Цифровой статический тиристорный возбудитель типа СПВД предназначен для питания обмотки возбуждения, управления и автоматического регулирования тока возбуждения при прямом, реакторном, частотном и плавном пусках, синхронной работе и в аварийных режимах синхронных двигателей мощностью от 200 до 12500 кВт с щеточной системой возбуждения. Возбудитель выполняется по мостовой или по нулевой схемам выпрямления с питанием от сети переменного тока через силовой согласующий трансформатор.
Условия эксплуатации:
- в районах с умеренным, сухим и влажным тропическим климатом;
- в закрытых помещениях при отсутствии непосредственного воздействия солнечной радиации, в невзрывоопасной и непожароопасной окружающей среде, не содержащей токопроводящей пыли и агрессивных газов и паров, разрушающих металлы и изоляцию, при содержании нетокопроводящей пыли в концентрации не более 2 мг/м3;
- температура окружающего воздуха от +1 °С до +40 °С для климатического исполнения УХЛ4 и от +1 °С до +45 ºС для климатического исполнения О4;
- высота над уровнем моря не более 1000 м;
- атмосферное давление от 87 до 107 кПа (от 650 до 800 мм рт. ст.);
- относительная влажность воздуха не более 80 % при температуре плюс 25 °С для климатического исполнения УХЛ4 и не более 98 % при температуре плюс 35 °С для климатического исполнения О4.
Возбудитель в части воздействия внешних механических факторов соответствует группе механического исполнения М1 по ГОСТ 30631-99. Исполнение возбудителя для районов с сейсмичностью от 7 до 9 баллов по шкале МSК при уровне установки над нулевой отметкой до 25 м в соответствии с ГОСТ 30546.1-98 – по согласованию с заказчиком.
Возбудитель в соответствии с требованиями ТР ТС 020/2011, ГОСТ 30804.6.2-2013, ГОСТ 30804.6.4-2013, ГОСТ Р 51321.1-2007 и СТБ МЭК 60439-1-2007 устойчив к воздействию электромагнитных помех и не создает недопустимых помех другим техническим средствам.
СПВД обеспечивает:
- автоматическую подачу возбуждения при прямом, реакторном, плавном и частотном пуске двигателя:
- по уменьшению величины скольжения, настраиваемой в пределах от 1 % до 5 %;
- по падению тока статора до заданного значение в диапазоне, соответствующем интервалу величин скольжения от 1 % до 5 %; - форсировку возбуждения для устойчивости синхронного режима при резких изменениях момента сопротивления на валу двигателя;
- подключение пусковых сопротивлений, защищающих обмотку ротора двигателя от перенапряжений на период пуска двигателя до подачи возбуждения, и их отключение при включении возбуждения после достижения ротором подсинхронной скорости вращения;
- регулирование тока возбуждения по одному из следующих законов:
- стабилизация тока возбуждения,
- регулирование по напряжению статора,
- регулирование по поддержанию заданного коэффициента мощности двигателя (cos φ) с точностью не менее 0,01 при изменении напряжения питания возбудителя от 0,9 до 1,1 от номинального значения,
- регулирование по напряжению статора и коэффициенту мощности двигателя (cos φ) - режим гашения поля при отключении двигателя путем перевода выпрямителя в инверторный режим внешним сигналом или в результате срабатывания защит;
- автоматическое снижение тока возбуждения при перегрузе ротора по току и переход в режим охлаждения ротора;
- непрерывный контроль сопротивления изоляции ротора;
- подачу тока возбуждения при отключенном двигателе (система «опробования»), для проверки работоспособности силовой части и системы управления;
- отключение двигателя при возникновении аварийных режимов;
- индикацию режимов работы, причин аварий или предупреждений;
- автоматический переход на управление от резервного терминала системы управления (далее – ТСУ) в случае отказа основного ТСУ, с одновременной блокировкой управляющих сигналов основного ТСУ;
- возможность работы в автоматическом и ручном режиме;
- дистанционное управление возбуждением по каналу связи RS-485 с протоколом Modbus RTU со скоростью передачи данных не менее 19200 бит/с;
- передачу информации (мониторинг) в системы централизованного контроля и управления объекта (АСУ ТП и т.п.) по каналу связи RS-485 с протоколом Modbus RTU и по каналу связи Ethernet с протоколом Modbus ТСР/IР. Передается информация о срабатывании защит, текущие значения напряжения и тока возбуждения и статора, cos φ, сопротивления изоляции ротора;
- взаимодействие с системами плавного пуска высоковольтных двигателей;
- работу в системах частотного пуска с изменением величины тока возбуждения двигателя по алгоритму, дистанционно задаваемому преобразователем частоты в процессе пуска;
- работу с системами самозапуска двигателей.
- Возбудитель обеспечивает обмен управляющими и информационными сигналами с помощью «сухих» контактов с АСУ ТП объекта и взаимодействующим с ним оборудованием закрытого распределительного устройства ЗРУ.
- От оборудования ЗРУ должны приниматься сигналы:
- от высоковольтной ячейки двигателя о включении двигателя;
- от системы самозапуска на гашение поля;
- от системы плавного пуска о включении двигателя устройством плавного пуска. - В схему ЗРУ должны подаваться сигналы:
- готовность возбудителя к включению двигателя;
- аварийное отключение высоковольтного выключателя двигателя. - На пульт оператора АСУ ТП должны подаваться сигналы:
- двигатель в рабочем режиме (разрешение загрузки двигателя после включения возбуждения);
- появление неисправности;
- отключение основного ТСУ и переход на резервный;
- превышение допустимого времени протекания тока в цепи пусковых сопротивлений.
Возбудитель обеспечивает регистрацию и архивацию событий, происходящих при пуске, работе и остановах двигателя.
При наступлении события, его краткое описание записывается в отдельный файл текстового журнала событий. Если происходит включение, выключение или форсировка тока возбуждения, то кроме текстовых описаний происходящих процессов дополнительно снимаются и сохраняются в отдельные файлы осциллограммы параметров двигателя, а так же настройки возбудителя. Журналы событий и осциллограммы сохраняются в энергонезависимой памяти возбудителя.
В журнал событий (с указанием даты и времени) записываются:
- подача и снятие питания на ТСУ;
- включение/выключение силового автоматического выключателя;
- включение/выключение реле индикации и сигналов;
- включение и выключение двигателя (ячейки двигателя);
- асинхронный ход двигателя;
- внутренние сигналы алгоритма управления во время регулирования тока;
- наличие/отсутствие напряжения синхронизации выпрямителя пофазно;
- передача управления/ принятие управления между ТСУ;
- срабатывание защит и предупреждений;
- деблокировка защит;
- включение и отключение форсировки;
- нажатие персоналом кнопок на двери шкафа, в том числе кнопки «Останов двигателя» (ручной останов);
- неисправность в цепи питания цепей управления;
- при пуске двигателя длительностью не менее 5 с до и 30 с после возникновения сигнала пуска;
- при останове двигателя вследствие срабатывания защит или действий оперативного персонала длительностью не менее 30 с до и 5 с после возникновения сигнала останова;
- при форсировке двигателя длительностью не менее 15 с до и 15 с после включения форсировки.
- напряжение статора;
- ток статора полный/ активный/ реактивный;
- cos φ;
- мощность активная;
- мощность реактивная (запись на частоте от 50 Гц);
- напряжение и ток возбуждения (запись на частоте от 300 Гц).
- просмотра трендов напряжений и токов статорной и роторной цепей, cos φ, в режиме реального времени на экране дисплея,
- выгрузки журнала событий и осциллограмм на USB флэш-носитель (или по каналу связи на персональный компьютер), для дальнейшего просмотра, анализа, пересылки.
- хранение журнала событий и осциллограмм в энергонезависимой памяти возбудителя.
- осциллограммы пуска двигателя – не менее 10 последних;
- осциллограммы останова двигателя – не менее 10 последних;
- осциллограммы других событий – не менее 30 последних.
- максимально-токовая защита (от коротких замыканий в выпрямителе и от внешних коротких замыканий на стороне постоянного тока);
- от потери возбуждения;
- от асинхронного хода;
- от затянувшегося пуска (превышение заданной длительности достижения подсинхронной скорости);
- от недопустимого снижения сопротивления изоляции ротора (защита от замыкания цепи возбуждения на корпус);
- от неисправности блок-контакта высоковольтного выключателя двигателя (далее – блок-контакт ВВ);
- от пониженного напряжения статора Us
- от превышения допустимого времени протекания тока в цепи пусковых сопротивлений.
- от снижения напряжения силового преобразователя.
В возбудителе реализована время-токовая защита (ВТЗ) или защита ротора от перегрева при длительном превышении током возбуждения номинального значения. При срабатывании ВТЗ двигатель переводится в режим охлаждения ротора без формирования сигнала на отключение высоковольтного выключателя.