|
Асинхронный пуск с пониженным напряжением (АПН) может быть осуществлен одним из нескольких возможных способов:
включение последовательно с обмоткой статора (со стороны
главных либо нулевых выводов электромашины) реакторов; использование пускового автотрансформатора либо соответствующей отпайки от обмотки пониженного напряжения главного (блочного) трансформатора; последовательное включение обмоток электромашин двух обра-
тимых агрегатов через пусковую систему шин (ПСШ) и т. д.
Асинхронный пуск с пониженным напряжением в сравнении с прямым асинхронным пуском позволяет уменьшить до допустимых значений величину пусковых токов, уровень понижения напряжения, механические и термические перегрузки статора ГД и смежного электрооборудования, но радикально не решает проблему ликвидации тепловых перегрузок ротора. Кроме того, этот способ пуска увеличивает продолжительность процедуры пуска и требует установки дополнительного электрического оборудования: реакторов, шунтирующих выключателей или короткозамыкателей, трансформаторов и т. п. Стоимость дополнительного оборудования значительно возрастает в случае крупных обратимых агрегатов, а также на многоагрегатных ГАЭС. С экономической точки зрения, асинхронный пуск при пониженном напряжении ГД мощностью 200 и более МВт представляет собой самое дорогое техническое решение. Практическое применение этот способ пуска находит для ГД мощностью до 100 МВт.
Выход из такого противоречия – создание способа облегченного пуска ГД, который обеспечивал бы одновременное снижение величины пускового тока и тепловых перегрузок ротора до допустимых значений.
При единичной мощности насосотурбинных гидроагрегатов 100 МВт и более, как правило, применяется один из вариантов синхронного пуска или комбинация различных вариантов этого способа с целью обеспечения резервирования.
Прежде чем рассматривать области применения различных вариантов синхронного пуска, обратим внимание еще на один признак, позволяющий все возможные способы пуска насосотурбинных гидроагрегатов ГАЭС в насосный режим разделить на две группы: групповые, когда одним пусковым устройством запускается по-
очередно группа агрегатов; индивидуальные, когда пусковым устройством оснащен каждый
гидроагрегат.
С учетом этого признака различные варианты синхронного пуска зачастую не конкурируют между собой, а используются каждый в своей области, причем эта область определяется преимущественно экономическими соображениями.
При подобной классификации очевидно, что первоначальные затраты на обеспечение пуска насосотурбинных гидроагрегатов ГАЭС в насосный режим при индивидуальных способах пуска пропорциональны количеству агрегатов, а при групповых способах более высокая стоимость одного пускового устройства раскладывается на несколько агрегатов. Таким образом, на ГАЭС с малым количеством агрегатов экономичнее индивидуальные способы пуска, а с ростом количества насосотурбинных гидроагрегатов более экономичными оказываются групповые пусковые устройства. Анализ нескольких десятков наиболее мощных современных ГАЭС показывает, что групповые пусковые устройства применяются при наличии на ГАЭС не менее трех обратимых гидроагрегатов, а индивидуальные – при трех и менее. Постепенное снижение стоимости и повышение надежности полупроводниковой техники определяет тенденцию к смещению этой границы в пользу групповых СПЧ.
Из определения групповых пусковых устройств очевидно, что электрическая схема ГАЭС должна обеспечивать возможность соответствующих электрических соединений. На ГАЭС, использующих какой-либо вариант группового пускового устройства, как правило, имеется одно- или многосекционная ПСШ, которая позволяет подключать к пусковому устройству любой из агрегатов (рис. 18.1, а и 18.2, б).
Рассмотрим более подробно основные способы обеспечения синхронного пуска обратимых насосотурбинных гидроагрегатов ГАЭС.
Пуск ГД мощностью свыше 250 МВ·А на ранее построенных ГАЭС чаще всего осуществляется от ВРД, установленного на одном валу с агрегатом. Как правило, в качестве ВРД используют асинхронный электродвигатель с фазным ротором. Мощность такого электродвигателя в зависимости от мощности разворачиваемого гидроагрегата и требуемой (заданной) интенсивности пуска может составлять 5–6 % от номинальной мощности пускаемой электромашины.
В некоторых случаях в качестве вспомогательного двигателя может быть использован электромашинный возбудитель или вспомогательный синхронный генератор, установленный на валу гидро- агрегата и используемый для питания системы возбуждения ГД (ГАЭС Коо-Труа-Пон, Бельгия).
Способ пуска с помощью ВРД используется на многих зарубежных ГАЭС, в том числе таких крупных, как ГАЭС Ладингтон, Бленхейм-Джильбао и Норфильд-Маунтин (США), Каляян (Филиппины), Окутатараги, Шитойоне и Сабигава (Япония), Ревен (Франция) и др.
По имеющимся сведениям, в 1970 г. на 35 ГАЭС, на которых установлено 85 обратимых агрегатов мощностью порядка 100 МВт, существовало следующее соотношение способов пуска: асинхронный: прямой – 4, реакторный – 6, трансформатор-
ный – 8; синхронный: от преобразователя частоты – 6, частотный пуск
от соседнего генератора – 27; с помощью ВРД – 34.
Таким образом, на старых ГАЭС пуск обратимых агрегатов в насосный режим преимущественно осуществляется с помощью ВРД.
При наличии ВРД увеличение общей высоты обратимого гидроагрегата может в некоторых случаях потребовать установки третьего направляющего подшипника и заметно увеличивает высоту машинного здания ГАЭС, что приводит к существенному удорожанию строительной части ГАЭС. Поэтому в разных странах разрабатываются альтернативные варианты синхронного пуска обратимого агрегата с применением в качестве ВРД маломощной радиальноосевой гидротурбины, конструктивно объединенной с рабочим колесом насосотурбины (Япония), или ковшовой гидротурбины, установленной под всасывающе-отсасывающей трубой насосотурбины обратимого агрегата и соединенной с ее валом (Германия).
Стремление улучшить пусковые характеристики обратимого агрегата и уменьшить необходимую мощность ВРД привело к созданию системы каскадного пуска сверхмощных обратимых насосотурбинных гидроагрегатов ГАЭС в насосный режим работы (рис. 17.1). Схема каскадного пуска предусматривает пофазно-последователь- ное включение обмоток статора ВРД и разгоняемой электрической машины. На завершающей стадии пуска выключателем шунтируется обмотка статора ВРД и одновременно объединяются нулевые выводы статора разгоняемой электрической машины.
Результаты лабораторных исследований и опыт эксплуатации схемы каскадного пуска позволяют сделать следующие выводы.
Схема каскадного пуска обеспечивает безударный пуск в насосный режим и надежную синхронизацию электромашины обратимого агрегата мощностью 200 МВт и более.
Do'stlaringiz bilan baham: |
