
Применение мощных силовых контактов в тиристорных преобразователях

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 St?ubli 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.

Рис. 2. Специальные высокомощные контакты «St?ubIi Electrical Connectros»
Применение высокомощных муфт St?ubli 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:
- Сокращенное время ремонта. Ремонт вышедшего из строя блока сократился до двух часов (вместо традиционных 9–10).
- Повысилась безопасность работы обслуживающего персонала станции: конструкция исключает возможность доступа к токоведущим частям.
- Модульная концепция и унификация быстроразъемных электрических муфт дали возможность применять взаимозаменяемые тиристорные модули, что повысило надежность всей конструкции и ремонтопригодность системы.
- 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.
- Снизилась себестоимость системы возбуждения за счет отказа от дорогостоящих силовых рубильников.
- 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.
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, ?С |
+45 | |
Охлаждение | Принудительное воздушное |