книги из ГПНТБ / Грудинский, П. Г. Техническая эксплуатация основного электрооборудования станций и подстанций

точное масло в маслоохладитель не попадает. Следовательно, темпера­ тура масла, поступающего на уплотнение, понижается. Фильтры рабо­ тают без очистки более продолжительное время. Увеличение случаев остановки вращения золотника после изменения места расположения фильтров не наблюдается.

Для исключения появления воздушных пробок, которые являются причиной переполнения регулятора маслом, импульсная трубка, свя­ зывающая регулятор с бачком продувки, должна иметь на всем протя­ жении непрерывный уклон в сто­

но. Если давление масла после регулятора повысится сверх допустимого значения, то масло может попасть в генератор, а в уплотнениях, в кото­ рых масло прижимает вкладыш к диску, произойдет подплавление вкла­ дыша. Если же регулятор занизит давление масла, то водород прорвется через уплотнения и, попав в камеры опорных подшипников генератора, начнет вместе с маслом выбрасываться наружу через зазор между валом и маслоуловителями подшипника. При этом создается большая опас­ ность воспламенения водорода от искрения на щеточном аппарате

120

подплавление вкладышей, если он не отжимается пружинами от диска.

В регуляторах прямого действия типа РПД-14, в которых регули­ рующий золотник имеет только поступательное движение, заедание золотника трудно обнаружить, чтоне позволяет вовремя устра­ нить его.

Большую надежность в работе имеет дифференциальный регулятор прямого действия типа ДРДМ-12М с вращающимся золотником

Рис. 4-34. Схема отсоса водорода и паров масла.

/ — расширенная часть сливного маслопровода; 2 — уплот­ нение; 3 — гидрозатвор; 4 — маслобак турбины; 5 — масло­ уловитель; 6 — вентилятор; 7 — расширительный бачок; 8 — расширитель.

(рис. 4-32), разработанный ЦКБэнерго. Он позволяет получить пере­ пад между давлением масла и водорода в пределах 0,3— 1 кгс/см2 и обеспечивает поддержание выбранного перепада с точностью 0,05кгс/см2. Максимально допустимое давление масла перед регулятором — 12 кгс/см2, а минимальное, при котором еще обеспечивается вращение золотника, должно быть выше давления масла после регулятора не менее чем на 1 кгс/см2.

Вращение золотника значительно повышает чувствительность, точность, стабильность и, главное, надежность регулирования. Благо­ даря вращению золотника вместе с грузовыми шайбами в ряде случаев предотвращается заедание золотника из-за попадания в зазор между золотником и буксой мелких механических частиц. Не меньшее значе­ ние вращение золотника имеет как наглядный указатель исправности регулятора.

Повреждения уплотнений из-за перебоя в подаче масла стали про­ исходят значительно реже. Но полностью они не прекратились. Даже наличие такого совершенного регулятора, как регулятор ДРДМ-12М, не гарантирует от перебоя в подаче масла на уплотнения при аварий­ ном останове турбогенератора с потерей электропитания с. и., когда

121

маслонасос водородной установки с двигателем переменного тока работать не будет, а маслонасос с двигателем постоянного тока не включится или окажется без напряжения в результате разрядки ак­ кумуляторной батареи. Поэтому на генераторах 100 МВт и выше схемы маслоснабжения дополняются буферным баком (рис. 4-33).

При снижении давления масла перед уплотнениями (из-за неиспра­ вности регулятора давления масла или отключения рабочего источ­ ника питания) масло на уплотнение будет поступать из бака. Запас масла в баке обеспечит работу уплотнений в течение нескольких минут.

За это время персонал успеет вос­ становить подачу масла на уплот­ нение путем открытия вентиля по­ мимо регулятора или включения резервного маслонасоса, если он не включился автоматически.

Масло, идущее через уплотне­ ние в сторону водорода, захватыва­ ет с собой водород, который частич­ но отделяется от масла в бачке продувки и возвращается в гене­ ратор, а частично, смешавшись с маслом, поступает в сливные мас­ лопроводы и маслобак турбины. Кроме того, в масло водород может попасть через неплотности в разъ­ емах корпусов уплотнений, появив­ шиеся при недостаточно тщательной сборке уплотнений, а также через зазор между диском на валу ротора и вкладышем при неудовлетвори­ тельном состоянии поверхности диска или некачественной шабровке рабочей поверхности вкладыша.

Даже при отсутствии дефектов в уплотнениях водород, если не при­ нять мер к его удалению, будет постепенно скапливаться в верхних

Рис. 4-35. Маслоуловитель. частях маслопроводов и маслобака турбины. Смесь его с воздухом станет взрывоопасной и от случайной искры может взорваться. Поэтому

для удаления, водорода из маслосистемы применяется 'центробежный вентилятор (эксгаустер), который должен работать непрерывно. Рабо­ чее колесо этого вентилятора выполняется из меди или латуни, чтобы исключить образование искр при задевании за корпус.

Помимо водорода вентилятор удаляет из маслосистемы пары масла. Если не создать хотя бы небольшое разряжение в сливных маслопро­ водах и картерах подшипников, то пары масла будут выходить в зазор между маслоуловителями подшипников генератора и валом ротора, какими бы минимальными эти зазоры ни были. Выход же паров масла из подшипника со стороны возбудителя приведет к замасливанию и загрязнению щеточного аппарата и к искрению щеток.

Одна из схем удаления водорода и паров масла из маслосистемы показана на рис. 4-34.

Трубопроводы, соединяющие вентилятор с маслобаком турбины и сливным маслопроводом, должны иметь на всем протяжении уклон

122

в сторону маслобака и сливного маслопровода для свободного слива масла, в противном случае могут образоваться гидрозатворы, отделя­ ющие вентилятор от маслосистемы. Разрежение, создаваемое вентиля­ тором, должно быть таким, чтобы масло в предохранительном гидро­ затворе не поднялось до полного перекрытия сливного маслопровода, так как в этом случае сливные камеры подшипников и уплотнений ока­ жутся отделенными от вентилятора и атмосферной трубы. В случае выхода из строя вентилятора на время его ремонта для удаления водорода и паров масла из маслосистемы открывают нормально закрытую задвижку, а задвижки до и после вентилятора закрывают.

Трубопроводы от маслобака и сливной трубы, идущие к общему вентилятору, делают бесполезным установку предохранительного гидро­ затвора на сливном маслопроводе. Исключить этот недостаток можно только установкой второго вентилятора или атмосферной трубы, изобра­ женной пунктиром.

На рис. 4-35 приведена конструкция эффективного маслоуловителя. Состоит он из восьми тарелок 1 из стали толщиной 2—3 мм без отверс­ тия и семи тарелок 4 с отверстиями, установленных в корпусе 6, изготовленном из трубы на подставках 5. На тарелках без отвер­ стия приварено прерывистым швом кольцо 2 из угольника, служащее

4-6. Газовая схема генератора. Схема охлаждения обмотки статора водой

Газовая схема генератора (рис. 4-36) состоит из верх­ него коллектора /, соединенного с водородной рампой 3, нижнего коллектора 2, соединенного с углекислотной рам­ пой 4, осушителя 5 и панели управления газовой системой 6 с приемником автоматического газоанализатора 7 и блоком регулирования газовой смеси 8. К нижней точке углекис­ лотного коллектора подсоединен указатель появления жид­ кости (УЖИ) 9 в генераторе. Частично к газовой схеме относятся бачок продувки 10 и поплавковый гидрозатвор 11. Для контроля за давлением водорода в генераторе (перед вентилятором) имеются манометры 12 на панели газового управления и у водородной рампы.

Ввод в генератор и вытеснение из генератора водорода и воздуха производятся через верхний коллектор. Водород в генератор подается от централизованной разводки или

123

от баллонов, подсоединенных к рампе через редукторы. При низком давлении водорода в генераторе (0,05 кгс/см2) целесообразно иметь автоматическую подпитку при помощи регулятора типа РДВ-12, а при давлении водорода 0,5 кгс/см2 и выше предпочтение обычно отдают ручной

в)

f Рис. 4-36. Газовая схема генератора.

подпитке, так как при высоком давлении подпитку тре­ буется производить 1 раз в смену или еще реже, а ручная подпитка позволяет контролировать газовую плотность генератора и своевременно обнаружить появление утечек водорода. На мощных генераторах для автоматической подпитки применяется вентиль с электромагнитным приво­ дом. Контроль газовой плотности генератора при этом может обеспечиваться манометром типа МЭД, записывающим дав­

124

ление газа на диаграмму и отмечающим все срабатывания вентиля.

Воздух в генератор подается через осушитель, для чего вентиль 15 открывается, а вентили 16 закрываются.

На многих станциях воздух в генераторы берется от общестанционных компрессоров и магистралей, в которых часто скапливается большое количество влаги, а иногда масла и ржавчины. Целесообразно там, где нет компрессор­ ного хозяйства для воздушных выключателей, специально для генераторов установить компрессор с воздушным охлаж­ дением типа КСЭ-5М с давлением 8 кгс/см2 и производи­ тельностью 5 м3/мин.

Рис. 4-37. Схема соединения водородного и угле­ кислотного коллекторов с атмосферной трубой.

а — заводская; 6 — рекомендованная противоаварийным циркуляром; Г — генератор; В — водородный коллек­ тор; У — углекислотный коллектор.

Углекислота вводится в генератор и удаляется из генератора через нижний коллектор. Источником угле­ кислоты могут быть баллоны с углекислотой, подключаемые’ к рампе без редуктора, или централизованная углекис­ лотная установка.

На ряде станций, имеющих электролизные или центра­ лизованные водородные и углекислотные установки, водо­ родные и углекислотные рампы ликвидированы, а линии разводки водорода и углекислоты подведены к панели управления газовой схемой на отметке 8 или 9 м.

Для удаления из генератора водорода и углекислоты в атмосферу обычно прокладывают одну трубу (рис. 4-37, а) При вытеснении водо­ рода углекислотой отбор газа на анализ производится из коллектора водородной рампы. Вентиль 1 открыт, а вентиль 2 закрыт.

Если вентиль 2 неплотный, то через него углекислота проникнет в коллектор водородной рампы В и исказит результат анализа. Вытес­ нение водорода будет прекращено преждевременно, что при снятии

125

крышек генератора может привести к взрыву. Поэтому противоаварийным циркуляром № Э-3/62 предписывалось выполнять подсоединение коллекторов водородной и углекислотной рампы к атмосферной трубе через два последовательных вентиля, а между ними вваривать штуцер с пробным вентилем (рис. 4-37, б). При вытеснении водорода углекисло­ той вентили 2, 4 к 6 закрыты, а вентили 3, 1 и 5 открыты. При вытес­ нении углекислоты водородом или воздухом первая группа вентилей открыта, вторая группа закрыта. Такая схема вводила в заблуждение персонал при отыскании утечек газа в генераторе, так как считалось маловероятным, что могут пропускать одновременно два вентиля. Только установка заглушек за вентилями 1 и 6 убеждала, что утечки были там.

В целях облегчения отыскания утечек газа целесообразно подсоеди­ нение водородного и углекислотного коллекторов к атмосферной трубе и к линиям разводки углекислоты, воздуха и водорода производить съемными перемычками с накидными гайками (рис. 4-36).

На схеме эти перемычки изображены в положении работы гене­ ратора на водороде. Линия разводки углекислоты подсоединена пере­ мычкой к углекислотному коллектору, а атмосферная труба — перемыч­ кой к водородному коллектору. Для вытеснения водорода закрывают вентили 21 и 22 на водородной линии и открывают вентили 24, 25 и 26.

На рис. 4-36 даны положения перемычки: б — при вытеснении водорода или воздуха углекислотой; в — при вытеснении углекислоты воздухом. Водородная линия в положениях б и в для видимого раз­ рыва отсоединена от водородного коллектора перемычкой.

Схема охлаждения обмотки статора водой по замкнутой системе показана на рис. 4-38. .Обмотка статора и вся система охлаждения заполняются обессоленной водой (кон­ денсатом) с солесодержанием 1 мг/л и электрическим сопротивлением не ниже 200 кОм/см. При работе генератора допускаются повышение солесодержания до 5 мг/л и сни­ жение электрического сопротивления до 50 кОм/см.

Для циркуляции конденсата по замкнутому контуру

всхеме имеются два насоса 17, из которых один находится

вработе, а другой — в автоматическом резерве. Конденсат на всас насосов подается из расширительного бака 6. Уровень конденсата в этом баке поддерживается поплав­ ковым регулятором 4. При снижении уровня конденсата из-за наличия утечек в системе охлаждения поплавковый регулятор автоматически приоткрывается и за счет добав­ ления конденсата из магистрали обессоленной воды восста­

навливает прежний уровень конденсата в баке.

В расширительном баке благодаря соединению его с паровым пространством конденсатора турбины или за счет работы водяного инжектора поддерживается вакуум. Кон­ денсат, нагревшийся при прохождении по обмотке, попадая на решетку бака, разбрызгивается и под воздействием

126

удаляется через трубу и обратный клапан в конденсатор турбины или через инжектор 1 в циркуляционный водовод.

Полное удаление воздуха из конденсата имеет большое значение для надежной работы обмоток. При наличии воз-

Рис. 4-38. Схема питания обмотки статора водой по замкнутой системе.

/ — нормально открытый вентиль; / / — нормально закрытый вентиль; / — инжектор; 2 — обратный клапан; 3 — реле уровня; 4 — регулятор уровня; 5 — вакуумметр; 6 — бак; 7 — термосигнализатор; 8 — струйное реле; 9 — ртутный термометр; 10 — термометр сопротивления; 11 — электроконтактный манометр; 12 — измерительная шайба; 13 — солемер; 14 — фильтры; 15 — теплообменник; 16 — предохранительный клапан; 17 — водяной насос; 18 —

манометр.

духа в конденсате он может скапливаться в проводниках обмотки,- что приведет к перегреву и выходу обмотки из строя.

Давление конденсата в системе охлаждения не должно превышать 4,5 кгс/см2. Поэтому на напорном коллекторе после насосов установлен перепускной клапан 16, предот­ вращающий повышение давления конденсата сверх до-

127

пустимой величины путем сброса конденсата в расшири­ тельный бак. Параллельно перепускному клапану уста­ новлен обводной вентиль для ручной регулировки давления.

Из напорного коллектора после насосов конденсат посту­ пает в водо-водяные теплообменники 15. В одном из тепло­ обменников он охлаждается конденсатом турбины, а в другом — циркуляционной водой.

Затем конденсат проходит через один из двух филь­ тров 14, солемер 13, шайбу для измерения расхода 12 и поступает в напорный кольцевой коллектор статора и из него в стержни статора. После прохождения через стержни конденсат собирается в сливной кольцевой коллектор и оттуда, пройдя струйное реле 8, возвращается в расшири­ тельный бак. Струйное реле контролирует наличие слива конденсата из обмотки. Расстановка приборов контроля указана на схеме.

4-7. Системы возбуждения

До недавнего времени возбуждение синхронных гене­ раторов всех мощностей осуществлялось в основном от электромашинных возбудителей. В настоящее время такие возбудители применяются только на гидрогенераторах ма­ лой мощности и турбогенераторах мощностью до 100 МВт, а также в качестве резервных возбудителей, в том числе и для генераторов, имеющих вентильные системы возбуж­ дения.

Для гидрогенераторов средней и большой мощности и для турбогенераторов мощностью 200 МВт и выше при­ меняются вентильные системы возбуждения. В этих систе­ мах преобразование переменного тока в постоянный осу­ ществляется с помощью вентилей, которые могут быть управляемыми или неуправляемыми, полупроводниковыми или ртутными.

Система возбуждения является одним из наиболее ответ­ ственных элементов генератора. Она должна иметь высокую надежность, быть простой в обслуживании и обеспечивать: все нормальные режимы работы генератора при отклонении напряжения статора на ±5% от номинального, необхо­ димую кратность форсировки и быстродействие возбужде­ ния, а также высокую скорость развозбуждения.

Кратность форсировки и быстродействие системы воз­ буждения определяют уровень статической й динамической устойчивости генератора. Главным преимуществом вен­

128

тильных систем возбуждения является их быстродействие. Кратность форсировки возбуждения определяется по фор­ муле = ^„.пот/^в.чом. Где t/B.n0T и — соответственно предельное (потолочное) и номинальное значения напряже­ ния возбуждения. Кратность форсировки (&ф) гидрогене­ раторов зависит от мощности и места гидростанции в си­ стеме и колеблется в пределах 2—4; для турбогенераторов диапазон изменения гораздо мень­ ше: 2—2,5.

Быстродействие системы воз­ буждения оценивается по средней скорости нарастания напряжения возбуждения генератора (рис. 4-39), которая определяется (отн. ед/с)

поддержание напряжения на шинах станции; повышение пределов статической и динамической устой­

чивости; улучшение качества и уменьшение времени переходных

процессов после нарушения режима.

Для турбогенераторов типа ТВВ мощностью 200, 300

и 500 МВт применяется независимая система возбуждения

свозбудителем переменного тока и статическим кремние­ вым неуправляемым выпрямителем, называемая высоко­ частотной системой возбуждения (рис. 4-40). Источником питания вентилей является трехфазный индукторный гене­