рис.1. Внешний вид
штатного ЩКА
Предлагаемый комплект оборудования предназначен для проведения модернизации существующих щёточно-контактных аппаратов (ЩКА) турбогенераторов серии ТВ, ТВС, ТГВ мощностью от 20 до 60 МВт с конфигурацией ротора, где установлены самовентилируемые контактные кольца диаметром 433 миллиметров и шириной до 98 мм (ширина рабочей зоны 70 мм).
На рисунке 1 показан вариант штатного ЩКА ТГ ТВС-30. Все габаритные и присоединительные размеры, а так-же варианты подключения токоведущих кабелей согласовывается на стадии обсуждения технического задания.
рис.2. Внешний вид
ЩКА "Колибри"
Особенностью модернизированной модели ЩКА являются:
- Закрытая конструкция, позволяющая снизить уровень шума ЩКА
- Система подготовки воздуха с фильтрующими картриджами
- Защита ЩКА от паров масла
- Защита от попадания посторонних предметов в ЩКА
- Безопасное обслуживание за счёт применения съёмных ЩД с мульти контактным механизмом передачи тока
- ЩД выполнены из латуни с допусками окна по ГОСТ 12232-89
- Нажимные механизмы с пружиной постоянного нажатия
- Удобство в обслуживании (наличие подсветки внутри ЩКА)
- Удобство монтажа
- Удобная регулировка (юстировка) ЩКА при первой установке
- Возможность быстрой адаптации уплотнений ЩКА по валу ротора в случае нестандартных размеров
Система управления и мониторинга
Наличие контроля температуры на входе и выходе системы охлаждения, а также контроль по Δt
Контроль температуры воздуха вблизи поверхности контактных колец
Датчик фиксации искрения щеток
Измерение протекающего тока через щетки (опционально)
Линия сигнализации «сухой контакт»
Удалённый модуль индикации (опционально)
Возможность подключения к АСУ ТП станции (опционально)
Встроенная система диагностики
Журнал событий и состояния ЩКА (5000 записей)
конструкция
Конструкция ЩКА по проекту «Колибри» (рис.2) является закрытого типа с автоматическими (моторизированными) дверьми с применением съемных щеткодержателей (ЩД) в рабочей зоне. Кроме того, интегрированная система подготовки воздуха и система контроля V3-BGMS повышают технико-экономические показатели оборудования за счёт обеспечения оптимальных условий работы скользящего контакта.
По результатам эксплуатации отмечено минимальное механическое воздействие на контактные кольца со стороны щёток, отсутствует необходимость в проведение межремонтных мероприятий, связанных с механической обработкой КК, что в конечном результате в разы повышает их срок службы.
Также отмечен малый расход электрощёток (в среднем не более 5мм за 1000 часов).
рабочая зона
Рабочая зона ЩКА включает в себя съёмные сдвоенные ЩД с пружинами постоянного нажатия.
Данные ЩД изготовлены из сплава меди, соответствуют ГОСТ 12232-89 и обеспечивают безопасное обслуживание ЩКА (замену и контроль щёток). Применение пружины постоянного нажатия позволяет существенно снизить затраты на обслуживание ЩКА.
Технические характеристики:
- Диаметр контактных колец - 433 [мм]
- Номинальная частота вращения - 3000 [об/мин]
- Номинальный ток ротора - 850 [Ампер]
- номинальное напряжение ротора - 300 [Вольт]
- Максимальный ток (ток форсировки) - 1700 [Ампер]
- Время форсировки, не более - 40 [сек]
- Материал щеток - LFC554
- Усилие нажатие на щётку - 140 [г/см2]
- Напряжение питания системы управления - 380 [Вольт, 3ф]
- Мощность системы управления, не более - 3 [кВт]
- Вес комплекта оборудования - 650 [кг]
Система подготовки воздуха
Система подготовки воздуха включает в себя вентилятор, блок фильтров и автоматическую заслонку. Данная система формирует необходимый поток охлаждающего воздуха и обеспечивает очистку нагнетающего воздуха от механических примесей.
Кроме того, конструкция всего ЩКА выполнена таким образом, чтобы в рабочей зоне присутствовало небольшое избыточное давление, что защищает от возможного попадания паров масла как со стороны генератора, так и со стороны возбудителя.
Автоматическая воздушная заслонка с пропорциональным управлением и обратной связью положения позволяет формировать оптимальный воздушный поток и, при необходимости, отключать фильтрацию, при достижении критического уровня забивания фильтров.
Интегрированная система V3-BGMS
Интегрированная система V3-BGMS выполняет непрерывный контроль за работой оборудования на базе показаний собственных датчиков температуры, которые фиксируют не только температуру на входе и выходе системы охлаждения ЩКА, но и температуру воздуха у поверхности КК. При достижении предупредительных или аварийных уровней запускаются алгоритмы по обеспечению предотвращения аварии и активируются сигнальные линии вызова персонала на оборудование.
С целью повышения надёжности ЩКА и предотвращения нештатных ситуаций в систему мониторинга и контроля V3-BGMS встроены два механизма: алгоритм периодического самоконтроля и независимый алгоритм отработки аварийной ситуации.
Первый механизм позволяет достаточно оперативно обнаружить зарождение неисправности в части нестабильной работы компонента(ов) системы. Суть заключается в том, что при выявлении «плавающего» дефекта в списке сообщений системы будет отображаться соответствующее предупреждение. При этом не будет формироваться сигнал «неисправность» если оборудование смогло продолжить работу без ограничения функциональных возможностей. Такой механизм позволяет обслуживающему персоналу заранее принять меры во избежание более серьёзных нарушений в работе системы.
Второй механизм связан с предотвращением более серьёзных последствий нарушения работы системы V3-BGMS и переводом работы ЩКА в режим работы штатного ЩКА (открытое состояние). Данный механизм реализуется наличием собственных алгоритмов аварийного срабатывания исполнительных устройств. Автоматические двери и воздушная заслонка при отсутствии внешнего управления переходят в открытые состояния самостоятельно. Более того, исполнительное устройство будет повторять данную попытку периодически, пока не будет достигнуто открытое положение.
Система подготовки воздуха и формирования охлаждающего потока, как и система контроля V3-BGMS запитаны от внешней 3х фазной сети 380 Вольт. Для обеспечения отработки всех необходимых аварийных алгоритмов и предотвращения аварий на ЩКА в систему V3-BGMS встроен источник бесперебойного питания (ИБП), который обеспечивает не менее 15 минут автономной работы системы при полном функционировании всех исполнительных устройств и датчиков (кроме вентилятора). Надёжность работы ИБП проверяется ежедневно автоматически, а при выявлении снижения уровня емкости аккумуляторной батареи будет сформировано соответствующее сообщение о проведении сервисных работ.
Система сигнализации
Система сигнализации работы ЩКА имеет 8 уровней (комбинаций 3х цветной лампы). 2 уровня – нормальная работа (зелёный) и рекомендуется сервис (зелёный мигающий) системы относятся к нормальной работе оборудования и соответствуют зелёному цвету удалённой лампе предупреждения. При выявлении превышения предупредительных или аварийных уровней, а также выявления разного рода дефектов в работе оборудования системы, то будет отображаться жёлтый или красный цвет сигнальной лампы (или мигание указанных цветов). Т.к. удалённая лампа имеет только 2 цвета, то жёлтый или красный цвет штатной сигнальной лампы на ЩКА соответствует красному цвету удалённой лампы и сигнализирует, что необходимо подойти к оборудованию.
Настройка системы сигнализации и оповещения выполняется обслуживающим персоналом с помощью меню программы верхнего уровня. Все данные представляются на экран размером 7 дюймов, который встроен в каждую из автоматических дверей.
журнал событий
Во время работы оборудования ведётся журнал событий.
Каждое событие – это запись текущего состояния оборудования и показаний датчиков. Фиксация может происходить как по времени, как по событию (появлению или отключению сообщения системы оповещения), либо по времени и событию. Для оперативного просмотра и анализа доступны последние 500 записей журнала.
Более подробная информация представлена в техническом предложении НКНТ.352112.011 ТП