Применение мощных силовых контактов в тиристорных преобразователях

Опубликовано в номере:
PDF версия
Системы автоматического управления в последнее время находят все более широкое применение даже в такой консервативной отрасли, как гидроэнергетика. Традиционным способом повышения уровня автоматизации объекта сегодня является использование микропроцессорных систем управления различного уровня. Однако практика показывает, что даже давно известные и хорошо зарекомендовавшие себя решения еще не до конца исчерпали потенциал для модернизации.

Рис. 1. Принципиальная схема тиристорного преобразователя

Например, российский поставщик решений для гидроэнергетики ПАО «Силовые машины», применив последние мировые разработки в области электрических контактов, значительно улучшил характеристики популярного и надежного решения — тиристорного преобразователя. Тиристорный преобразователь (выпрямитель) — это полностью управляемый трехфазный мост (т. н. мост Ларионова), который предназначен для преобразования трехфазного напряжения переменного тока в постоянное напряжение в тиристорной системе возбуждения турбо- и гидрогенераторов электростанций (рис. 1). Такой преобразователь применяется в системе возбуждения мощных генераторов.

Благодаря использованию специальных токопроводящих муфт производства швейцарского концерна Stäubli Electrical Connectors, российским инженерам удалось повысить эксплуатационные характеристики изделия и разработать новый тип тиристорного преобразователя — выкатной. В этом случае блок преобразователя, расположенный в нижней части шкафа управления, смонтирован на специальных выкатных элементах — тележках, что позволяет быстро извлекать (выкатывать) преобразователь из шкафа, например для ремонта и обслуживания. Быстроразъемные муфты соединяют силовые линии устройства и шинопроводы системы. С помощью специальных подпружиненных контактов Multilam муфты компенсируют осевые и угловые рассогласования между шинопроводами и контактами преобразователя, что дает возможность осуществлять замыкание и размыкание контактов «вслепую» (рис. 2). Основные технические характеристики муфты приведены в таблице.

контакторы StäubIi Electrical Connectros

Рис. 2. Специальные высокомощные контакты «StäubIi Electrical Connectros»

Применение высокомощных муфт Stäubli позволило «Силовым машинам» спроектировать силовое соединение со сравнительно малыми габаритными размерами (рис. 3, 4). Система преобразователей с выкатными модулями на быстроразъемных электрических соединениях имеет следующие преимущества перед традиционными решениями:

  1. Сокращенное время ремонта. Ремонт вышедшего из строя блока сократился до двух часов (вместо традиционных 9–10).
  2. Повысилась безопасность работы обслуживающего персонала станции: конструкция исключает возможность доступа к токоведущим частям.
  3. Модульная концепция и унификация быстроразъемных электрических муфт дали возможность применять взаимозаменяемые тиристорные модули, что повысило надежность всей конструкции и ремонтопригодность системы.
  4. В случае выхода из строя тиристорного преобразователя можно отремонтировать его в специализированной мастерской. Раньше ремонт преобразователя приходилось производить в машинном зале, в непосредственной близости от шинопроводов и работающего силового оборудования.
  5. Снизилась себестоимость системы возбуждения за счет отказа от дорогостоящих силовых рубильников.
  6. Применение тиристорных систем отечественного производства позволило ПАО «Силовые машины» принять участие в программе импортозамещения.

Сегодня системы возбуждения с тиристорными преобразователями выкатного типа уже установлены на Волжской ГЭС, Жигулевской ГЭС, Майнской ГЭС, Мосэнерго «ТЭЦ-25» и Мосэнерго «ТЭЦ-11».

Рис. 3. Шкаф управления. В нижней части видны выкатные блоки тиристорного преобразователя

В дальнейшем компании планируют разработать систему возбуждения с выкатными преобразователями, оснащенными замкнутыми контурами с муфтами жидкостного охлаждения, рассчитанными на более мощные токи.

Рис. 4. 3D-модель блока тиристорного преобразователя

Таким образом, грамотное внедрение даже одного передового решения — быстроразъемных муфт — оказалось способным улучшить характеристики всего изделия, даже такого широко применяемого, как классический тиристорный преобразователь. Именно в этом и заключается основа инновационного развития промышленности — в постоянном совершенствовании уже существующей технической базы путем модернизации ее узлов, частей и процедур функционирования.

Таблица. Основные технические характеристики токопроводящих муфт «Stäubli Electrical Connectors»
Схема соединения Трехфазная мостовая
Число параллельных тиристоров в плече 1
Номинальный постоянный выходной ток каждого канала, А 2100–3250
Номинальная частота напряжения питающей сети, Гц 50
Предельно допустимое напряжение питающей сети переменного тока (линейно действующее, при подключенных внешних RC-цепях), В кратковременное (в течение 1 с) 1275
длительное 910
Верхнее рабочее значение температуры
окружающего воздуха, ºС
+45
Охлаждение Принудительное воздушное

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *