7.3. Принципиальная электрическая схема управления
электроагрегатов типа АС-800
7.3.1. Общие положения
В 1973 году были приняты на снабжение стационарные электроагрегаты типа АС-800 мощностью 315 (АС-806), 500 (АС-814) и 630 (АС-804) кВт, автоматизированные по третьей степени. Их производство было организовано в Ленинграде в объединении «Звезда» на основе генераторов серии СГДМ и дизельных двигателей 12ЧН18/20 с водоводяным и водовоздушным охлаждением (заводская марка М-612, М-611 и М-623, соответственно). В 1980 году была принята на снабжение передвижная электростанция мощностью 500 кВт ЭД500-Т400-3РК Курского предприятия «Электроагрегат», в которой использовался дизель-генератор АС-816А. В 1988 году на смену этому источнику пришла модернизированная электростанция ЭД500-Т400-3РКМ1.
Схемы управления упомянутых источников электрической энергии имеют несущественные различия, которые в основном определяются типом системы охлаждения. Принципиальные отличия схем управления этих источников от рассмотренных ранее схем обусловлены воздушной системой пуска, применяемой в электроагрегатах большой мощности (более 200 кВт).
Схемы управления содержат цепи питания, пуска, приема нагрузки, аварийной защиты и сигнализации, остановки и собственных нужд. В качестве типовой рассмотрим принципиальную электрическую схему электроагрегата АС-804 мощностью 630 кВт.
Управление ЭА может осуществляться обслуживающим персоналом с местного щита управления (ЩУ), расположенного на раме дизель-генератора, и дистанционно оператором с пульта дистанционного управления (ПДУ), который находится на стойке управления автоматизированной станцией (СУАС) и на командно-диспетчерском пульте.
Питание схемы управления (рис. 32) при наличии напряжения переменного тока 380/230 В происходит от выпрямительного устройства UZ9(1), а при его отсутствии - от аккумуляторной батареи GB(2).
Для поддержания ЭА в режиме облегченного резерва в готовности к пуску и быстрому приему нагрузки на СУАС необходимо включить автоматический выключатель зарядного устройства и выключатель QF9(3) АВТОМАТИКА. В этом случае горит зеленая лампа HL5(109) РЕЗЕРВ. Для подготовки схемы к автоматическому пуску агрегата по импульсу исчезновения напряжения внешней сети необходимо включить тумблер SA1(12) ПУСК ПО НАПРЯЖЕНИЮ, а по импульсу аварийной остановки или перегрузки работающего агрегата – тумблер SA2(15) ПУСК ПРИ АВАРИИ АГРЕГАТА 2. Для дистанционного пуска с ПДУ командно-диспетчерского пульта переключатель SA3(16) ДИСПЕТЧЕР следует установить в положение ВКЛ., а для пуска со СУАС – в положение ОТКЛ.
7.3.2. Цепи пуска
Схема управления предусматривает следующие виды пуска: автоматический, полуавтоматический со ЩУ или ПДУ и специальный.
При пуске ЭА в соответствии с алгоритмом выполняются следующие технологические операции: включается электропневмоклапан пуска, и осуществляется предпусковая прокачка масла; при достижении давления 2,5 кг/см2 включается пусковой блокировочный клапан, обеспечивающий подачу сжатого воздуха в цилиндры дизеля; при достижении первой уставки частоты вращения отключается электропневмоклапан пуска, и включаются защита дизеля по давлению масла и счетчик моточасов; при достижении второй уставки частоты вращения отключается автомат гашения поля, и включается возбуждение синхронного генератора.
Рис. 32. Принципиальная электрическая схема управления АС-804 (лист 1)
Рис. 32. Принципиальная электрическая схема управления АС-804 (лист 2)
Рис. 32. Принципиальная электрическая схема управления АС-804 (лист 3)
Рис. 32. Принципиальная электрическая схема управления АС-804 (лист 4)
Рис. 32. Принципиальная электрическая схема управления АС-804 (лист 5)
Рис. 32. Принципиальная электрическая схема управления АС-804 (лист 6)
Рис. 32. Принципиальная электрическая схема управления АС-804 (лист 7)
Полуавтоматический пуск со ЩУ производится кнопкой SB1(16). При замыкании её контактов получает питание реле пуска К2(13). Реле К2 включается и становится на блокировку через контакт К2(13).
Замкнувшийся контакт К2(4) включает реле К4(3). Замыкается контакт К4(2), который подключает аккумуляторную батарею к схеме автоматического управления. Замкнувшимся контактом К2(19) подготавливаются к работе пусковые цепи. Через блок-контакт QFГ(18) автоматического выключателя генератора (АВГ), контакт К2(19), размыкающий контакт KSR1-1(18), точку 29(18) подается питание на электропневмоклапан пуска УА1(17).
Контактом К2(54) включается реле времени КТ4(54) контроля длительности пуска, а через точку Ж(54) – счетчик пусков Ph2(45). Одновременно разомкнувшиеся контакты К2(33) размыкают цепь остановки, а контакты К2(78) отключают цепь предварительной сигнализации о неисправности воздушной системы пуска.
Замкнувшийся контакт К2(27) включает реле К5(24) сигнализации режима пуска (остановки) электроагрегата, которое контактами К5(107) включает лампу HL3(107) ПУСК-ОСТАНОВКА.
С включением электропневмоклапана начинается предпусковая прокачка масла. При достижении давления масла в системе смазки дизеля до 1,7 кг/см2 срабатывают реле давления SPM1(39) и SPM2(40) и подают питание на реле-повторитель давления KSPM(40). Это реле включается и своими контактами KSPM(35) подготавливает к работе цепи аварийной остановки агрегата. Одновременно контакт KSPM(57) размыкает цепи защиты по понижению давления масла, а замкнувшимся контактом KSPM(025) в цепях собственных нужд подготавливает к включению реле управления вентилятором К6(024) (рис. 33).
При достижении необходимого давления масла (2,5 кг/см2) в дизеле срабатывает пусковой блокировочный клапан, через который сжатый воздух поступает в цилиндры дизеля. Дизель запускается, и при частоте вращения, соответствующей первой уставке частоты, замыкаются контакты SR1(41), и подается питание на реле-повторители пусковых оборотов KSR1-1(41) и KSR1-2 (39).
Реле KSR1-1 и KSR1-2 включаются. Контакт KSR1-1(18), размыкаясь, отключает питание электропневмоклапана пуска УА1(17), а контакт KSR1-1(141), замыкаясь, выдает сигнал на включение теплоклапана блока охлаждения. Цепи питания электропневмоклапана аварийного стоп-устройства УАЗ(67) подготавливаются контактом KSR1-1(67). Контакт KSR1-1(34), включенный параллельно контакту KSPM(35), подготавливает к работе цепи аварийной остановки. Одновременно контактом KSR1-2(57) подготавливается цепь защиты по понижению давления масла в дизеле.
При оборотах, соответствующих второй уставке частоты вращения, замыкаются контакты датчика SK2(38), и подается питание на катушку реле рабочих оборотов KSR2(38). Реле KSR2 включается и контактами KSR2(23) подает питание на реле времени КТ5(23) для контроля времени включения синхронизатора. Разомкнувшиеся контакты KSR2(54) отключают реле времени контроля пуска КТ4(54). Замкнувшиеся контакты KSR2(20) подают питание на катушку реле времени синхронизации КТ6(20) и реле К3(15), которое подключает реле контроля напряжения сети.
Реле К3(15) срабатывает и своими контактами К3 подготавливает цепь включения блока точной автоматической синхронизации. При этом включается реле К7, которое своим контактом К7(25) разрывает цепь питания реле К8(25). Его контакты К8(28) размыкаются и отключают катушку реле К9(28) гашения поля. Генератор возбуждается.
Реле КТ6, получив питание, через 2 с своими контактами подключает реле питания синхронизатора, которое, в свою очередь, подключает синхронизатор.
При разности частот синхронизируемых напряжений менее 2,8 Гц и равенстве напряжений включается выходное реле синхронизатора, и через точку 605(29) подается питание на катушку реле К10(29) контроля включения АВГ, реле контроля длительности включения АВГ и на включающую катушку АВГ (в схеме силовых цепей). Реле К10 включается и своими К10(61) замыкает цепь реле К17(61), которое также включается. Оно становится на самоблокировку через контакты реле К17(62) и контакт К21(62). Разомкнувшийся контакт К17(59) исключает подачу сигнала при невключении АВГ на электропневмо-клапан аварийного стоп-устройства УА3(67) через точку 27(68).
При включении АВГ размыкающие блок-контакты QFГ(18) разбирают пусковые цепи и отключают реле К3(15), что приводит к отключению блока синхронизации. Этими же блок-контактами QFГ(18) АВГ отключается реле времени контроля включения синхронизатора КТ5(23). Замыкающими блок-контактами QFГ включается реле-повторитель К22 (в генераторной панели), которое своими контактами К22(108) включает сигнальную лампу HL4(108) РАБОТА, а контактами К22(109) отключает сигнальную лампу HL5(109) РЕЗЕРВ. Контакты QFГ(43) подают питание на катушку реле-повторителя К21(43), которое включается.
Реле К21 своими контактами К21(53) подготавливает цепь аварийной остановки агрегата при отключении АВГ от действия электрических защит. Замкнувшиеся контакты К21(59), включенные параллельно контактам KSR1:2(57) реле первой уставки частоты вращения, подготавливают к работе цепь защиты по понижению давления масла в дизеле. Контакты К21(13) разрывают цепь питания реле пуска К2(13), а контакты К21(62) снимают реле К17(61) с самоблокировки. Одновременно замыкаются контакты К21 в цепях управления автоматизированного компрессора, которые включают реле пуска компрессора.
Этим завершается пуск при наличии напряжения на шинах источника, когда требуется выполнение синхронизации, а питание оперативных цепей производится от внешнего источника.
Полуавтоматический пуск с ПДУ производится с командно-диспетчерского пульта. При этом переключатель SA3(16) ДИСПЕТЧЕР следует установить в положение ВКЛ. Тогда с поступлением сигнала на пуск в цепь (16) через контакты SA3(16) получает питание реле пуска К2(13). Далее схема работает, как и при полуавтоматическом пуске со ЩУ.
Специальный (экстренный) пуск производится с отключением защит, кроме защиты от недопустимого увеличения оборотов и низкого давления масла. Он осуществляется полуавтоматически по сигналу оператора дистанционно с СУАС или командно-диспетчерского пункта. Для этого переключатель SA3(10) должен находиться в положении ВКЛ. Тогда при поступлении сигнала в цепь (9) с ПДУ одновременно включаются реле пуска К2(13) и реле специального пуска К1(10) . Замкнувшийся контакт К1(11) обеспечивает самоблокировку реле К1, контакт К1(18) дублирует в пусковых цепях контакт К2 (19), а контакт К1(26) – контакт К2(27) в цепи реле управления возбуждения К8(25). Кроме того, разомкнувшийся контакт К1(33) размыкает цепи остановки электроагрегата от действия отключаемых защит.
Аккумуляторная батарея при этом подключается на все время работы. Если после срабатывания защиты невозможен штатный пуск, то осуществляется специальный пуск агрегата. Он не допускается только при срабатывании защит по разносу или понижению давления масла. В остальном работа схемы управления при специальном пуске не отличается от её работы при полуавтоматическом пуске.
Автоматический пуск происходит при исчезновении напряжения в сети, при перегрузке резервируемого электроагрегата или при отключении работающего электроагрегата.
При исчезновении напряжения в сети замыкаются контакты реле КТ3(12), при перегрузке агрегата – контакты реле К32(14), а при отключении работающего агрегата – контакты реле К27(15). Через указанные контакты подается питание на катушку реле К2(13), которое включается, и далее схема управления работает, как при полуавтоматическом пуске.
Пуск дизель-генератора при отсутствии напряжения на шинах источника происходит, как описано выше, с той лишь разницей, что после исчезновения напряжения в сети к системе автоматизации подключается аккумуляторная батарея, а импульс на пуск агрегата поступает спустя 5 с через контакт КТ3(12). При этом срабатывает реле К2(13). Оно самоблокируется своими контактами К12(13) через размыкающие контакты К24 и К26(13), а контактом К2(27) через контакт К7(25) включает реле управления возбуждением К8(25).
Это реле контактом К8(28) включает в генераторной панели реле гашения поля К9(28). Замкнувшийся контакт реле К9(30) подготавливает цепь реле К23(30) включения автоматического выключателя генератора, а контакт К9 в генераторной панели замыкает цепь шунтирования обмотки индуктора генератора. Электроагрегат запускается с погашенным полем генератора.
После выхода дизель-генератора на обороты второй уставки частоты вращения замыкаются контакты датчика SR2(38), которые включают реле KSR2(38). Через контакт KSR2(20) включается реле времени синхронизации КТ6(20), которое через 30 с контактом КТ6(30) включает реле К23(30). Реле К23 контактом К23(134) выдает сигнал в генераторную панель на включение АВГ, а другим контактом К23 (в блоке синхронизации) разбирает цепь включения реле контроля включения АВГ.
После включения автоматического выключателя генератора его блок-контакты QFГ(18) разбирают цепь питания реле К8(25). Оно своими разомкнувшимися контактами К8(28) отключает реле К9(28).
При одновременном запуске нескольких агрегатов (в режиме группового резерва) на обесточенные шины магнитное поле возбуждения каждого из генераторов гасится своим реле К9.
В момент включения выключателя генератора QFГ лидирующего электроагрегата его реле К9 потеряет питание, и генератор начинает возбуждаться, поднимая напряжение на сборных шинах. При напряжении 20…25 В срабатывает реле К7 (выявитель напряжения в цепях блока синхронизации) отстающих электроагрегатов. Включение отстающих электроагрегатов с возбужденными генераторами на шины станции происходит методом точной синхронизации.