Balakovskaya - Основное оборудование РО

171

Общее устройство генератора типа СБГД-6300-6УЗ.

Генератор синхронного типа СБГД-6300-6У3 предназначен для работы в составе стационарного автоматического дизельэлектрического агрегата, используемого для резервного п итания систем безопасности.

Технические данные генератора типа СБГД-6300-6УЗ

Способ охлаждения генератора - самовентиляция по замкнут ому циклу через выносные воздухоохладители, охлаждаемые тех нической водой группы “А”. Способ охлаждения возбудителя и подвозбудителя - самовентиляция по разомкнутому циклу.

Генератор выдерживает без каких-либо повреждений двух и трехфазные короткие замыкания в режиме любой нагрузки в т ечение до 5 секунд.

Характеристики генератора и системы автоматичеcкого регулирования возбуждения обеспечивают надежное началь ное возбуждение генератора без постороннего источника пита ния. Генератор самовозбуждается в процессе разгона за время н е более 8 секунд, его напряжение составляет не менее 95% от номинально го при достижении номинальной частоты вращения.

Генератор обеспечивает без обслуживания непрерывную ра боту в течение не менее 1600 часов и может находится в течение года в рабочем резерве без персонала с периодическим запуском д изельгенератора согласно графика.

Общее устройство дизеля типа 78Г.

Дизель служит для привода электрического генератора и представляет собой вертикальный, 4õ вальный (!!), с двухрядным расположением цилиндров двухтактный двигатель внутренн его сгорания с одноступенчатой системой наддува и охлаждени ем наддувочного воздуха.

Технические данные дизеля типа 78Г

Одна из главных особенностей этого дизеля - расположение в одном цилиндре двух противоположно движущихся поршней, в просторечии именуемых “боксерами”. Верхний поршень явля ется продувочным, а нижний - выпускным. Соответственно через продувочные окна, открытием которых управляют верхние по ршни, воздух поступает в рабочие цилиндры, вытесняя из них чере з нижние выпускные окна отработавшие газы в газовыпускные коллек торы.

Соответственно поскольку дизель имеет двухрядное распо ложение Общий вид дизеля типа 78Г цилиндров с двумя поршнями в каждом цилиндре, то он имеет 4

коленвала.

С помощью редуктора-мультипликатора главной передачи осуществляется передача крутящего момента от дизеля на в ал отбора мощности генератору с повышением скорости вращения с 896 до 1000 об/мин. Имеются отборы мощности редуктором на приводы ПКВМ и ПМВМ.

Привод крупных вспомогательных механизмов ПКВМ служит д ля передачи вращения к топливному, масляному насосу и через мультипликатор и гидромуфту передает дополнительную мо щность к турбокомпрессору.

Привод мелких вспомогательных механизмов ПМВМ служит дл я передачи вращения к регулятору скорости, автомату пуска,

174

распределителям пускового воздуха, датчику электротахо метра и реле скорости.

В нижней части картера, на верхнем закрытии, на главной пер едаче и на приводе крупных вспомогательных механизмов установл ены предохранительные клапана. Они служат для защиты корпуса от избыточного давления (например при вспышке масла) и одновременно являются быстросъемными крышками для осмо тра соответствующих механизмов и устройств дизеля.

Система смазки

В каждой ячейке установлен расходный бак масла емкостью 1 0 м3. С учетом запаса масла в циркуляционной цистерне при нормал ьном расходе масла 17 л/час это обеспечивает работу агрегата в те чение 30 суток.

Система смазки дизеля - циркуляционная, под давлением. Диз ель работает по принципу сухого картера, поэтому циркуляцион ная цистерна расположена таким образом, чтобы обеспечить в не е свободный слив масла из картера.

Циркуляция смазочного масла через подшипники и цилиндры дизеля обеспечивается навешенным на дизель маслонасосо м с приводом от вала дизеля. Насос масла - шестеренчатого типа .

Заданный температурный режим маслосистемы при работе ДГ поддерживается автоматическим терморегулятором. Термор егулятор воздействует на трехходовой клапан с пневмоприводом, кот орый производит распределение воды через маслоохладитель ил и помимо него. Для компенсации уменьшения объема масла при его охлаждении установлен дыхательный подпиточный бак, установленный с небольшим подпором возле дизеля.

Предпусковая подача (прокачка) масла в подшипники и цилин дры дизеля производится 2ìÿ пневмонасосами с приводом от сжатого воздуха давлением 4,5-5 кгс/см2.

В режиме дежурства масло подогревается в блоке горячего р езерва по импульсу датчиков, установленного в циркуляционной ци стерне. Для подогрева масла используется вода внутреннего конту ра дизеля, подогретая системой АСП. Электрический маслонасос “горя чего резерва” включается при снижении температуры масла ниже 400С и отключается при повышении температуры выше 45 0Ñ.

Нижняя часть остова и поддон, который крепится к нижней оп орной плоскости дизеля, являются маслосборником. Из него масло через два отверстия с фланцами свободно сливается в циркуляционну ю цистерну под дизелем. На трубопроводе слива масла находит ся сигнализатор металла в масле, представляющий из себя сист ему дожигания металлических частиц в масле.

Сигнализатор состоит из секций, каждая из которых состоит из токопроводящих пластин, установленных в блок, с зазором 0,2 мм, причем соседние пластины электрически не связаны и к ним подводится напряжение различной полярности.

Металлическая частица, попадая в зазор между пластинами, замыкает электрическую цепь. Через частицу проходит большой ток, к оторый ее сжигает. Одновременно срабатывают токовые реле которые с воими контактами запускают счетчик подсчитывающий число мета ллических частиц в масле. Если в течении 20 секунд счетчик отсчитал 10 и более импульсов срабатывает выходное реле и включает световую сигнализацию. Если в течении двух секунд не произошло сжи гание попавшей частицы, то соответствующая секция сигнализато ра отключается с выдачей предупредительного сигнала.

При снижении уровня масла в маслосистеме включается электронасосный агрегат, который забирает масло из цисте рны запаса и подает его в циркуляционную цистерну.

Система топлива

Топливо подается в цилиндры дизеля топливными насосами высокого давления ТНВД плунжерного типа с суммарным расх одом до 1370 кг/час (1,62 м3/час) при номинальной мощности. Каждый рабочий цилиндр дизеля обслуживается двумя топливными насосами высокого давления, причем каждый соединяется топливопроводом высокого давления со своей форсункой.

175

Насосы приводятся непосредственно от кулачков распредв ала. Угол опережения подачи и количество подаваемого топлива изме няются путем перемещения зубчатой рейки, управляемой регулятор ом скорости.

К ТНВД топливо подается навесным топливоподкачивающим насосом шестеренчатого типа из расходного бака топлива е мкостью 10 м3, расположенного с подпором на отметке 4,8 м и достаточного для работы ДГ в течение 7 часов на номинальной мощности. Расходный бак оборудован тремя датчиками реле уровня топ лива. Два верхних датчика реле уровня управляют пуском и остано вкой электронасоса, подкачивающего топливо из промежуточног о в расходный бак.

На каждый ДГ на подземном промежуточном складе предусмот рена установка одного подземного резервуара дизельного топл ива емкостью 100 м3. Запаса топлива в этом резервуаре достаточно для работы агрегата в течение 2,5 суток при расходе топлива 1370 кг /час на номинальной мощности.

Система охлаждения

Система предназначена для охлаждения ДГ во время его рабо ты. Кроме того, система обеспечивает прогрев воды и циркуляционного масла при нахождении станции в режиме “ДЕЖУРСТВО” при раб оте системы аварийного подогрева АСП.

Система состоит из центробежного водяного насоса, навеше нного на дизель и блока системы охлаждения, состоящего из охладите ля воды и трехходового клапана с терморегулятором. Для компенсац ии температурных расширений имеется расширительный бак со встроенными в него электронагревателями.

В заводской инструкции принято делить систему охлаждени я на “внутренний” и “внешний” контуры. Под внутренним понимае тся контур теплоносителя (химобессоленная вода), циркулирую щего непосредственно через сам дизель. Для повышения коррозио нной стойкости в воду внутреннего контура вводится специальн ая присадка.

Роль внешнего контура в нашем случае играет система техво ды группы “А”, используемая для отвода тепла от дизеля в теплообменнике. Поддержание заданной температуры воды н а выходе из дизеля при его работе осуществляется автоматич еским терморегулятором. Терморегулятор воздействует на трехх одовой клапан с пневмоприводом, который производит распределен ие воды внутреннего контура через теплообменник или помимо него .

Аппаратура аварийного подогрева АСП осуществляет автоматический прогрев дизеля по следующей схеме: расширительный бак c ТЭНами -> электронасос -> подогреватель масла -> дизель(внутренняя система) -> расширительный бак. Пр и этом прогревается металл дизеля, вода внутреннего контур а и моторное масло. Непонятно, почему для наименования систем ы, обеспечивающей подогрев дизеля для его поддержания в гор ячем резерве, был применен термин “аварийная”.

Система АСП включается в работу переключателем установл енным на шкафу ШУД. Автоматическое управление работой АСП осуществляется двумя датчиками температуры. При понижен ии температуры ниже 40 0С срабатывает датчик реле температуры, включает электронасос, электронагреватели в расширител ьном баке и электронасосный агрегат масла. Отключение происходит пр и повышении температуры воды выше 45 0С при срабатывании датчика-реле температуры.

Система воздухозабора и выхлопа

Наружный воздух подается в камеру всасывания, откуда чере з блок фильтров воздухозабора по трубопроводу всасывается турбокомпрессором. Камера всасывания снабжена тепловым затвором, а проем в наружной стене - тепловой завесой для со здания в ней постоянной положительной температуры. Температура забираемого воздуха является очень важным фактором для б ыстрого пуска дизеля.

176

177

178

через клапан блокировки валоповоротного устройства. Отк рывшись под действием этого воздуха, главный клапан пропускает пу сковой воздух к пусковым клапанам рабочих цилиндров.

Распределитель пускового воздуха.

Два распределителя обслуживают два ряда цилиндров. Служа т для обеспечения определенного порядка поступления воздуха от пусковых баллонов в цилиндры дизеля.

Регулятор скорости.

На ДГ устанавливается механический регулятор скорости центробежного типа с гидравлическим сервомотором и обра тной связью. Его задача - поддержание постоянной скорости дизе ля 900 об/мин во всем диапазоне нагрузок для обеспечения частоты тока, вырабатываемого генератором, 50 гц. Регулятор снабжен пневмоупором пуска, пневматическим стоп-устройством и эл.двигателем для дистанционной подрегулировки частоты вращения ДГ. Обороты вращения дизеля контролируются центробежным измерителем скорости, который через сервопривод, систему рычагов, тяг и реек воздействует на топливные насосы дизеля.

Сервомотор ограничения подачи топлива.

Предназначен для уменьшения заброса частоты вращения Регулятор скорости коленчатых валов дизеля при пуске. Под действием воздуха,

поступающего из пусковой системы дизеля при его запуске, он ограничивает поворот поперечного вала ТНВД в сторону уве личения подачи топлива, ограничивая тем самым заброс вращения коленвалов ДГ при пуске.

Автоматический запуск дизель-генератора.

Автоматическим запуском называется запуск дизель-генер аторной станции АСД-5600 из режима “ДЕЖУРСТВО” по сигналу обесточивания при исчезновении напряжения питания внеш не сети. Пуск станции возможен, если как минимум взведен предельны й выключатель и выключено валоповоротное устройство. Кром е того, для автоматического пуска очень важно иметь исправную заряженную аккумуляторную батарею.

При обесточивании секции надежного питания 6,3 кВ происход ит формирование сигнала “обесточивание”. Данный сигнал формируется от защиты минимального напряжения и происхо дит при снижении напряжения на секции надежного питания 6.3 кВ д о 25 % номинального значения и ниже.

При этом пусковые органы обоих комплектов защиты минимал ьного напряжения с выдержкой времени не более 1,5 с действуют на отключение обоих секционных выключателей. Одновременно поступает команда на запуск дизель-генератора. Последующ ее подключение дизель-генератора к секции надежного питани я производится с контролем отключенного положения хотя бы одного из секционных выключателей. Причем в комплектном устройс тве КУАС-5600 команда на запуск ДГ преобладает над командой на ег о нормальную остановку.

При запуске ДГ проходит эл.сигнал на подачу управляющего воздуха к пневмомоторам маслонасосов предпусковой прокачки (АПМ ). Включается реле контроля рабочего состояния дизеля, предназначенное для блокировки всех ручных операций с ме стного шкафа управления ШУМ при поступлении сигнала на пуск дизе ля по обесточиванию с момента подачи команды на пуск до отключе ния выключателя генератора.

Управляющий воздух из баллона через ЭПК прокачки поступа ет на открытие запорных клапанов агрегата прокачки маслом. Пус ковой воздух из баллонов через открывшиеся запорные клапаны по ступает в АПМ. Начинается прокачка дизеля маслом. Одновременно управляющий воздух подается на ограничитель разгона (пневмоупор) и уменьшает настройку частоты вращения в рег уляторе скорости дизеля до 800 об/мин.

179

Через выдержку времени 4 секунды включается ЭПК пуска, при этом управляющий воздух подается к ускорителю пуска регулято ра скорости и в сервомотор ограничителя подачи топлива, а че рез автомат пуска к механизмам блокировки пуска по давлению м асла. Рейки ТНВД выдвигаются до упора сервомотора ограничения подачи топлива при пуске (соответствующего подаче топлива на ре жиме 90% от номинальной).

При достижении давления в масляной системе дизеля до вели чины 0,9-1,2 кгс/см2, разрешающей пуск, срабатывает механизмы блокировки пуска по давлению масла и пропускают управляю щий воздух к главным пусковым клапанам.

Пусковой воздух через открытые ГПК поступает к распредел ителям пускового воздуха и к пусковым клапанам рабочих цилиндро в. Дизель раскручивается пусковым воздухом.

После разворота коленчатых валов дизеля до 60-80 об/мин топливные насосы ТНВД (имеющие привод от распредвалов ДГ ) начинают подачу топлива в цилиндры.

Возникает самовоспламенение топлива в цилиндрах ДГ из-за достаточного сжатия смеси. Коленчатые валы раскручивают ся до 200300 об/мин, возникает расход выхлопных газов. Далее усиливае тся турбонаддув цилиндров и дизель разворачивается дальше.

При достижении 350-370 об/мин электромагнитные воздушные клапаны автомата пуска обесточиваются по блокировке и по дача сжатого воздуха прекращается.

Дизель продолжает набирать частоту вращения, генератор н ачинает возбуждаться. По сигналу первой позиции реле скорости 500 об / мин отключаются ЭПК прокачки маслом и включается счетчик моточасов.

При достижении давления масла 3 кгс/см2 срабатывают клапаны блокировки и начинается подача управляющего воздуха на терморегуляторы маслосистемы и внутреннего контура охл аждения.

При дальнейшем наборе оборотов по сигналу второй позиции реле скорости 750 об/мин:

включается защита по давлению масла; отключается ЭПК ограничителя разгона (пневмоупора);

отключается ЭПК пуска. При этом прекращается подача управляющего воздуха на сервомотор ограничения подачи топлива и ускоритель пуска.

включается реле времени, которое через 1 секунду выдает сигнал на включение выключателя генератора.

Если напряжение на шинах генератора к этому моменту будет выше 95% от номинального и отключен хотя бы один секционный выключатель, происходит включение выключателя генерато ра на секцию.

Дизель-генератор готов к приему электрической нагрузки. Н ачинается ступенчатое включение механизмов СБ.

Рабочее и аварийное стоп-устройство.

Как уже было сказано, дизель снабжен механическим регулят ором скорости центробежного типа с гидравлическим сервомото ром. В состав регулятора также входит пневматическое стоп-устр ойство, предназначенное для автоматической дистанционной остан овки ДГ путем вывода реек ТНВД регулятором скорости в положение “ Стоп”.

При нормальной автоматической или ручной остановке стан ции импульс на остановку вызывает отключение генераторного выключателя. Включается выдержка времени 300 секунд на “расхолаживание” дизеля, в течение которой дизель продол жает работать на частоте вращения холостого хода. По окончании времени “расхолаживания” включается ЭПК остановки, кото рый подает управляющий воздух одновременно на рабочее стопустройство регулятора скорости и сервомотор блокировки подачи топлива, при срабатывании которых рейки ТНВД начинают перемещаться в положение нулевой подачи и дизель-генерат ор начинает останавливаться.

180

Далее при снижении давления масла ниже 3 кгс/см2 срабатывают блокировочные клапаны, которые перекрывают подачу управ ляющего воздуха на терморегуляторы маслосистемы и внутреннего к онтура охлаждения.

После полной остановки дизель прокачивается водой в тече ние 720 секунд, два раза прокручивается по 1,5-2 оборота (с выдержкой 300 сек) сжатым воздухом и становится в “ДЕЖУРСТВО”.

Нормальная автоматическая остановка дизель-электрическ ой станции осуществляется: кнопкой со шкафа ШУД, ключом с БЩУ или ключом с РЩУ.

Нормальная остановка ДГ с ШУМ и ШУД невозможна если дизел ь запустился автоматически по сигналу ступенчатого пуска . В этом случае по месту возможна остановка ДГ только от аварийной кнопки.

При экстренной остановке ДГ из-за выхода контролируемых параметров за предельные значения происходит воздейств ие не только на рабочее, но и на аварийное стоп-устройство.

Для ознакомления с конструкцией аварийного стоп-устройс тва рассмотрим устройство предельного выключателя.

Предельный выключатель обеспечивает выключение топливн ых насосов при превышении коленчатыми валами дизеля допуст имой частоты вращения 1030-1060 об/мин. Датчик предельного выключателя скорости приводится во вращение от шестерни распредвала.

При превышении допустимого значения частоты вращения коленчатых валов дизеля, под действием центробежной силы боек 16 датчика преодолеет натяжение пружины и воздействует на д линный конец рычага 18. Рычаг повернется, потянет фиксатор 19, которы й освободит поршень 23. Пружина переместит поршень 23 со штоко м 24, который связан с тягами реек топливных насосов, влево, чт о приведет к прекращению подачи топлива.

На фиксатор можно подействовать вручную, нажав на кнопку К. При этом коромысло 7 освободит поршень 23 от фиксации и произойд ет выключение топливных насосов.

Дополнительно к указанному в корпусе 1 расположено аварий ное стоп-устройство, обеспечивающее другой способ остановки дизеля. При подаче сжатого воздуха в полость М, поршень 8, действуя на коромысло 7, произведет такое же действие на исполнительн ый механизм, как и при нажатии на кнопку К. Воздух в полость М подается от электропневматического клапана, являющегос я элементом системы защиты дизеля.

Особенности дистанционного управления ДГ с панелей БЩУ и РЩУ.

Как уже указывалось, на панели каждой системы безопасност и HY19,21,23 БЩУ и HR01,03,05 РЩУ устанавливается два ключа управления эл.выключателями для нормального питания сек ций СБ BV(BW,BX) от секций нормальной эксплуатации (BA, BB, BC) 6,3 кВ и по одному ключу для комплексного управления дизель генер атором.

Индикация ламп на данном ключе показывает положение выключателя ДГ, а сам он воздействует не на выключатель, а н а схему управления дизелем.

При повороте ключа на запуск срабатывает реле команды “Пу ск” в шкафу управления дизелем (ШУД). Команда на включение выключателя ДГ формируется в цепях автоматики ДГ. Для включения выключателя ДГ необходимо одновременное выпо лнение трех условий:

частота вращения ДГ не менее 750 об/мин; напряжение на шинах генератора не менее 0,95Uíîì; хотя бы один секционный выключатель отключен.

Этим же ключом также дается команда на остановку дизельгенератора. При этом срабатывает реле команды “Стоп” в ШУ Д, которое своими контактами запускает программу нормальн ой остановки ДГ, а также без выдержки времени дает команду на отключение выключателя ДГ.