UKŁADY WZBUDZENIA I REGULACJI NAPIĘCIA GENERATORÓW SYNCHRONICZNYCH

Instytut Energetyki Oddział Gdańsk oferuje nowoczesne cyfrowe układy wzbudzenia i regulacji napięcia generatorów synchronicznych. Opracowywane i wdrażane przez nas rozwiązania zapewniają pełną redundancję w zakresie sprzętowym zarówno na poziomie sterownika regulatora napięcia gdzie dla generatorów większych niż 10MW standartowo dostarczamy regulatory dwu-kanałowe, jak również w zakresie członów mocowych gdzie zapewniamy redundancję N-1. Oferujemy statyczne układy wzbudzenia jak również układy współpracujące z wzbudnicami prądu przemiennego i prądu stałego. Regulatory oferowane przez IEN Oddział Gdańsk zapewniają pełen zakres korzyści nowoczesnego regulatora cyfrowego, bardzo dobre własności regulacyjne - zarówno statyczne jak i dynamiczne, optymalnie dobrane parametry pracy i wygodę eksploatacji a także niezawodność i wysoką jakość wykonania. W ofercie IEN Oddział Gdańsk znajdują się również układy prostowników wzbudzenia i wyłączników wzbudzenia wraz z układami ochrony od przepięć w wirniku.

Konfiguracje sprzętowe

  • regulator RNGA-22 w wersji dwu lub jedno kanałowej stosowany w przypadku regulatorów ze wzbudnicami (małe prądy od kilku amperów do 50A). W tym typie regulatora jako człon wykonawczy stosowane są tranzystory IGBT jak i prostowniki tyrystorowe
  • regulator P200 i WGSY-10 w wersji dwu lub jedno kanałowej zintegrowany z tyrystorowym prostownikiem wzbudzenia przystosowany do współpracy zarówno z generatorami ze wzbudnicami jak i bez (prądy od 50A do 800A
  • regulatory dwukanałowe WGSY-37 i WGSY-38 stosowane w układach statycznych. Mogą być dostosowane do współpracy z dotychczasowym prostownikiem tyrystorowym i wyłącznikiem wzbudzenia lub dostarczone wraz z nowymi układami prostownika tyrystorowego i wyłącznika wzbudzenia (prądy wzbudzenia od 500A wzwyż)
  • istnieje możliwość indywidualnej konfiguracji sprzętowej w przypadku specyficznych wymagań Klienta

Opis regulatora cyfrowego

Cyfrowy kanał regulacji może pracować w jednym z następujących trybów regulacji:

  • tryb regulacji napięcia generatora - regulacja automatyczna
  • tryb regulacji współczynnika mocy mający za zadanie utrzymać stałą wartość cosfi
  • tryb regulacji mocy biernej mający za zadanie utrzymać zadaną wartość mocy biernej
  • tryb regulacji prądu wzbudzenia - regulacja ręczna

Tryb regulacji jest wybierany poprzez przełącznik wyboru trybu regulacji, wyjść zewnętrznego sterownika PLC
lub z komputerowego systemu nadrzędnego.

Dodatkowe funkcje realizowane przez regulator:

  • kompensacja prądowa zapewniająca właściwy rozdział mocy biernej podczas pracy równoległej generatorów lub kompensacji spadku napięcia na transformatorze blokowym i linii zasilającej
  • ogranicznik niedowzbudzenia – pojemnościowej mocy biernej. Ogranicznik ten reguluje prąd wzbudzenia w zakresie określonej charakterystyki P-Q w taki sposób aby nie dopuścić do utraty stabilności generatora. Charakterystyka ogranicznika składa się z sześciu odcinków zależnych od wartości mocy czynnej mocy biernej i napięcia w aktualnym punkcie pracy
  • ogranicznik maksymalnego prądu stojana. Ogranicznik ten reguluje prąd wzbudzenia aby utrzymać prąd stojana poniżej wartości ustalonej i zapobiec przeciążeniu cieplnemu uzwojenia stojana.
  • ogranicznik pułapu prądu wzbudzenia i maksymalnego prądu wzbudzenia. Ogranicznik ten ogranicza prąd wzbudzenia do dwóch indywidualnie nastawianych wartości. Ogranicznik ten jest blokowany w wypadku awarii pomiaru prądu wzbudzenia
  • ogranicznik indukcji ogranicza prąd wzbudzenia tak aby chronić generator i transformator blokowy przed wzrostem indukcji w żelazie przy obniżeniu częstotliwości (prędkości obrotowej) generatora lub przy wzroście napięcia generatora przy stałej częstotliwości
  • ogranicznik minimalnego prądu wzbudzenia generatora zapewnia zadany minimalny prąd podtrzymania pracy tyrystorów w mostku prostownikowym
  • stabilizator systemowy PSS. Cyfrowy stabilizator systemowy zaimplementowano w oparciu o struktury dwuwejściowego stabilizatora typu PSS2A, który stanowi obecnie standard wyposażenia bloków o znaczeniu systemowym. Zaletą stabilizatora typu PSS2A jest to dobre tłumienie oscylacji o niskiej częstotliwości międzyobszarowych i „odczulenie” stabilizatora na zmiany mocy mechanicznej turbiny, co zapewnia minimalizację wpływu działania PSS na regulację napięcia

Ograniczniki są aktywne zarówno w regulacji ręcznej jak i automatycznej.

Zabezpieczenia zaimplementowane w układzie regulatora napięcia

  • monitorowanie prawidłowości pomiaru napięcia generatora
  • monitorowanie prawidłowości pomiaru prądu wzbudzenia generatora na podstawie porównania wartości prądu wzbudzenia po stronie zmiennej oraz stałej
  • zabezpieczenie nadmiarowo prądowe prądu wzbudzenia czasowo zależne zgodnie z charakterystyką określoną w dwóch punktach o nastawionych progach działania i zwłokach czasowych
  • funkcja samotestowania regulatora. Regulatory napięcia wyposażone są w układ kontroli prawidłowej pracy (tzw. Watch-dog). Układ ten sprzętowo niezależny od procesora zerowany jest generowanymi w krytycznym momencie programu impulsami, o ile w czasie 2ms nie nastąpi wyzerowanie układu kontrolnego, generowany jest sygnał o niesprawności układu, powodujący przełączenie na kanał rezerwowy (wersja dwukanałowa) lub wysłanie sygnału uszkodzenie układu wzbudzenia do zabezpieczeń bloku
  • zabezpieczenie od uszkodzenia obwodów wyjściowych regulatora oraz układu formującego impulsy zapłonowe. W czasie stabilnej pracy układu wzbudzenia sygnał sterujący wychodzący z regulatora cyfrowego odpowiada określonej wartości prądu wzbudzenia. W regulatorze napięcia zaimplementowana jest funkcja porównania wypracowanego w układzie sygnału sterującego z prądem wzbudzenia generatora.
  • zabezpieczenie od przerwania impulsów zapłonowych. Układ światłowodowego wyzwalania tyrystorów nowej generacji posiadają kontrolę ciągłości obwodów zapłonowych. O ile nastąpi zanik prądu płynącego do dowolnej bramki tyrystora generowany jest alarm nieprawidłowej pracy mostka tyrystorowego. Alarm ten powoduje przełączenie na rezerwowy kanał regulacji
  • monitorowanie stanu wyłącznika generatorowego. Do regulatora napięcia powinien być doprowadzony styk pomocniczy wyłącznika generatorowego. W wypadku wyłączenia generatora z sieci blokowany jest stabilizator systemowy. Dodatkowo o ile w czasie otwierania wyłącznika regulator jest w trybie regulacji ręcznej wartość nastawnika regulacji ręcznej zmieniana jest na wartość odpowiadającą wartości znamionowej biegu jałowego. Stan wyłącznika służy także do blokowania sygnału odwzbudzania, który może się pojawić jedynie przy otwartym wyłączniku
  • zabezpieczenie nadnapięciowe generatora z dwupunktową charakterystyką czasowo zależną, powodujące przełączenie kanałów lub wystawienie sygnału na wyłącz do zabezpieczeń gdy regulator jest jednokanałowy lub zabezpieczenie zadziałało w dwóch kanałach
  • Zabezpieczenie nadnapięciowe wirnika generatora z dwupunktową charaktrystyką czasowo zależną powodujące przełączenie kanałów lub wystawienie sygnału na wyłącz do zabezpieczeń gdy regulator jest jednokanałowy lub zabezpieczenie zadziałało w dwóch kanałach

Rejestrator zakłóceń

Regulatory wyposażone są w rejestrator zakłóceń rejestrujący zdarzenia do 4 rekordów. Rekordy zapisane są w formacie zgodnym z: IEEE Standard Common Format for Transient Data Exchange (COMTRADE) C37.111-1991. Każdy rekord posiada znacznik czasu, który synchronizowany jest z czasem systemowym. Możliwe jest zdefiniowanie czasu rejestracji oraz rejestrowanych sygnałów zgodnie z wymaganiami danego obiektu. Zarejestrowane przebiegi przesyłane są do panelu operatorskiego i udostępniane w sieci ethernet.

Wyłączniki wzbudzenia firmy Lenoir-Elec

Jesteśmy autoryzowanym i wyłącznym reprezentantem na terenie Polski wyłączników wzbudzenia firmy Lenoir-Elec. Posiadamy personel przeszkolony w zakresie serwisowania tych wyłączników. Szczegółowe informacje na temat wyłączników można znaleźć na stronie internetowej www.lenoir-elec.com/ oraz w IEN Oddział Gdańsk.

Kontakt

Mariusz Mazur
tel: 058 34-98-120
e-mail: m.mazur@ien.gda.pl


Przykładowe modernizacje układów wzbudzenia