Общая характеристика аппаратных генераторных комплексов

26 октября 2011 в 15:00

Общая характеристика аппаратных генераторных комплексов

Благодаря применению в токоприемных цепях электростанций выключателей и других коммутационных и измерительных аппаратов можно в отличие от прямых блочных схем соединения генераторов с трансформаторами осуществлять гибкие автоматические схемы соединений, маневрируя каждым Генератором в энергоблоках по отдельности, и надежно обеспечивать питание нагрузок собственных нужд. Это и определило необходимость дальнейшего развития генераторных аппаратов.

Для гидроэлектростанций (ГЭС) эффективным оказалось применение выключателей нагрузки, обеспечивающих все необходимые коммутации, кроме отключения КЗ, непосредственно в генераторной цепи.

На атомных электростанциях (АЭС) необходима особенно высокая надежность электроснабжения собственных нужд реакторов, что тесно связано с надежностью работы генераторных коммутационных аппаратов.

На гидроаккумулирующих электростанциях (ГАЭС) частые коммутации агрегатов с генерирующего режима на двигательный и наоборот наиболее экономично и надежно производятся с помощью генераторных выключателей. Выключатели, устанавливаемые в цепях повышающих трансформаторов блоков АЭС и ТЭС, режим работы которых соответствует базисному графику, работают очень редко. В то же время выключатели, устанавливаемые в цепях блоков ГЭС, работающих по пиковой нагрузке, могут срабатывать дважды в сутки, что составляет порядка 600 операций в год или 15000 операций за 25 лет (плановый срок службы выключателей). В связи с этим оправданным является увеличение норм механических испытаний генераторных коммутационных аппаратов с 2000 — 4000 до 10 000 операций и более. Из этого следует, что вновь созданные генераторные коммутационные аппараты наиболее серьезную и объективную проверку на надежность проходят при эксплуатации их на ГЭС и ГАЭС.

Отечественная и зарубежная практика развития энергоблоков электростанций показывает, что генераторные аппараты в настоящее время должны охватывать весьма широкий диапазон параметров: номинальные токи 10 000 — 50 000 А, предельные токи отключения выключателей 100 — 350 кА, номинальные напряжения 15,75 кВ и более, ударные токи КЗ 500 -- 1000 кА (амплитуда). В дальнейшем предполагается обеспечить и способность работы генераторных выключателей в режиме АПВ.

По мере увеличения мощности единичных энергоблоков все более сложными становятся задачи поиска рациональных компоновочных решений токопроводов между главными выводами генераторов и повышающих трансформаторов в сочетании со всеми необходимыми в этих цепях генераторными аппаратами. Осложнились вопросы взаимоустановки отдельных видов этих аппаратов, традиционно разрабатываемых как самостоятельных объектов электроаппаратной техники, подчас и выпускаемых на разных заводах без должного учета направлений взаимного развития их конструктивных форм, как и развития конструктивных решений токопроводов. Осложнились вследствие этого и вопросы поиска рациональных решений строительных конструкций, их габаритов и стоимости. С увеличением номинальных токов все труднее стало избегать перегревов арматуры железобетона и окружающих металлоконструкций под влиянием сильного магнитного поля токопроводов и токоведущих систем (ТВС) аппаратов и соответствующей потери прочности строительных элементов зданий электростанций: балок, стен, перекрытий и т.п. В свою очередь осложнились проблемы поиска и рациональных решений ТВС генераторных аппаратов, особенно при естественном охлаждении, а соответственно и конструкций этих аппаратов в целом.

Решающим шагом качественно нового подхода к созданию генераторных аппаратов и токопроводов стала разработка каждого из этих объектов в пофазно экранированном исполнении с возможностью их последовательного включения в единые пофазно-экранированные цепи и компенсации противотоком внешних магнитных полей. Осуществление этого подхода предопределило и сделало реальным дальнейший прогрессивный шаг в области генераторного электроаппаратостроения — переход к созданию аппаратных генераторных комплексов (АГК).

В настоящее время АГК создаются на основе общего конструктивно-компоновочного принципа, реализующего в едином композиционном решении органически взаимосвязанные между собой элементы. Каждый комплекс состоит из технически и экономически обоснованной совокупности входящих в него аппаратов и устройств защиты, сигнализации, блокировки, управления и контроля, объединенных общностью назначения с высокими показателями качества и надежности элементов и комплекса в целом.

Комплексное конструктивное решение генераторных аппаратов по сравнению с самостоятельными их исполнениями позволяет получить ряд преимуществ:

  • сокращается занимаемая площадь и объем здания; общая сборка производится на предприятии-изготовителе, поставка на место установки осуществляется в виде полностью собранных полюсов или их крупными блоками, чем резко сокращается время монтажа, повышается его качество и снижается стоимость;
  • повышается надежность аппаратов комплекса, улучшаются условия их эксплуатации, расширяется возможность введения автоматизированного управления, увеличиваются межремонтные сроки;
  • практически исключаются случаи попадания персонала под напряжение, поскольку токоведущие и дугогасительные системы находятся внутри заземленных оболочек;
  • существенно сокращаются затраты материалов и труда благодаря расширению использования унифицированных деталей и узлов конструкций и возможностей прогрессивной технологии;
  • появляется возможность применить общую для комплексов систему электромагнитного экранирования, создавая ее с естественным или, если это необходимо, с принудительным водяным охлаждением, повышать номинальные токи комплекса, не вводя искусственного охлаждения его ТВС на высоком потенциале;
  • повышаются сейсмостойкость, пожаробезопасность и надежность в эксплуатации.

Аппаратный генераторный комплекс представляет собой органичное слияние аппаратов, входящих в комплекс, не только путем соединения их на предприятии-изготовителе сборочными операциями, но и проникновением элементов одного аппарата в другой с частичным объединением выполненных ими функций. Комплексы должны обладать высоким техническим уровнем, резервом перспективного развития по параметрам, композиционной цельностью, соразмерностью, удобством обслуживания и экономичностью, а также должны быть конструктивными, что определяется их предельно возможной простотой, компактностью (малогабаритностью), минимально возможной массой, рациональной расчлененностью на конструктивные узлы, транспортабельностью. Эти качества достигаются на основе творческого научного поиска принципиально новых технических идей и решений при всемерном использовании общих достижений в данной и смежной областях науки и техники.

Аппаратные генераторные комплексы относятся к наиболее сложным, дорогостоящим и ответственным объектам не только электроаппаратной техники, но и техники вообще. Здесь особенно сильно в относительно ограниченном объеме комплекса проявляются воздействия одновременно протекающих и взаимовлияющих физических процессов: электромагнитных, тепловых, газодинамических, механических — различных в своих сочетаниях применительно к назначению аппаратов и устройств, входящих в состав комплекса. Такие комплексы определились как форма дальнейшего развития генераторных аппаратов на большие номинальные токи, любые классы генераторных напряжений и высокую стойкость при сквозных токах КЗ.

1948
Закладки
Последние публикации
Комментарии 0

Никто пока не комментировал эту страницу.

 
Написать комментарий
Можно не указывать
На этот адрес будет отправлен ответ. Адрес не будет показан на сайте
*Обязательное поле
Самые интересные публикации
Последние комментарии
Продолжение комментария
В стандарте [6] предусмотрено присваивать различным документам вида «расчет» код[1] документа РР, а для локальной сметы код документа ЛС.
Никакой необходимости использовать код Б для обозначения документов, в названии которых нет слова «Обоснование», не существует, а отсутствие документов, в названии которых использовано это слово подтверждает, что из ГОСТ 34.201-2020 должен быть исключен фактически не существующий документ «Обоснование».
Литература:
6 ГОСТ Р 21.101-2020 Основные требования к проектной документации
7 Н. Зенин. Судьба требований ГОСТ 34-й серии в проектах по информационной безопасности // [Электронный ресурс], режим доступа: https://www.anti-malware.ru/practice/methods/GOST-requirements-34th-series-in-information-security-projects
[1] В данном стандарте вместо термина «код документа» используют словосочетание «шифр документа»
Несуществующий документ ::: Вторая редакция

Разработчики стандартов иногда предлагают новые виды документов, объясняя это тем, что существующих видов документов недостаточно для новых изделий. Например, в таблице 1 стандарта [1] перечислены несколько видов документов, разрабатываемых для автоматизированных систем (далее АС). Обратим внимание на документ «Обоснование» (код документа Б). Его назначение определено так:
«Изложение сведений, подтверждающих целесообразность принимаемых решений»
Отметим, что в числе толкований значений слова «обоснование» есть и тексты, служащие основанием для принятия решения.
Какие же текстовые документы приведены в таблице 2 стандарта [1], где перечислены конкретные документы?
Как ни странно, но документа со словом «обоснование» в названии нет ни в стандарте [1] нет, как нет его и в отменном руководящем документе [2].
Слово «обоснование» в [2] использовано в названии раздела отчета, разрабатываемого на стадии формирования требований к АС – Обоснование необходимости совершенствования информационной системы объекта.
«Обоснование» содержится ещё в двух стандартах [3, 4], где применено в названии этапа работы – Обследование объекта и обоснование необходимости создания АС.
Отметим, что в cтандартах [3, 4] обоснование необходимо для вынесения технико-экономической, социальной и т.п. оценок на стадии формирования требований к АС.
При этом сам документ, содержащий результаты обоснования, оформляют в виде отчета по ГОСТ 7.32 [5], а не в виде документа вида «Обоснование».
Обратимся теперь к стандарту [1] и посмотрим какие же документы с кодом Б (присвоен документу «Обоснование») указаны в таблице 2:
- локальный сметный расчет (код Б2);
- проектная оценка надежности системы (код Б1);
- локальная смета (код Б3).
Из перечисления видно, что ни в одном из названий этих документов с кодом Б нет слова «Обоснование».
Продолжение следует
Статья «Стадия разработки» продолжает серию публикаций, начатую статьей «Обозначение программных документов. Предложения по изменению стандартов», опубликованной в №6 журнала «Стандарты и качество» за 2026 год на с. 38.
Что объединяет эти статьи? Прежде всего то, что они вместе с другими статьям составят «Справочник технического писателя». Справочник, в котором совместно анализируются стандарты разных систем – ГОСТ 2, ГОСТ 34, ГОСТ 19 и др.,
используемые техническими писателями при разработке текстовых документов.
Результатами такого анализа станут предложения по корректировке действующих стандартов (см. статью ««Обозначение программных документов. Предложения по изменению стандартов») или же приглашение к обсуждению тех или иных вопросов, как это сделано в статье «Стадии разработки».
По мнению автора справочника, совместный анализ стандартов разных систем позволит не допускать расширенного толкования одних и тех же понятий, корректно использовать техническую терминологию, а также исключить противоречия в правилах выполнения текстовых документов в разных системах стандартов.
Задача словарных статей «Справочника технического писателя» не повторять тексты тех или иных стандартов, а рассмотреть стандарты разных систем, взглядом специалиста, применяющего их при подготовке технической документации.
Статьи этого справочника предназначены для технических писателей, нормоконтролеров, работников ОТК, а также всех, кто тем или иным образом связан с разработкой, оформлением согласованием и утверждением текстовой документации.