Staticki sistem pobude

LA 2858HR Stranica 1/15

STATIKI SUSTAV UZBUDE S TIRISTORSKIM USMJERIVAEM I DIGITALNIM REGULATOROM NAPONA TIPA DRN OPIS SUSTAVAStatiki sustav uzbude, s tiristorskim usmjerivaem i digitalnim regulatorom napona je ureaj za regulaciju napona sinkronog stroja, u potpunosti zasnovan na mikroprocesorskoj tehnici.

SADRAJ1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. Uvod Naelo rada Dozvoljena optereenja Sustav upravljanja i regulacije Tiristorski usmjeriva Uzbudni transformator Razbuivanje Poetno uzbuivanje Dodatne zatite Mjerenje napona i struje uzbude Daljinsko rukovanje Vanjske zatite Osiguranje i kontrola kvalitete i ispitivanja u tvornici Putanje u pogon Izvedba Uvjeti okoline Standardi i propisi

Digitalni Regulator Napona DRN

GS

LA2858HR_Rev_e


1.

Uvod

Konarev statiki sustav uzbude je visokokvalitetni proizvod instaliran i provjeren na nizu postrojenja irom svijeta. Do sada je isporueno preko 200 sustava za sve vrste sinkronih strojeva (hidro, turbo generatore i motore) snaga do 400 MVA. Osnovne zadae sustava uzbude su stabilno napajanje rotorskog kruga sinkronog stroja istosmjernom strujom, odravanje postavljenog iznosa napona na stezaljkama stroja te odravanje stabilnog toka reaktivne snage u mreu. U usporedbi s ostalim tipovima uzbuda prednosti statike uzbude su: velika brzina regulacije kratko vrijeme razbuivanja velika pouzdanost velika raspoloivost i zalihnost visok faktor korisnosti optimalna zatita uzbudnog namota kratka duljina osovine generatora nepostojanje rotirajuih dijelova niski trokovi odravanja laka ugradnja u nove i postojee objekte lako prilagoenije na razliite veliine i tipove sinkronih strojeva mogunost primjene elektrinog koenja agregata neovisnost gabarita o brzini i snazi stroja Napajanje sustava uzbude najee se ostvaruje sa stezaljki generatora (samouzbudni spoj), a mogue je i iz nezavisnog izvora (nezavisno napajanje). Sustav uzbude opremljen je mikroprocesorskim upravljakim sustavom koji u odnosu na stara analogna rjeenja ima sljedee prednosti: veliku tonost i pouzdanost veliku brzina rada vii nivo komunikacije i automatizacije u odnosu na postrojenje egzaktna ponovljivost i dugotrajna stabilnost karakteristika jednostavno podeavanje parametara i vrenje eventualnih preinaka bez zahvata u sklopove i oienja mogunost realizacije redundantnih struktura poveane mogunosti internog nadzora, dijagnostike i samodijagnostike olakano projektiranje i dokumentiranje olakano ispitivanje i putanje u rad jednostavno odravanje tipizacija sklopovlja i redukcija broja razliitih elektronikih modula Navedena svojstva omoguuju poveanje kvalitete rada, pouzdanosti i raspoloivosti kako sustava uzbude tako i itavog postrojenja ime se smanjuju trokovi rada i odravanja.

LA2858HR_Rev_e


2.

Naelo rada

Statiki sustav uzbude se sastoji u osnovi od uzbudnog transformatora, tiristorskog usmjerivaa, kruga za Razbuivanje, upravljakih i zatitnih krugova i regulatora napona. Cjelokupna uzbudna snaga najee se dobiva s prikljuaka sinkronog stroja preko uzbudnog transformatora i tiristorskog usmjerivaa. Tiristorski usmjerivae je reguliran regulatorom napona preko jedinice okidnih impulsa. Vidi Sliku 1 - Blok shema sustava uzbude. Zbog niskog remenentnog napona, u samouzbudnom spoju, potrebno je poetno izgraivanje napona pomou poetnog uzbuivanja istosmjernom strujom iz istosmjernog napajanja elektrane, ili sa izmjeninog napajanja vlastite potronje, preko diodnog ispravljaa. U sluaju prorada zatita sinkronog stroja vri se automatsko brzo Razbuivanje istosmjernim prekidaem i otpornikom za Razbuivanje. Uzbudni sustav opremljen je mikroprocesorskim upravljakim sustavom koji omoguuje regulaciju napona, nadzor, upravljanje, zatitu, komunikaciju i dojavu. Sustav je u potpunosti automatiziran, predvien za elektrane bez posade, te prilagoenije za daljinsko upravljanje iz nadreenog centra upravljanja.

PC

mjerenje varijabli generatora

AD / DA pretvarai

VME sabirnica Uzbudni transformator mjerenje i upravljanje tiristorima generator impulsa

mjerenje regulacija CPU

upravljanje i nadzor zatite

izlazno pojaalo tiristorski usmjeriva

operatorski panel I/O sabirnica digitalni I/O

komunikacija

DRN DIREMK sustav upravljanja

GSrazbuivanje sinkroni generator poetno uzbuivanje AKU. BATERIJA VLASTITA POTRONJA nadreeni upravljaki sustav

Slika 1. Blok shema sustava uzbude

LA2858HR_Rev_e


3.

Dozvoljena optereenja

Sustav uzbude se moe koristi za sinkrone strojeve sa nazivnom strujom uzbude do priblino 2500A. Najvei izlazni napon tiristorskog usmjerivaa t.j. uzbudni stropni napon je 700V D.C. Za sinkrone strojeve sa viim uzbudnim strujama i viim stropnim naponima "KONAR" moe ponuditi sustave uzbude koji se zasnivaju na veim tiristorskim usmjerivaima, tip YMMF. Nain rada i izvedba su u naelu isti.

4. 4.1

Mikroprocesorski sustav upravljanja i regulacije uzbudnog sustava upravljakih sustav DIREMK

Sustav upravljanja uzbudnog sustava bazira se na Konarevom mikroprocesorskom sustavu za regulaciju i upravljanje elektrinim strojevima DIREMK (DIgital REgulation of Electric Machines Koncar) prilagoenom zahtjevima statikih uzbudnih sustava. Sustav DIREMK ini sklopovlje i programska podrka. Sr sustava ine snana programibilna mikroprocesorska jedinica. Ona omoguuje programsko izvoenje sloenih zadaa upravljanja i regulacije u stvarnom vremenu. Odlikuje se velikom tonou, pouzdanou i brzinom.DRN - DIREMK upravljaki i regulacijski sustav

operatorski panel

A/D i D/A pretvarai napajanje

VME sabirnica

GRASS CPU

programiranje i ispitivanje

I / O sabirnica

komunikacija

digitalni ulazi

digitalni izlazi

mjerenje varijabli generatora generator impulsa tiristorski usmjeriva

LA2858HR_Rev_e


Sklopovlje se bazira na 16/32 bitovnom procesoru Motorola 68XXX (trenutno 68302, 20 MHz) i industrijskom 16/32 bitnom sabirnikom sustavu VME, a sastoji se od: elektronikih modula procesorske jedinice elektronikih modula za prilagoenije, filtriranje i analogno-digitalnu pretvorbu mjernih varijabli generatora elektronikih modula digitalnih ulaza i izlaza elektronikih modula za prilagoenije digitalnih ulaza i izlaza elektronikog modula generatora impulsa elektronikog modula digitalno analogne i analogno digitalne pretvorbe elektronikog modula nadzora napajanja Programska podrka DIREMK sastoji se od: programske podrke za razvoj i projektiranje sustave programske podrke korisnikih programa Programska podrka za razvoj i projektiranje bazira se na programskom paketu GRASS (GRAphic Software Support). GRASS je korisnikih orijentiran programski paket koji radi u grafikom okruenju. Namijenjen je razvijanju programa za upravljake i regulacijske sustave. Sadri gotovu biblioteku slijedeih osnovnih elemenata: regulacioni elementi: pojaalo, integrator, PI-lan, PID-lan aritmetiki elementi: multiplikator, djelitelj, sumator, generator funkcija elementi koji podravaju trigonometrijske funkcije logiki elementi: AND, OR, NOR, EXOR, brojae, oscilator elementi za pristup ulazno/izlaznim perifernim jedinicama elementi za nadzor i ispitivanje sklopovlja elementi za komunikaciju Svaki funkcijski element izvrava jednu zatvorenu funkciju. Na raspolaganju je oko 150 standardnih elemenata. Za rad sa GRASS-om nisu potrebna nikakva posebna znanja o raunalima i programskim jezicima. Izrada korisnikog programa vri se jednostavnim grafikim povezivanjem elemenata u vee funkcijske cjeline. Takve cjeline mogu se takoer pohraniti u biblioteku i kasnije koristiti kao gotov funkcionalni modul (blok) to dodatno olakava i ubrzava izradu korisnikog programa. Gotov korisnikih program se iz grafikog okruenja procesira se u dva smijera: 1. izrada izvrnog koda koji se unosi FLASH memoriju procesorske jedinice 2. izrada dokumentacije Sustavska programska podrka-DIGOMS (DIremk-Grass Operating and Monitoring System) sastoje se od: jezgre za rad u realnom vremenu programske podrke za korisnikog suelje, komunikacija ovjek procesor programske podrke za prijenos podataka programske podrke za dijagnostiku-automatsko nadziranje rada i traenje greaka i kvarova

LA2858HR_Rev_e


4.2.

Osnovne funkcije mikroprocesorskog upravljakog sustava

Mikroprocesorski sustav upravljanja uzbudnog sustava obuhvaa slijedee funkcije: 1. Regulaciju 2. Logiko i sekvencijsko upravljanje 3. Nadzor i zatitu 4. Dijagnostiku i dojavu 5. Komunikaciju Osnovna konfiguracija sustava bazirana je na jednoj centralnoj procesorskoj jedinici (CPU) koja pokriva regulaciju i sve ostale ostale funkcije. Sustav je fleksibilan i omoguuje proirenje dodatnim jedinicama te ostvarenje zalihnih konfiguracija kao to su npr. dva nezavisna regulatora napona i sluaju. 4.2.1.Regulacija 4.2.1.1 Regulacija napona generatora Osnovna funkcija regulatora napona, odravanje tonog iznosa postavljenog napona na stezaljkama generatora i stabilan tok reaktivne energije prema mrei, ostvaruje se programskim algoritmima osnovne jedinice Regulatora Napona (RN-a). Ti algoritmi usporeuju mjerene vrijednosti napona s postavljenom vrijednou, a njihovom pojaanom razlikom preko generatora impulsa upravljaju tiristorskim okidnim impulsima i tako mijenjaju uzbudnu struju na potrebni iznos. Osnovnu regulacionu petlju mogue je proiriti dodatnim standardnim opcijskim algoritmima ovisno o zahtjevima postrojenja. Standardni regulacijski algoritmi su: A. Regulacija napona: Mjerenje i formiranje mjernog signala Osnovno regulacijsko djelovanje: formiranje referentnog signala, formiranje signala regulacijskog odstupanja, selektore maksimalnog odnosno minimalnog signala za prikljuak ograniavaa, PI algoritam, Ograniavai: trenutano i vremenski zategnuto ogranienje struje uzbude, vremenski zategnuto ogranienje struje statora u induktivnom podruju, trenutano ogranienje struje statora u kapacitivnom podruju, ogranienje minimalne struje uzbude; Dodatne regulacijske funkcije: kompenzaciju vanjske karakteristike generatora po jalovoj i djelatnoj struji generatora, frekvencijsku kompenzaciju napona generatora u procesu pokretanja, usporeni porast napona u procesu pokretanja, praenje izlaza rezervne regulacije. rastereenje po jalovoj snazi; Nadreene regulacijske funkcije: stabilizator elektroenergetskog sustava, regulator jalove snage, regulator faktora snage.

B.

LA2858HR_Rev_e


4.2.1.2 Rezervna regulacija-regulacija po struji uzbude Za sluaju kvara kruga regulacije napona ili za potrebe ispitivanja predvien je regulator struje uzbude. Realiziran je programski na istom sklopovlju kao i RN (na zahtjev mogue zasebno sklopovlje). Struja uzbude mjeri se na izmjeninoj strani tiristorskog pretvaraa, usporeuje sa postavljenom vrijednou, a pojaana vrijednost te razlike preko generatora impulsa upravlja tiristorskim okidnim impulsima tj strujom uzbude. Rezervni regulator je opremljen algoritmom za automatsko praenje izlaza RN-a ime se prijelaz sa automatske na rezervnu regulaciju odvija glatko bez oscilacija i udaraca reaktivne snage. Regulacijski algoritmi rezervne regulacije su: mjerenje i prilagoenije signala struje uzbude formiranje referentnog signala formiranje signala regulacijskog odstupanja PI algoritam automatsko praenje izlaza regulatora napona 4.2.1.3 Test reim Za potrebe ispitivanja sustava uzbude, generatora i itavog postrojenja predvien je TEST reim rada koji raspolae sa dvije opcije: 1. regulator kuta (alfa) 2. zadavanje step smetnje u referencama regulatora Regulator kuta radi kao neovisni upravljakih krug i omoguuje direktno upravljanje tiristorskim usmjerivaem po kutu upravljanja okidnih impulsa tiristora. Sustav uzbude se u tom sluaju napaja iz neovisnog izvora kako bi se uzbudna struja mogla postepeno regulirati od nule. Test reim najee se koristi za snimanje karakteristika praznog hoda i kratkog spoja generatora te ispitivanje generatorskih zatita. Zadavanje step smetnji koristi se pri ispitivanju dinamikih odziva sustava uzbude. Iznos, predznak i trajanje smetnje moe se mijenjati po potrebi. 4.2.1.4 Generiranje impulsa Generiranje impulsa realizirano je zasebnim elektronikim modulom upravljanim preko I/O sabirnice iz centralne procesorske jedinice. Generator impulsa radi u irokom opsegu promjene napona sinhronizacije po frekvenciji (20 do 140 Hz) i po iznosu (od 10 do 140%). Posebna panja je posveena je njegovoj neosjetljivosti na izoblienja sinhronizacijskog napona zbog komutacijskih propada. Signali okidnih impulsa dalje se vode na impulsno pojaalo gdje se pojaavaju i vode na tiristorski usmjerivae.

LA2858HR_Rev_e


4.2.2

Logiko i sekvencijsko upravljanje

Logiko i sekvencijsko upravljanje sustavom uzbude izvedeno je programskom podrkom koja na osnovu stanja digitalnih ulaza djeluje na digitalne izlaze. Digitalni izlazi preko relejnih modula ukljuuju ili iskljuuju pojedine aparate. mogue je ostvariti slijedee funkcije upravljanja: start i stop uzbude u sklopu starta i stopa agregata upravljanje prekidaem za brzo Razbuivanje izbor reima rada TEST izbor vrste regulacije RN ili RR upravljanje VIE i NIE naponom i strujom uzbude upravljanje elektrinim koenjem (opcijski) Sekvenca upravljanje moe se odvijati AUTOMATSKI ili RUNO. Ovisno o mjestu s kojeg se upravlja mogue je LOKALNO (s ormara uzbude) ili DALJINSKO (iz komandne prostorije) upravljanje. Daljinsko upravljanje ostvaruje se kabelskim vezama preko standardnih relejnih kontakata ili komunikacijskim kanalom s nadreenim sustavom upravljanja. Na taj je Nain poveana zalihnost u upravljanju te fleksibilnost sustava u smislu mogunosti naknadnog proirenja automatizacije cjelokupnog postrojenja nadreenim sustavom upravljanja. 4.2.3 Nadzor i zatita

Mikroprocesorski sustav upravljanja opremljen je programskom podrkom iji je zadatak detektiranje vanjskih i unutranjih greaka i djelovanje na aparate ili programske sklopke u smislu tienja sustava uzbude od posljedica tih greaka. Ovisno o postrojenju mogu se primijeniti neke od standardnih zatita: prekostrujna zatita uzbudnog transformatora zatita od kratkog spoja na istosmjernim sabirnicama V/Hz zatita kontrola naponskih mjernih krugova kontrola struje uzbude kontrola poetnog uzbuivanja kontrola pregaranja osiguraa u tiristorskom mostu kontrola prenaponske zatite rotora kontrola ventilacije kontrola napona sinkronizacije kontrola vlastitog napajanja kontrola impulsa kontrola ispravnog voenja tiristora automatsko nadziranje ispravnog rada sustava-samokontrola Ovisno o vrsti kvara sustav automatski poduzima jednu od slijedeih radnji: samo signalizaciju prijelaz sa automatskog na rezervni regulator brzo Razbuivanje generatora.

LA2858HR_Rev_e


4.2.4

Komunikacija

Komunikacija ovjek - sustav upravljanja ostvaruje se preko standardnih upravljakih aparata i pogonskih indikacija. U fazi ispitivanja i podeavanja korist se osobno raunalo spojeno na sustav preko komunikacije RS 232. Upravljanje preko upravljakog panela s soft touch screen spojenog na RS 485 isporuuje se na zahtjev. Omoguen je lak pristup programima, njihovo itanje i tiskanje, te po potrebi izmjena programa. Tokom rada mogue su promjene parametara regulacije (npr. iznosa pojaanja regulacione petlje i sluaju.) te ukljuenje i iskljuenje pojedinih dijelova programa aktiviranjem pojedinih programskih sklopki. Komunikacija s nadreenim sustavom upravljanja mogua je preko standardne dvosmjerne asinkrone veze RS485. Komunikacija omoguuje dvosmjerni prijenos podataka iz centra u sustav uzbude i obratno. Komunikacija s nadreenim sustavom isporuuje se na zahtjev. 4.2.5 Dojava i dijagnostika

U toku rada sustav trajno, cikliki obavlja, nadzor nad funkcionalnou mikroraunarskog sustava. Nakon indikacije pogrenog djelovanja zbog prolazne pogreke ili kvara dolazi, pod nadzorom operacijskog sistema i aplikacijskog programa, do preusmjerenja programa na izvoenje unaprijed programiranih rutina. Kod prolaznih smetnji regulator e normalno nastaviti rad. Kod trajnih greaka dolazi do automatskog prijelaza na rezervnu regulaciju ili iskljuenje sustava. Na osnovi procesorske obrade stanja digitalnih i analognih ulaza sustav dojavljuje sve relevantne promjene stanja u vidu upaljenih indikacionih sijalica. Dojavljuje se sljedee: stanje aparata reim rada normalni pogon ili TEST prorada zatita prorada ogranienja stanje rada elektronikih modula Na elektronikom modulu CPU jedinice nalazi se heksadecemalni svjetlei pokaziva koji indicira prolazna alarmna stanja i signalne lampice koje indiciraju ispravnost rada modula. Dojave se preko izlaznih relejnih kontakata prosljeuju u komandnu prostoriju. Dojavljivanje prema nadreenom centru mogue je i preko komunikacijskog kanala. Sustav takoer vri registraciju kvarova u baterijom podranu memoriju odakle se mogu po potrebi prikazati. Uz signal se memorira i vrijeme ime se olakava kasnije rekonstruiranje kvarnih stanja.

4.3.

Napajanje elektronike digitalnog upravljakog sustava

Napajanje elektronike digitalnog upravljakog sustava realizirano je kao sustav besprekidnog napajanja. Primarni izvori su akumulatorska baterija elektrane i izmjenini napon vlastite potronje sustava uzbude. Tako da sustav moe normalno raditi ako postoji bar jedan od izvora. Elektronika digitalnog upravljakog sustava tokom poetnog uzbuivanja napaja se iz baterijskog napona, a nakon uspostavljanja napona generatora napajanje prelazi na izmjenini napon vlastite potronje sustava uzbude. Naponi napajanja elektronike digitalnog upravljakog sustava se nadziru i ispad pojedinog izvora se dojavljuje. U sluaju ispada oba izvora dojavljuje se kvar uzbude, prije prestanka funkcioniranja mikroprocesorskog sustava.

LA2858HR_Rev_e


5. 5.1.

Tiristorski usmjeriva Princip rada

Tiristorski usmjeriva se sastoji od prisilno zrakom hlaenog tiristorskog sklopa, jedinice pojaala okidnih impulsa i nadzora pregaranja osiguraa ili indikatora nesimetrije struja. Tiristorski usmjeriva je reguliran pomou regulatora napona preko elektronike ispravljaa i izlazne jedinice pojaala okidnih impulsa. Tiristorski usmjeriva se sastoji od jednog do etiri paralelno spojena mosta. Broj mostova ovisi o zahtijevanoj struji. Svaki most je izveden kao trofazna, est-impulsna jedinica sa jednim tiristorom, brzim osiguraem u seriju sa svakom granom sukladno sluaju. 2. Usmjeriva moe raditi kao ispravljaa ili kao izmjenjiva to znai da se njegov izlazni D.C. napon moe praktiki trenutno regulirati na bilo koju pozitivnu ili negativnu vrijednost unutar granica definiranih naponom napajanja, odnosno sekundarnim naponom uzbudnog transformatora. Meutim, negativni izlazni napon postoji tako dugo dok tee struja u uzbudnom krugu. Negativna uzbudna struja u ovom rjeenju se ne moe dobiti. Jedinica generatora impulsa za okidanje tiristora je sastavni dio digitalnog regulatora napona i projektirana je za faznu kontrolu, to znai da izlazni istosmjerni napon usmjerivaa varira promjenom faznog kuta okidnih impulsa u odnosu na napon napajanja usmjerivaa. Izlazni istosmjerni napon usmjerivaa je linearno ovisan o upravljakom signalu iz regulatora napona.(+) izlazni istosmjerni napon usmjerivaa pozitivni stropni napon izlazni signal regulatora negativni stropni napon

(-)

sluaju. 2. Tiristorski most sa osiguraima u granama

sluaju. 3. Karakteristika stacionarnog stanja

5.2.

Strujno dimenzioniranje

Ukoliko posebni zahtjevi ne diktiraju drugaije, usmjeriva je normalno projektiran za struju uzbude stroja pri nazivnom teretu i garantiranim preoptereenjima. Vrlo est zahtjev je da se tiristorski usmjeriva izvede s jednim redundantnim mostom (n+1 konfiguracija) ili s jednim rezervnim mostom (1+1 konfiguracija), tako da tiristorski usmjeriva moe ostati u pogonu, ukoliko je kvar nastao u jednom tiristorskom mostu. Tiristorski usmjeriva se izvodi s redundantnim mostom na zahtjev.

LA2858HR_Rev_e


5.4.

Naponska klasa

Naponska klasa tiristora se normalno izabire s faktorom sigurnosti, 2.5 do 3.0 puta vea nego to je maksimalna trajno dozvoljena vrijednost napona napajanja (vrna vrijednost) sa uzbudnog transformatora.

5.5.

Hlaenje

Tiristorski usmjeriva se hladi prisilnim cirkuliranjem zraka pomou jednog ili vie ventilatora, to ovisi o broju tiristorskih mostova. Jedan ventilator je dostatan za dva mosta, dok su dva ventilatora potrebna za tri, odnosno etiri mosta. mogue je za tiristorski usmjeriva predvidjeti jo jedan dodatni ventilator kao i dodatne filtere za filtriranje rashladnog zraka. Rashladni zrak ulazi ili kroz ulaze u podu ispod ormara ili kroz perforacije na veznim ploama pri dnu ormara, a izlaz zraka je iz ventilatora na vrhu ormara.

6.

Uzbudni transformator

Zadaa uzbudnog transformatora je odvajanje krugova uzbude sinkronog stroja od statorskog namota i mree. Uzbudna snaga se obino dobiva sa prikljuaka stroja preko uzbudnog transformatora. Napon se transformira na vrijednost koja je odreena zahtijevanim stropnim naponom tiristorskog usmjerivaa. Struja transformatora je odreena maksimalnom trajno dozvoljenom strujom. Transformator je trofazni, dvonamotni, prirodno hlaeni, a moe biti suhi, epoksidni ili uljni.

6.1.

Suhi i epoksidni transformator

Standardna izvedba je transformator otvorenog tipa, ali moe biti i s limenim kuitem. Strujni transformatori, ugraeni po jedan u svaku fazu na visokonaponskoj strani uzbudnog transformatora, kao i indikacija temperature namota, isporuuju se na zahtjev.

6.2.

Uljni transformator

Standardni trofazni uljni uzbudni transformator, izraen za vanjsku montau opremljen je s: Buchholz relej; termometrom s alarmnim i iskljuenim kontaktom; strujnim transformatorom u svakoj fazi visokonaponske strane (na zahtjev).

7.

Razbuivanje

Tiristorski usmjeriva je spojen na uzbudni namot sinkronog stroja preko istosmjernog prekidaa s kontaktom za Razbuivanje i otpornikom za Razbuivanje (slika 4). Ukoliko je dolo do elektrikog kvara, bilo unutar sinkronog stroja ili izvan njegovih izmjeninih prikljuaka, stroj treba biti razbuen to je prije mogue, s ciljem ogranienja struje kvara i spreavanja oteenja. takoer je potrebno osigurati Razbuivanje u sluaju kvara u krugovima upravljanja uzbudom. Naponski ovisan, ili linearni otpornik, koristi se za to je bre mogue Razbuivanje, ograniavajui pri tome napon u uzbudnim krugu, kako ne bi preao vrijednost najvieg dozvoljenog napona na uzbudnom namotu i na prekidau za Razbuivanje. Mogue je izvesti statiko razbuivanje, koristei tiristore iz prenaponske zatite zajedno s izmjeninim tropolnim prekidaem.

LA2858HR_Rev_e


8. Poetno uzbuivanjeOpenito sinkroni strojevi imaju nizak remanentni napon. Stoga je neophodno na poetku procesa uzbuivanja nekoliko sekunda napajati uzbudni namot stroja s malom istosmjernom strujom, da bi se iniciralo izgraivanje napona, odnosno samouzbuivanje. Priblino 10%-15% uzbudne struje praznog dovodi se preko jedinice poetnog uzbuivanja na uzbudni namot generatora, dok se ne pojavi dostatan napon na prikljucima stroja za napajanje statikog uzbudnika. Energija poetnog uzbuivanja se dobiva iz vanjskog istosmjernog napajanja, kao to je npr. akumulatorska baterija. takoer se i izmjeninog napajanje, iz vlastite potronje, moe koristiti za poetno uzbuivanje. U tom sluaju oprema poetnog uzbuivanja sadri transformator i diodni ispravljaa.

9. 9.1.

Dodatne zatite Prenaponska zatita uzbudnog kruga

Svrha prenaponske zatite u uzbudnom krugu je da sprijei da se uzbudni krug stroja i tiristorski usmjeriva izloe visokom naponu induciranom u uzbudnom krugu stroja, koji se moe pojaviti za vrijeme odreenih prijelaznih stanja, kao to su npr. neispravna sinkronizacija i gubitak sinkronizma.1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tiristorski usmjeriva prekidaem za Razbuivanje s kontaktom i otpornikom za Razbuivanje Tiristori prenaponska zatite Serijski otpornik Prekostrujni relej Prenaponska okidna jedinica Vanjski kontakt za okidanje kod statikog razbuivanja Pokrajnji tiristor Uzbudni namot Izmjenini prekida

2 I>

5

10 6

U> 3 8 4 9

GS

7

Slika 4. Razbuivanje i prenaponska zatita Glavni krug zatite sadri antiparalelno spojene tiristore (3) i serijski otpornik (4), kao na slici 4. Tiristori se okidaju pomou naponsko ovisne okidne jedinice (5) s BOD elementom, kad napon prijee postavljeni prag zatite. Serijski otpornik ograniava struju kroz zatitni krug. S druge strane, otpornik mora biti izveden tako da pad napona, prouzrokovan najviom moguom induciranom uzbudnom strujom koja tee kroz otpornik, ne prijee prag podeenja zatite Prekostrujni relej (6) nadgleda proradu zatite i daje iskljuenim impuls kad zatita djeluje. Ponekad se koristi isti otpornik (4) za prenaponsku zatitu iz Razbuivanje. Kod statikog razbuivanja kada imamo samo izmjenini prekida (10) i sklop prenaponske zatite koristimo mogunost okidanja odgovarajueg tiristora vanjskim kontaktom. Kod tiristorskih usmjerivaa u konfiguraciji 1+1 pokrajnji tiristor se koristi za kratko spajanje rotora generatora u sluaju prelaza u nudi s jednog na drugi most.

9.2.

Brzim osiguraima

Brzim osiguraima, posebno prilagoeni vremensko-strujnoj karakteristici tiristora, koriste se za zatitu tiristora za vrijeme kratkog spoja u istosmjernim prikljucima usmjerivaa i za izoliranje neispravnog tiristora. Brzi osiguraima ne mogu biti zatita od preoptereenja.

LA2858HR_Rev_e


9.3 Indikacija nesimetrije strujaUkoliko je tiristorski usmjeriva izveden s vie od dva paralelna mosta, indikator nesimetrije struja ukljuenje je u opremu usmjerivaa. Indikator detektira nesimetriju struje izmeu pojedinih mostova i indicira neispravan most. Indikator nesimetrije otkriva neispravan tiristor, pregaranje osiguraa i nestanak upravljakog impulsa. Za usmjerivaem s jednim redundantnim mostom, indikator nesimetrije e dati signal alarma kad je kvar u jednom mostu, a ukoliko se pojavi i kvar u drugom mostu dat e signal iskljuenja. Ukoliko je usmjeriva bez redundantnog mosta, indikator nesimetrije daje signal iskljuenja ime se pojavi kvar u jednom mostu.

9.4.

Nadzor pregaranja osiguraa

Kod usmjerivaa s jednim ili dva tiristorska mosta jedinica indikatora nesimetrije je zamijenjena s nadzorom pregaranja osiguraa u granama mosta. Za usmjerivaem s jednim redundantnim mostom jedinica za nadzor pregaranja osiguraa daje signal alarma, kad je kvar u jednom mostu, a ukoliko se pojavi kvar u drugom mostu daje signal iskljuenja. Ukoliko je usmjeriva bez redundantnog mosta, jedinica daje signal iskljuenja ime se pojavi kvar u jednom mostu.

9.5.

Zemljospojna zatita rotora

Rotorski krug stroja je normalno izoliran od zemlje. Ukoliko se pojavi jednostruki spoj rotorskog namota s zemljom nee doi do oteenja stroja. Meutim, drugi spoj rotorskog namota s zemljom djelovati e, kao direktni kratki spoj uzbudnika i moe rezultirat velikim oteenjima. Stoga je nuno da se veim prvi spoj s zemljom otkrije i da se stroj ukoliko je mogue iskljui iz pogona. Zemljospojna zatita rotora isporuuje se u sustavu uzbude na zahtjev.

10.

Mjerenje napona i struje uzbude

Za mjerenje struje u istosmjernom krugu uzbude koristi se shunt, smjeten u ormaru prekidaa uzbude. Signal sa shunta prosljeuje se preko mjernih pretvaraa na instrumente na ormaru uzbude i komandnoj prostoriji. Istosmjerni napon mjeri se na istosmjernim sabirnicama preko otpornikog dijelila. Zbog izolacije energetskog kruga od krugova mjernih instrumenata, signal se preko mjernog pretvaraa vodi na instrumente. Mjerenje napona i struje uzbude za potrebe digitalne regulacije napona izvedeni su na izmjeninoj stani mosta preko sinkronizacijskog transformatora, odnosno strujnih mjernih transformatora.

11.

Daljinsko rukovanje

Za daljinsko upravljanje sustav uzbude potrebno je nekoliko upravljakih signala iz komandne prostorije: podeavanje napona Vie-Nie za ARN i RR ukljuenje-iskljuenje sustava uzbude; preklop izmeu ARN i RR i obrnuto moe se predvidjeti u komandnoj prostoriji na zahtjev.

LA2858HR_Rev_e


12. 12.1

Vanjske zatite Nadzor brzine stroja

U svrhu zatite stroja, uzbudnog transformatora i druge opreme, od magnetskog zasienja pri niskim brzinama u praznom hodu, uzbuda treba biti iskljuena i njeno ukljuenje blokirano kad je brzina stroja nia od 90%. Nadzor brzine moe se ukljuiti u opremu sustava uzbude na zahtjev.

12.2

Prekostrujna zatita stroja

Sustav uzbude u samouzbudnom spoju dobiva energiju s izmjeninih prikljuaka stroja, to znai da u kratkog spoja na mrei uzbuda nije sposobna da proizvede dostatnu struju. Zbog toga, prekostrujna zatita stroja mora biti impedantnog tipa (naponski ovisna prekostrujna zatita). Prekostrujna zatita stroja nije ukljuena u opremu sustava uzbude.

13.

Ispitivanje

Oprema uzbude izrauje se od biranih kvalitetnih komponenti i materijala. Kvaliteta se osigurava razraenim sustavom osiguranja i kontrole kvalitete dokumentacije, radova, komponenti, sklopova i itavog proizvoda prema domaim i stranim standardima. Svaki se sklop detaljno ispituje, a na kraju se vri zavrno ispitivanje itavog sustava. Parametri se podeavaju prema stvarnom stanju na objektu, ime se olakava i ubrzava ispitivanje opreme na terenu i putanje u pogon.

14.

Putanje u pogon

Nakon montae sustava uzbude u postrojenje, sustav se jo jednom ispita u cijelosti, provjeri se njegova funkcionalnost i veze s ostalom opremom. Slijede ispitivanja sa sinkronim strojem. Tokom ispitivanja potrebno je obezbjediti napajanje sustava uzbude iz nezavisnog izvora.

15.

Izvedba

Sva oprema, osim uzbudnog transformatora smjetena je u metalne ormare standardne KONAR-eve izvedbe mehanikog stupnja zatite IP22. Ormari su zatieni od korozije postupkom fosfatiranja (primarna zatita) i plastificiranje mepoksidnim prahom otpornim na tropske uvijete. Broj ormara ovisi o uzbudnoj struji. Sva oprema u ormarima pristupana je za pregled i servisiranje. Montaa ormara i povezivanje s ostalom opremom je jednostavno. Energetski prikljuci na sustav uzbude mogu se ostvariti sabirnikim i kabelskim vezama. Prikljuene stezaljke za vanjske mjerne krugove naponskih i strujnih transformatora su odvojenog tipa.

LA2858HR_Rev_e


16. 16.1

Uvjeti okoline Temperatura okoline

Pod temperaturom okoline podrazumijeva se temperatura rashladnog zraka. Gornja i donja granica radne temperature daje se u listi podataka.

16.2

Atmosferski uvjeti (praina, vlanost, plinovi itd.)

Podaci o atmosferskim uvjetima vani su za odreivanje naina zatvaranja ormara i sustava rashladnog zraka. Ukoliko rashladni zrak sadri neistoe, u obliku praine, korozivnih plinova ili drugih estica koje se mogu nagomilavati u rashladnom kanalu, tada se rashladni zrak mora prethodno filtrirati. Ukoliko nema podataka o atmosferskim uvjetima, za smjetaj ormara uzbude podrazumijeva se normalna atmosfera komandne prostorije.

16.3

Elektromagnetska kompatibilnost

Mikroprocesorski sustav upravljanja u pogledu elektromagnetske kompatibilnosti izraen je u skladu s meunarodnim standardima i usuglaen je s veinom nacionalnih standarda.

16.4

Vibracije

Ukoliko nema posebnih podataka o zahtijevanom stupnju vibracija, oprema sustava uzbude nije izvedena za posebne zahtjeve na vibracijske smetnje.

17.

Standardi i propisi

Ureaji i komponente od koji se sastoji oprema sustava uzbude u skladu su s odgovarajuim sekcijama IEC standarda i propisima i IEEE preporukama.

LA2858HR_Rev_e

Documents

Staticki sistem pobude