммной рейке регулятора и подключить между зажимами 1 и 3 закорачивающий провод или сопротивление 1…3 кОм. После этого напряжение можно на время уставить на должное значение потенциометром r7 на регулировочной карте. При необходимости заменить поврежденные тиристоры, а также регулировочную карту запасной.

Проверка диодов. Для проверки диодов можно пользоваться обычным универсальным измерительным прибором с диапазоном измерения сопротивления 100 Ом. Сопротивления диодов при измерении универсальным измерительным прибором должны быть не менее 50 Ом в открытом состоянии и бесконечно велики в закрытом. Если стрелка измерительного прибора будет отклоняться, заменить диод новым.

Если реактивные мощности генераторов отличаются друг от друга, или, если указываемые измерительными приборами на щите токи нагрузки разной величины, следует изменить напряжение генератора 2 моторным потенциометром EVA до тех пор, пока реактивные мощности не будут приблизительно равны 0, т.е. токи будут одинаковой величины.

Если реактивные мощности значительно отличаются друг от друга или «качаются», следует проверить проводку цепей токовой стабилизации (трансформатор тока f1 и потенциометр r2).

Если между показаниями измерительных приборов реактивной мощности существует небольшое отличие, изменить уставку потенциометра r2 в регуляторе генератора 2 таким образом, чтобы разница исчезла.

Если напряжения несимметричные, то повреждены фазные проводники питающих трансформаторов действительного значения m1 и вспомогательного напряжения m2 — проверить проводку и соединения.

При параллельной работе генераторов распределение реактивных мощностей неравномерное. Проверить действие тиристорного моста. Заменить поврежденные тиристоры и при надобности также регулировочный блок запасным.

Если моторный потенциометр не оказывает никакого влияния на напряжение, замкнуть его накоротко и временно уставить напряжение потенциометром r7 .Для дистанционной регулировки можно подключить к зажимам 1 и 3 клеммной рейки регулятора потенциометр 1…2 кОм после удаления перемычки между зажимами 1 и 2.

Обслуживание. Большинство компонентов регулятора — статические и поэтому они не требуют особого ухода. Однако рекомендуются следующие меры:

§ затягивать все крепежные и соединительные винты. Это следует выполнить по прошествии 2...3 месяцев после начала эксплуатации;

§ накопившиеся в шкафу пыль и прочие загрязнения следует удалять, пользуясь пылесосом и жидким составом CLEANER для электромеханических аппаратов;

§ следует регулярно проверять действия реле dl и состояние его контактов.

АРН изготавливаются в следующих модификациях: SMUJ 75 K3 и SMUJ 200 K1 на токи возбуждения 75 А и 200 А, соответственно, при напряжении возбуждения 145 – 175 В.

Точность поддержания напряжения составляет ±1,5 %, время восстановления 0,2 с (регулируемое в пределах 0,1 ÷ 0,5 с). Напряжение регулируется при помощи потенциометра EVA ±10 %Uпот.

Контрольные вопросы

1. Принцип действия системы возбуждения Strömberg.

2. Устройство АРН.

3. Принцип действия АРН.

4. Возможные неисправности системы возбуждения.

5. Обслуживание системы возбуждения Strömberg.

Глава 13.
Система возбуждения и автоматического регулирования напряжения типа STAMFORD

Технические данные:

§ напряжение цепи управления — 190 - 264 В;

§ частота тока — 50/60 Гц;

§ внешняя регулировка напряжения — ±10%;

§ перегрузка по напряжению регулятора — 300 В;

§ допустимая вибрация — 20÷100 мм/с;

§ допустимые колебания температуры от –40 ºC до +70 ºC;

§ точность поддержания напряжения генератора ±1%Uн;

§ относительная влажность — до 95%;

§ максимальная чувствительность — 0,22A при статизме 5%.

Состав (рис. 13.1):

§ бесщеточный синхронный генератор;

§ PMG (permanent magnet generator) — предвозбудитель постоянного тока;

§ MX341 — автоматический регулятор напряжения;

§ HAND TRIMMER(EVA) — внешний потенциометр уставки заданного напряжения;

§ DROOP — дополнительная успокоительная статорная обмотка СГ (опция).

Автоматический регулятор напряжения МХ321 предназначен для управления током возбуждения бесщеточных синхронных генераторов. Начальное возбуждение поступает от трехфазного предвозбудительного генератора PMG. При этом управляющие цепи AРН отключаются от эффектов нелинейных нагрузок и уменьшается влияние частоты на напряжение генератора. Таким образом, PMG используется для наилучшего возбуждения БСГ.

Рис. 13.1. Схема соединений системы возбуждения и автоматического регулирования напряжения STAMFORD

AVR измеряет напряжение генератора и управляет возбуждением для поддержания напряжения на заданном уровне, компенсируя изменение нагрузки, частоту вращения, температуру и cosφ генератора.

Измерение частоты электрической цепи и частоты вращения вала генератора обеспечивает защиту от пониженной частоты системы возбуждения понижением выходного напряжения генератора пропорционально установленной частоте вращения.

Максимальное возбуждение ограничивается безопасным периодом отключения выходного устройства АРН. Это состояние сохраняется до полной остановки генератора.

АРН включает защиту от перенапряжения с отключением выходного устройства регулятора и возможности отключения АСВ в случае различных неполадок при оптимальном возбуждении.

Устройство обеспечивает возможность дистанционного управления АРН, позволяя оператору оптимально регулировать выходное напряжение генератора.

Для обеспечения параллельной работы генераторов равной мощности АРН имеет соответствующую цепь.

Автоматический регулятор напряжения состоит из (рис. 13.2, а):

§ PDR (Potential Divider & Rectifier) — делителя напряжения и выпрямителя;

§ DCM (DC Mixer) — аналогового смесителя;

§ R (3 Phase Rectifier) — трехфазного выпрямителя выходного сигнала трансформатора тока генератора;

§ A (Amplifier) — усилителя-компаратора;

§ StC (Stability Circuit) — цепь стабилизации;

§ PS (Power Supply) — блок питания;

§ SyC (Synchronizing circuit) — синхронизирующая цепь;

§ PSD (Power Control Devices) — питание цепей управление;

§ ACB (Circuit Breaker) — генераторный автомат;

§ OED (Over Excitation Detector) — защита от перевозбуждения генератора;

§ OVD (Over Voltage Detector) — защита от превышения напряжения генератора.

Рис. 13.2. Функциональная схема AVP типа STAMFORD (a),
панель настройки (б) и таблица регулирования (в)

Функции AРН (рис. 13.2, а).

PD&R (Potential Divider & Rectifier ) — делитель напряжения - выпрямитель берет лишнюю часть выходного напряжения генератора, которое регулируется потенциометром и внешним ручным реостатом при необходимости. Сюда приходит и сигнал от ЦПР. Выпрямитель преобразует переменный выходной сигнал в соответствующий сигнал постоянного тока;

DCM (D.С. Mixer) — добавляет аналоговый сигнал напряжения генератора;

3PR (3 Phase Rectifier) — преобразует выходной сигнал ограничителя трансформатора тока СТ в соответствующий сигнал постоянного тока напряжения генератора;

Amp (Amplitier) – сравнивает текущее напряжение генератора или токовый сигнал с заданным напряжением и разницу ΔU усиливает для обеспечения регулирующего сигнала АРН;

Ramp Generator, Level detector & Driver — управляет временем открытия тиристоров силовой цепи, обеспечивая возбуждение требуемой величины для поддержания напряжения генератора в требуемых пределах;

StC (Stability Circuit) — цепь стабилизации обеспечивает регулировку отрицательной обратной связи с целью достижения устойчивой стабильности в переходных режимах;

PS (Power Supply) — обеспечивает питание всех цепей АРН;

LHzD (Low Hz Detector) — защита от пониженной частоты; измеряет период каждого электрического цикла и регулирует напряжение генератора для уменьшения линейной аппроксимации от частоты вращения. Горение светодиода предупреждает о пониженной частоте вращения дизель-генератора;

PCD (Power Control Devices) — изменяет величину тока возбуждения в соответствии с дифференциалом усилителя;

AСB (Automatic Circuit Breaker) — автоматический генераторный выключатель; отключает систему управления и генератор в случае срабатывания защит генератора;

OED (Over Excitation Detector) — защита от перевозбуждения генератора; последовательно измеряет ток возбуждения и уменьшает его, если текущее значение больше, чем в установившемся режиме. Этот сигнал также обеспечивает отключение — EХС.TRIP;

OVD (Over Voltage Detector) — защита от перенапряжения; последовательно измеряет напряжение генератора и уменьшает его, если текущее значение больше, чем в установившемся режиме. Этот сигнал сопровождается отключением АСВ и регулируется OVER/V – уставкой;

Dip и Dwell-цепи обеспечивают регулировку времени восстановления напряжения.

Синхронизирующая цепь используется для удержания RAMP Generator и LHzD бездействующими на период работы PMG.

Регулировка (рис. 13.2,б).

Выходное напряжение генератора устанавливается на заводе-изготовителе, однако его можно изменять при помощи потенциометра «VOLT» на регулировочной панели AVR или внешним реостатом уставки EVA. Клеммы 1 и 2 AVR можно закоротить, если нет необходимости в ручной регулировке.

Внимание. Не повышайте Uг выше номинального и не заземляйте ручные терминалы регулирования напряжения.

После замены АРН необходимо сделать следующее:

§ повернуть потенциометр VOLT в крайнее левое положение против часовой стрелки, затем установить его в среднее положение;

§ установить потенциометр STABILITY в среднее положение;

§ подсоединить вольтметр со шкалой 0-300 В переменного тока между фазой и нейтралью генератора;

§ запустить генератор без нагрузки с частотой 60-63 Гц;

§ если загорится красная индикатор LED, обратиться к регулировке UFRO (Under Frequency Roll OFF);

§ повернуть потенциометр VOLT по часовой стрелке до достижения значения напряжения Uном;

§ если номинальное значение Uг поддерживается нестабильно — обратиться к регулировке устойчивости или повторить регулировку напряжения.

Настройка устойчивости или демпинг выполняется при помощи переключений соответствующей цепи для различной мощности генераторов (90 кВт, 90-550 кВт или более 550 кВт) как показано на рис. 13.2. Дальнейшая регулировка производится без нагрузки генератора.

UFRO или регулировка от пониженной частоты осуществляется при помощи перемычек «Frequency Selection» с соответствующими полюсами и частотой генераторов (4Р60 Гц, 4Р50 Гц, 6Р60 Гц) как показано на рис. 13.2,б. Красный индикатор (LED) горит, когда цепь UFRO работает, т.е. частота понижена и находится в зоне 57-60 Гц (или 47-50 Гц).

Регулировка статизма осуществляется потенциометром DROOP и составляет около 5%: вращая по часовой стрелке, увеличиваем сигнал трансформатора тока СГ с одновременным уменьшением cosφ. В крайнем левом положении против часовой стрелки статизм δ = 0.

Регулировка аналоговой величины чувствительности АРН производится при помощи потенциометра TRIM. Вращая его по часовой стрелке, увеличиваем чувствительность. Величина сигнала составляет ± 5В и поступает на входные клеммы А1, А2 (внизу регулировочной панели);

Внимание! Сигнал чувствительности должен быть гальванически изолированным от корпуса во избежание выхода из строя устройства.

Сигнал постоянного тока добавляет чувствительность АРН. Клемма А1 соединяется с «0» напряжения, а положительное с А2 и увеличивает возбуждение, отрицательное — уменьшает. В крайнем левом положении нет чувствительности АРН и наоборот.

Регулировка перевозбуждения осуществляется потенциометром «EXC.» (внизу посередине); красная лампа горит при наличии перевозбуждения — в этом случае генератор останавливается по защите от перевозбуждения.

DIP-регулировка широко используется с дизель-генератором, снабженным турбонаддувом и блоком, ограничивающим нагрузку генератора. Она работает при увеличенном наклоне характеристики V/Hz для того, чтобы повысить роль выходного напряжения генератора по сравнению с его частотой вращения. С DIP-регулировкой напряжения генератора, вращая потенциометр в направлении против часовой стрелки характеристика зависимости V/Hz при частоте вращения ниже номинальной достигается линейной. Вращением рукоятки DIP по часовой стрелке, Uген увеличивается.

DWELL обеспечивает задержку восстановления частоты вращения и Uген и позволяет больше регулировать DIP-уставку, учитывая стабильность системы. Вращая ручку против часовой стрелки, повышаем линейность отношения V/Hz и увеличиваем задержку времени восстановления частоты вращения и напряжения генератора, вращая ручку по часовой стрелке.

«I/LIMIT» — ограничение тока, широко используется для ограничения тока к.з. или пускового тока электродвигателя. Для этого необходимо соединить клеммы S1 и S2 на регулировочной панели АРН или отрегулировать «I/LIMIT» уставкой.

RAMP — регулировка включает плавное увеличение напряжения генератора на старте (в течение 3 с). Регулировка аналогичная (см. таблицу).

Подытоживая, можно сказать, что все регулировки по часовой стрелке обеспечивают увеличение регулируемого параметра и наоборот (рис. 13.2,в)

Таблица 13.1. Неисправности и способы их устранения

Если ни один из способов не дал результатов, следует проверить воздушные зазоры у всех трансформаторов.

Контрольные вопросы

1. Состав системы возбуждения Stamford.

2. Регулировка АРН.

3. Функции терминалов АРН.