Щиты управления и распределения электроэнергии дизельных электростанций



Все об электростанциях


 


Щиты управления и распределения электроэнергии ДЭС


Щиты управления и распределения электроэнергии дизельных электростанций


Щиты управления и распределения энергии предназначены для управления, контроля работы, защиты, включения на параллельную работу и распределения электрической энергии ДЭС. В зависимости от мощности и типа генератора и степени автоматизации ДЭС применяют различные типы щитов управления и распределения энергии. Для дизель-генераторов мощностью до 75 кВт типа АД применяют щиты управления, блоки главной линии и коробки выводов мощности.

Управление генераторами ЕСС-5, ЕС и другими неавтоматизированными генераторами производится с помощью специально поставляемых вместе с генераторами панелей управления типов ЩУП, ПУ и др.

Для управления автоматизированными агрегатами до 72 кВт применяются щиты типа ЩДГА-Б и щиты упpaвления ЩАВ-Б, выполненные на съемных блоках с логическими элементами. Для управления автоматизированными по 3-й степени передвижными и стационарными электростанциями мощностью 100 кВт применяют шкафы управления с блоками автоматики на полупроводниковых элементах.

Стационарные автоматизированные по 1-й степени ДЭС с агрегатами АСДА-100 и АСДА-200 со статической системой возбуждения имеют комплектные щиты типа КУ-67М.

Для управления стационарными генераторами с машинной системой возбуждения мощностью от 100 до 750 кВт, автоматизированными по 1-й степени, применяют комплектные щиты типа КУ-64М.

Для управления дизель-агрегатами типа АС мощностью до 100 кВт, автоматизированными по 3-й степени, применяют щиты управления типа ЩАУ-АС.

Автоматизированные агрегаты типа АСДА мощностью до 50 кВт имеют щиты управления типа ЩАУ-1, ЩАУ-2 с блоками автоматики БА-1 и БА-2.


Щиты управления и распределения электроэнергии дизель-генераторов типа АД.

На верхней приборной панели щита управления агрегата АД-20 (рис.1) расположены контрольно-измерительные приборы, аппаратура управления и регулирования. В нижней части щита находятся блок главной линии с автоматическим выключателем и два автоматических выключателя для выводов отбора мощности. Панель для контрольных приборов дизеля расположена сбоку.


Общий вид щита управления (а) и блока дизельных приборов (б) агрегата АД-20

Рис.1. Общий вид щита управления (а) и блока дизельных приборов (б) агрегата АД-20
1 - зажим корпуса; 2 - автоматический выключатель нагрузки;
3 - кнопка проверки ПКИ; 4 - лампа сигнальная;
5 - осветительная арматура с лампами накаливания; 6 - амперметры;
7 - килоомметр; 8 - вольтметр; 9 - потенциометр уставки напряжения;
10 - частотомер; 11 - переключатель вольтметра; 12 - предохранители;
13 - лампа сигнальная "Нормальная работа"; 14 - лампа сигнальная "Авария";
15 - лампа сигнальная "Защита отключена"; 16 - выключатель освещения;
17 - выключатель ревуна; 18 - выключатель защиты;
19 - Приемник указателя уровня топлива; 20 - амперметр; 21 - свеча накала;
22 -выключатель стартера; 23 - свеча подогревателя;
24 - переключатель управления подогревателем; 25 - выключатель накала свечи;
26 - переключатель вида аварий; 27 - лампа сигнальная "Номинальные обороты";
28 - переключатель "Обороты выше-ниже".


Щит управления представляет собой металлическую коробку с откидывающейся передней приборной частью и съемными передними крышками, устанавливаемую на каркас. Каркас устанавливается над генератором и крепится к раме агрегата. Вся аппаратура: трансформаторы тока, конденсаторы и резисторы цепей сигнализации и синхронизации, предохранители и др. - устанавливается на панели внутри щита.

Конструкции других щитов имеют следующие особенности. Щит управления агрегата АД-10 совмещен с блоком главной линии и отбора мощности и имеет один щиток. Фидер отбора мощности агрегата АД-30 расположен на задней стенке щита управления. Блоки управления и контроля за работой дизеля агрегата АД-50, 75 объединены в один щит, а блок главной линии и отбора мощности расположен на задней стенке щита управления.



Щиты управления типов ЩДГА-Б, ЩАВ-Б.

Щиты типа ЩДГА-Б выпускают четырех исполнений в зависимости от мощности дизель-генератора (12, 24, 48 и 72 кВт). На щите установлены автоматический выключатель и контактор, а также приборы (амперметр, вольтметр), счетчик, блок регулирования напряжения и другая аппаратура. Размеры щита составляют 600X700X1800 мм при массе 250 кг.

Схема управления одинаковая для всех четырех исполнений щитов ЩДГА, выполнена на бесконтактных транзисторных логических элементах «Логика-Т».

Съемные блоки с логическими элементами размещены на поворотной раме щита, что обеспечивает хороший доступ к любому из них в процессе эксплуатации.

Щиты ЩАВ-Б предназначены для коммутации источника питания и производства вспомогательных операций ДЭС: подкачки топлива, регулировки температуры, вентиляции и т.д. Схема управления этими щитами обеспечивает работу автоматизированной ДЭС по 3-й степени автоматизации без обслуживающего персонала в течение не менее 400ч. Схемой предусмотрено нормальное питание потребителей от внешней сети, а при исчезновении напряжения питание потребителей осуществляется от дизель-генератора, являющегося резервным источником питания.

Шкафы управления для автоматизированных по 3-й степени дизель-агрегатов АСДА-100 выпускают в двух исполнениях: для передвижных и стационарных ДЭС.


Шкаф управления для стационарных агрегатов АСДА

Рис.2. Шкаф управления для стационарных агрегатов АСДА.


Шкаф управления для стационарных ДЭС (рис.2) имеет сварную конструкцию и выполнен из угловой и листовой стали. В верхней части шкафа размещены приборная панель 5 и блок аппаратуры. На приборной панели расположены контрольно-измерительные приборы, сигнальные лампы, кнопки, выключатели и переключатели управления. Блок аппаратуры состоит из реостатов уставки напряжения, вентилятора шкафа, механизма времени работы датчиков и панели с контакторами, реле и другими элементами электрической схемы.

Для доступа к монтажной стороне приборная пaнель откидывается на шарнире вниз и удерживается в таком положении двумя ограничителями.

В средней части шкафа расположены ячейки для установки и крепления блоков автоматики. Всего имеется шесть блоков автоматики: синхронизатора 4, пуска и остановки 9, контроля напряжения 8, датчиков частоты и мощности 5, сигнализации 2, магнитных усилителей 10. Конструкция всех блоков унифицирована: на литой раме закрепляют два шасси с электрической аппаратурой. Блоки присоединяют к схеме с помощью специальных шлангов, оконцованных колодкой с гнездами.

В гнезда вставляют специальные штыри, закрепленные на шасси блока. В нижней части шкафа управления, закрываемой съемной панелью 1, установлены автоматические выключатели генератора, сети, собственных нужд, а на задней стенке шкафа размещены панель ввода генератора и панели выводов фидера сети. В верхней части шкафа на специальной стойке закреплен блок реле 7, а на левой стороне боковой части шкафа установлен блок селективной защиты 6.

Блок синхронизатора работает при автоматическом включении генератора на параллельную работу. Он выдает команды на подгонку напряжения и частоты синхронизируемого генератора к напряжению и частоте внешней сети, а затем - сигнал на включение контактора генератора на шины внешней сети; блок пуска и остановки коммутирует электрические цепи, обеспечивающие прогрев дизеля, включение насосов, возбуждение генератора, прием нагрузки или синхронизацию, включение на параллельную работу, отключение нагрузки и остановку электроагрегата.

Блок контроля напряжения выдает команды на автоматический пуск резервного агрегата при снижении напряжения сети до 340 В или на остановку генератора при увеличении напряжения в сети более 440 В. Кроме того, блок контролирует напряжение оперативного питания и аккумуляторных батарей.

Блок сигнализации выдает сигналы об аварийном состоянии электроагрегата с помощью световой и звуковой сигнализации.

Блоки датчиков частоты, мощности и магнитных усилителей составляют систему коррекции частоты и мощности параллельно работающих агрегатов.

При работе одного агрегата производится регулирование частоты тока (при ее отклонении от нормы) изменением частоты вращения дизеля. При параллельной работе двух агрегатов блоки датчиков частоты и мощности выдают сигнал, пропорциональный активной мощности. В блоке магнитных усилителей этот сигнал сравнивается с эталонным (заданным) и автоматически распределяется между параллельно работающими агрегатами. Кроме того, блок магнитных усилителей служит для выдачи аварийного сигнала и отключения генератора при перегрузке или переходе его в двигательный режим работы.

Комплектное устройство КУ-б7М состоит из двух свободно стоящих панелей двухстороннего обслуживания закрытого исполнения: управления ПУ-2 и распределения ПР-2. На панели ПУ-2 установлены автоматический выключатель генератора, блоки защиты, сигнализации, синхронизации и управления, корректор напряжения, коммутационная, измерительная и сигнальная аппаратура, а на панели ПР-2 - рубильники для обеспечения разрыва силовой цени, автоматические выключатели линий, лампы сигнализации наличия напряжения на сборных шинах и линейных автоматах, счетчики энергии.


Общий вид и габариты панели ПУ-2 устройства КУ-67М

Рис.3. Общий вид и габариты панели ПУ-2 устройства КУ-67М.
а - панель ПУ-2 для агрегатов АСДА-100 и АСДА-200;
6 - панель ПУ-2 для агрегатов ТМЗ-ДЭ-200 и ТМЗ-ДЭ-104С4:
1 - блок защиты и сигнализации;
2 - блок синхронизации;
3 - блок защиты от повышения частоты вращения


Панели ПУ-2 (рис.3) имеют два исполнения: А для агрегатов АСДА-100 и АСДА-200 и Б для агрегатов ТМЗ-ДЭ-200, ТМЗ-ДЭ-104С4 и обеспечивают 1-ю степень автоматизации указанных выше агрегатов.

Панели ПР-2 для обоих исполнений одинаковы.

Схема комплектного устройства рассчитана на автономную и параллельную работу агрегатов, обеспечивает запуск дизеля и его остановку, включение генератора под нагрузку и на параллельную работу, защиту генератора. Схема предусматривает также контроль работы и защиту дизеля при понижении давления масла, перегреве воды и масла, при превышении допустимой частоты вращения дизеля.

Комплектное устройство КУ-64М состоит из двух панелей: панели управления 01 для управления защиты, сигнализации, регулирования напряжения (регулятор РНА-60) и синхронизации генератора и панели 02 (для генераторов мощностью от 100 до 500 кВт) для пуска генераторов и распределения электроэнергии или панели 11 (для генераторов мощностью свыше 500 кВ) для пуска генератора. Распределение энергии в этом случае производится с помощью специальной панели 13. Внешний вид и размеры панелей 01 и ПУ-2 одинаков, но на последней установлена другая аппаратура.

На панели 01 установлены аппаратура управления (переключатель регулятора напряжения РНА-60, переключатель 1КУ для дистанционного управления двигателем регулятора скорости дизеля, переключатель ЗК для управления автоматическим выключателем генератора, переключатель измерительных цепей ваттметр, различные автоматические выключатели для включения питания), аппаратура сигнализации генераторного автомата, контрольно-измерительные приборы (амперметр, вольтметры, ваттметр, частотомер, счетчик), аппаратура регулирования напряжения (регулятор РНА) и реостат возбуждения, аппаратура автоматической сигнализации (реле разности частот, промежуточное реле синхронизации и резисторы), аппаратура аварийно-предупредительной сигнализации.

На панели 02 установлены автоматические выключатели отходящих линий, автоматический выключатель генератора с электродвигательным приводом, измерительные трансформаторы тока и трансформатор УТП регулятора РНА-60.

Панель 11 в отличие от панели 02 не имеет автоматических выключателей отходящих линий.

На панели 13 установлены только автоматические выключатели отходящих линий для распределения энергии генератора и счетчики активной энергии.


Принципиальная схема цепей управления устройства КУ-64М

Рис.4. Принципиальная схема цепей управления устройства КУ-64М
1 - питание цепей управления переменного тока; 2 - реле контроля напряжения;
3 - реле переключения питания с шин на генератор; 4 - лампа "Отключено";
5 - двигательный привод автоматического выключателя генератора;
6 - лампа "Включено"; 7 - управление двигателем регулятора скорости дизеля;
8 - промежуточное реле защиты; 9 - трансформатор; 10 - выпрямитель и автомат зашиты;
11 - реле разности частот; 12 - измерительные цепи; 13 - к выводам генератора.


На рис.4 приведена принципиальная схема управления устройства КУ-64М. Для включения генератора в сеть после разворота дизель-генератора ключ управления 1КУ ставят в положение "Больше"; при достижении дизелем номинальной частоты вращения с помощью кнопки К4 подают напряжение от сети генератора на реле разности частот ИРЧ: при частоте вращения генератора, близкой к синхронной, реле ИРЧ срабатывает и включает промежуточное реле синхронизации РПС, которое своими контактами замыкает цепь включения реле РУ (реле РБ включено, так как автоматический выключатель генератора отключен), реле РУ срабатывает и своими контактами РУ2 и РУ3 замыкает цепь включения электродвигателя привода Д автоматического выключателя генератора; автоматический выключатель включается, блок-контакты ПК разрывают цепь реле РУ. С помощью кнопки К4 обесточивают реле ИРЧ, и схема приходит в исходное положение.

Секция переключателя ЗКУ, подающая сигнал на включение автоматического выключателя генератора, и контакты реле 1РКН включены последовательно, что не позволяет переключателем ЗКУ включить автоматический выключатель при наличии напряжения на сборных шинах (контакты 1РKH разомкнуты). Генератор отключают от сети с помощью независимого расцепителя НР автоматического выключателя вручную ключом ЗКУ или аварийно от защиты при срабатывании реле 1P3.

При действии не показанных на рис.4 защит от понижения давления масла, перегрева воды и масла, отсутствия воды и превышения допустимой частоты вращения срабатывает выходное реле 1P3 и автоматический выключатель генератора отключается.