способ управления генератором (его варианты)

Формула изобретения

1. Способ управления генератором, состоящий в контроле сопротивления изоляции ротора, сравнении этой величины с уставкой, отличающийся тем, что при снижении сопротивления ниже уставки производят кратковременную форсировку возбуждения, после чего ток ротора снижают до требуемого значения, проводят повторное сравнение сопротивления с уставкой и, если сопротивление выше уставки, продолжают эксплуатацию генератора, а если – ниже, останавливают генератор.

2. Способ управления генератором, состоящий в контроле сопротивления изоляции ротора, сравнении этой величины с уставкой, отличающийся тем, что при снижении сопротивления ниже уставки, производят снижение тока ротора на время не менее трехкратного значения постоянной времени вихревых токов ротора, проводят кратковременную форсировку возбуждения, после чего устанавливают требуемое значение тока ротора, проводят повторное сравнение сопротивления с уставкой и, если сопротивление выше уставки, продолжают эксплуатацию генератора, а если – ниже, останавливают генератор.

3. Способ управления генератором, состоящий в контроле сопротивления изоляции ротора, сравнении этой величины с уставкой, и при снижении сопротивления ниже уставки производят отключение генератора от сети, отличающийся тем, что производят кратковременную форсировку возбуждения, после чего ток ротора снижают до требуемого значения, производят повторное сравнение сопротивления с уставной и, если сопротивление выше уставки, продолжают эксплуатацию генератора, синхронизируя и подключив его к сети, а если сопротивление изоляции ниже уставки, останавливают генератор.

4. Способ управления генератором, состоящий в контроле сопротивления изоляции ротора, сравнении этой величины с уставкой, и при снижении сопротивления ниже уставки производят отключение генератора от сети, отличающийся тем, что производят снижение тока ротора на время не менее трехратного значения постоянной времени вихревых токов ротора, проводят кратковременную форсировку возбуждения, после чего ток ротора снижают до требуемого значения, производят повторное сравнение сопротивления с уставкой и, если сопротивление выше уставки, продолжают эксплуатацию генератора, синхронизируя и подключив его к сети, а если сопротивление изоляции ниже уставки, останавливают генератор.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться на крупных тепловых и атомных электростанциях.

Известен способ управления генератором (1), в соответствии с которым контролируют сопротивление изоляции ротора, сравнивают его с уставкой, и в случае снижения сопротивления ниже уставки продолжают эксплуатировать генератор. Такой способ является малонадежным, т.к. при повторном нарушении возможна авария. Этот способ является наиболее близким по технической сути к двум первым вариантам изобретения.

Наиболее близким к третьему и четвертому вариантам изобретения является (2) способ управления генератором, состоящий в контроле сопротивления изоляции ротора, сравнении этой величины с уставкой, и при снижении сопротивления ниже уставки производят отключение генератора от сети. Недостаток такого способа состоит также в низкой надежности, т.к. после отключения генератор останавливают и ведут поиск места нарушения изоляции. Генератор в течение длительного времени бездействует.

Целью изобретения является повышение надежности.

Поставленная цель достигается за счет того, что при снижении сопротивления ниже уставки производят кратковременную форсировку возбуждения, после чего ток ротора снижают до требуемого значения, проводят повторное сравнение сопротивления с уставкой и, если сопротивление выше уставки продолжают эксплуатацию генератора, а если ниже, останавливают генератор.

Цель также достигается во втором варианте изобретения за счет того, что при снижении сопротивления ниже уставки производят снижение тока ротора на время не менее трехкратного значения постоянной времени вихревых токов ротора, проводят кратковременную форсировку возбуждения, после чего устанавливают требуемое значение тока ротора, проводят повторное сравнение сопротивления с уставкой и, если сопротивление выше уставки, продолжают эксплуатацию генератора, а если ниже, останавливают генератор.

Поставленная цель также достигается в третьем варианте изобретения за счет того, что производят кратковременную форсировку возбуждения, после чего ток ротора снижают до требуемого значения, производят повторное сравнение сопротивления с уставкой и, если сопротивление выше уставки, продолжают эксплуатацию генератора, синхронизируя и подключив его к сети, а если сопротивление изоляции ниже уставки, останавливают генератор.

Цель также достигается в четвертом варианте изобретения за счет того, что производят снижение тока ротора на время не менее трехкратного значения постоянной времени вихревых токов ротора, проводят кратковременную форсировку возбуждения, после чего ток ротора снижают до требуемого значения, производят повторное сравнение сопротивления с уставкой и, если сопротивление выше уставки, продолжают эксплуатацию генератора, синхронизируя и подключив его к сети, а если сопротивление изоляции ниже уставки, останавливают генератор.

На чертеже приведена схема для реализации способов управления.

Статор генератора 1 посредством выключателя 2 связан с шинами 3 сети. Выключатель 2 снабжен блоком 4 синхронизации и управления. К ротору генератора 1 подключен возбудитель 5, соединенный входом с регулятором 6, вход которого соединен с блоком 7 уставки. К ротору также подключен блок 8 измерения сопротивления изоляции, выходом соединенный с компаратором 9.

В рабочем состоянии выключатель 2 замкнут, генератор 1 вырабатывает электроэнергию, отдавая ее в сеть 3. Блок 8 ведет непрерывно измерение сопротивления изоляции ротора, величина которого в компараторе 9 сравнивается с уставкой. При нормальном режиме сигнал на выходе блока 8 выше уставки компаратора 9 (обычно 10 кОм) и на выходе компаратора 9 сигнал отсутствует. При нарушении изоляции ротора сопротивление и сигнал блока 8 снижаются. На выходе компаратора 9 появляется сигнал, извещающий о нарушении изоляции. По этому сигналу производятся операции способов.

В первом варианте увеличивают кратковременно (на 0,5-3 с) уставку блока 7. Регулятор 8 возбуждения на указанное время увеличивает ток ротора (до 1,5-2 кратного значения), то есть производит форсировку тока ротора. В генераторах с газовым (воздух, водород) охлаждением ротора проводники ротора располагаются в U-образных изоляционных желобах. Замыкание на землю в этом случае весьма часто образуется за счет мостиков, создающихся между проводниками ротора и его корпусом. Эти мостики образуются пылью, состоящей из стали, лаков, меди. При форсировке тока ротора возникают электродинамические усилия и происходит выталкивание проводников обмотки из пазов ротора, что создает условия для разрушения токопроводящих мостиков. Происходит стряхивание этих мостиков. Механические воздействия на обмотку, вызванные форсировкой, являются допустимыми.

Во втором варианте изобретения с целью увеличения электродинамического усилия при последующей форсировке производят снижение тока ротора до минимального значения, соответствующего обычно нулевой реактивной мощности генератора или ниже. В таком пониженном состоянии ток возбуждения удерживается в течение времени, пока магнитный поток ротора не установится на новом значении. Это время приблизительно равно утроенному значению постоянной времени вихревых токов ротора. Последняя может составлять величину до нескольких секунд. После этого производится кратковременная форсировка как и выше. Очевидно, что в данном случае имеет место больший перепад тока при форсировке, что ведет к увеличению электродинамических усилий.

Рассмотренные операции ведут к всплескам напряжения в сети, которые нежелательны. Поэтому в третьем и четвертом вариантах изобретения, аналогичных соответственно первому и второму вариантам, при ухудшении изоляции генератор 1 отключают от сети 3 отключением выключателя 2. Но генератор 1 продолжает вращаться. После этого проводятся операции по форсировке возбуждения. После этих операций проводят измерение сопротивления изоляции ротора блоком 8, сравнивают с уставкой в компараторе 9 и, если изоляционные свойства улучшились, с помощью блока 4 производят синхронизацию и подают команду на включение выключателя 2.

На фиг.2, 3, 4, 5 показаны диаграммы тока ротора (ток), сопротивления изоляции (изоляция), а также показан уровень уставки (уставка) и состояние выключателя (нулевое значение - отключен).

Таким образом, предложенные новые операции способа позволяют устранить повреждение изоляции ротора, не прибегая к остановке ротора. Это ведет к повышению надежности работы генератора.

Источники информации:

1. Чернобровов Н.В. Релейная защита. М., Энергия, 1971, стр.470.

2. Основные правила обеспечения эксплуатации атомных станций. М., ЗАО “Центр Принт”, 2002, стр.182.