سیستم تحریك و راه انداز ژنراتورهای نوع Ty 10546 در واحدهای گازی نوع V 94-2 

فهرست

عنوان                                                                                                                                                                            صفحه

  ژنراتور                                                                                                                 2

    ماشین سنكرون                                                                                                     4-3

دور نمائی از ژنراتور                                                                                               4

استاتور                                                                                                              4

پوسته                                                                                                                5

سیم پیچ استاتور                                                                                                    6

روتور                                                                                                                7

بدنهء روتور                                                                                                         8

سیم پیچ خفه كننده                                                                                                 9

حلقه های جمع كننده                                                                                            10-9

هوا كشها                                                                                                            10

سیستم خنك كننده                                                                                                10

  مسیر هوا خنك كن در استاتور                                                                                 11-10

مسیر هوا خنك كن در روتور                                                                                   11

  فیلترهای جبران كنندهء هوا                                                                                     12-11

كولرها                                                                                                                12

یاتاقانها                                                                                                               13

فهرست

عنوان                                                                                                                                                                                 صفحه

روغن كاری                                                                                                            13

كنترل نظارت حرارتی توربین                                                                                        13

رینگهای لغزشی و نگهدارنده های زغالی                                                                          13

بهره برداری                                                                                                              14

بهره برداری كلّی                                                                                                        14

سیم پیچ استاتور                                                                                                        14

روتور                                                                                                                     15

هسته استاتور                                                                                                            15

پایداری و تثبیت وضعیت                                                                                            15

اختلاف انبساط سیم پیچ استاتور و هسته آن                                                                     15

لرزشها و ارتعاشات                                                                                                    16

راه اندازی ،بارگیری و تریپ                                                                                         16

ملاحضات                                                                                                                16

پیش راه اندازی                                                                                                          17

اخطار                                                                                                                      17

راه اندازی                                                                                                            18-17

دستور العمل های سنكرون شدن                                                                                     18

بهره برداری به هنگام پارالل                                                                                           19

تغییر در بار راكتیو                                                                                                       19

تریپ یا قطع مدار                                                                                                       19

تریپ نرمال                                                                                                               19

تنظیم اتوماتیك ولتاژ                                                                                                  20

تنظیم دستی ولتاژ                                                                                                        20

بهره برداری در فركانس بالا                                                                                           20

بهره برداری در فركانس كم                                                                                           20

خروج از حالت سنكرون                                                                                              21

قطع میدان تحریك                                                                                                     22

عنوان                                                                                                                                                                                 صفحه

تریپ همزمان                                                                                                            22

تریپ ژنراتور                                                                                                   22

تریپ كلید اصلی ژنراتور                                                                                               22

تریپ ترتیبی                                                                                                              22

تریپ دستی                                                                                                               23

برگشت اصلی وتریپ                                                                                                   23

برگشت دستی                                                                                                           23

حفاظت های ژنراتور                                                                                               24-23

پلاك مشخصات ژنراتور                                                                                          25-24

تصویر ژنراتور                                                                                                           26

بخش دوّم                                                                                                                 27

مقدمه سیستم تحریك                                                                                              29-28

تحلیل سیستم تحریك                                                                                             31-30

پل تریستوری                                                                                                            31

ولتاژ ،جریان نامی                                                                                                        32

مقادیر نامی سیستم تحریك                                                                                            33

مقادیر نامی ترانس تحریك                                                                                             34

فیوز ها                                                                                                                    34

اسنابر                                                                                                                     35

كروبار                                                                                                                    35

مقاومت تخلیه                                                                                                          36

حفاظت های كانورتر                                                                                                   36

فیوز                                                                                                                        36

حفاظت ماكزیمم جریان لحظه ای                                                                                    36

حفاظت اضافه جریان تأخیری                                                                                         37

حفاظت جریان نامتعادل                                                                                               38

قسمت كنترلی                                                                                                       40-39

كارت های سیستم                                                                                                  42-40

عنوان                                                                                                                                                                                  صفحه

دیاگرام تنظیم                                                                                                            42

فاز شیفتر و طراحی آن                                                                                                43

آتش گیت تریستور ها                                                                                             46-44

تست تریستور وزوایای آتش آن                                                                                 47-46

ساختار نرم افزا ر                                                                                                   48-47

توابع رگولاتور                                                                                                     49-48

كنترل ریداندانت                                                                                                      49

پایانهء عیب یابی                                                                                                   50-49

نرم افزار پی سی ترم                                                                                                   51

فشرده ای از سیستم تحریك با شبكه                                                                          63-52

تصاویر سیستم تحریك                                                                                           65-63

بخش سوّم                                                                                                          66

سیستم راه انداز                                                                                                          67

سیستم راه انداز نیروگا ه                                                                                           69-68

معایب و مزایا                                                                                                            69

مشخّصات سیستم                                                                                                       69

بررسی قسمت های مختلف سیستم                                                                            74-70

شرح عملكرد كارت ها                                                                                           81 -75

مشخصات ترانس سیستم راه انداز                                                                                    82

نحوهء عملكرد وحلقهء اصلی كنترل در سیستم راه انداز                                                     86-83

حفاظت های داخلی پانل                                                                                               87

حفاظت های خارجی پانل                                                                                             87

خطای باس                                                                                                              89

تصاویر                                                                                                              94-90

منابع ومراجع                                                                                                           95

                بخش اوّل

        ژنراتور

  ماشین سنكرون

ماشین سنكرون سه فاز، ماشینی دوار است متشكل از  یك استاتور سه فاز كه سیم پیچ شده است و در شكافهای هسته با فواصل یكنواخت چیده شده كه مدار آرمیچری نامیده میشود.یك روتور با میدانی سیم پیچ كه در شكافهای هسته توزیع شده و دریك مدار تك فاز قرار گرفته تحریك نامیده میشود.استاتور و روتور بوسیله فضای هوا (فرمینگ هو) از هم جدا میشوند كه شكاف هوا نامیده میشود. اصل كار براساس پدیده اسنتاج الكترومغناطیسی می باشد. جریان مستقیم كه در میدان تحریك درجریان است، میدانی مغناطیسی ساكنی را تولید میكند. وقتی كه میدان تحریك می چرخد، حوزه مغناطیسی برای استاتور بعنوان یك حوزه مغناطیسی دوار ظاهر میشود كه در سطح تغییر میكند. با بیرون آمدن از قطبهای روتور، جریان (فلو) مغناطیسی، درون دندانه های استاتور جریان می یابد و مدار مغناطیسی بر روی یوغ استاتور بسته میشود.

كنداكتورهای استاتور، روی شیارهای استاتور قرار گرفته اند در عمقی كه یك میدان مغناطیسی متغیر درآن وجود دارد كه ولتاژ القاء شده طبق قانون لنز بدست می آید.فرمول(1-1)

درحالیكه   φ فلوی عبوری را نشان می دهد.برای مصارف صنعتی ، تا جایی كه ممكن است ولتاژ باید سینوسی شكل باشد.براین اساس، كارهای ذیل انجام میگیرد 1-توزیع سیم پیچ در شیارهای بیشتری در قطب هر فاز2-.اتصال قسمت اكتیو هر كویل3- در مسیری كوتاهتر از هر قطب.

تعداد قطبهای یك ماشین سنكرون، براساس سرعت مكانیكی و فركانس الكتریكی در ماشینی كه آماده بهره

برداری است تعیین میگردد. سرعت سنكرونی یك ماشین سنكرون، همان سرعت در ماشینهایی میباشد كه بطور نرمال تحت شرایط یكنواخت و بالانس كار میكنند و با این فرمول داده میشود :فرمول (1-2)

در اینجا :

n = سرعت دور موتور در دقیقه

f = فركانس الكتریكی در هرتز

p = تعداد قطبها

بنابراین ماشینهای سنكرون توسط سرعت دواری (ریتینینگ) مشخص میگردند كه وابسته به فركانس شبكه ای است، آنها به هم متصل می باشند و عملا“ ثابت هستند، و سرعت سینكرونیزم نامیده میشوند

. دور نمائی از ژنراتور

ژنراتور كه براساس قرارداد طراحی شده ، ماشینی است دارای سیستم خنك كننده هوا، با یك جفت قطب با روتور سیلندری ، كه تهویه آن بصورت مدار بسته توسط مبدلهای حرارتی هوا به آب انجام میگیرد كه در قسمت پائین پوسته استاتور جای گرفته است. (شكل 1 را ببینید). یك فرورفتگی كوچك به عمق تقریبی هزار میلیمتر مسیر هوای خنك را كامل مینماید. ژنراتور توسط روتور به توربین گازی V94.2 متصل شده است.

استاتور:اجزای اصلی استاتور عبارتند از :

1)پوسته

2)ورقه های هسته شامل سیم پیچ

اتصال قسمتهای انعطاف پذیر هسته استاتوردر پوسته

پوسته:پوسته كه از فولاد ساخته شده ، شیار افقی است كه در بالا و ته به دو نیمه مساوی تقسیم شده است. ورقه های هسته، اولین باندول ایجاد شده است كه در نیمه پائینی پوسته گذاشته میشود و سپس

نیمه بالایی با پیچ روی آن محكم میگردد. هر دو قسمت ، نیروها را به فونداسیون انتقال میدهند و جریان هوای خنك را هدایت میكنند. برای این منظور آخر، سرپوشهایی در انتهای آنها بكار میرود. سرپوش بیرونی ، مدار جریان خنك ژنراتور را از اطراف جدا می سازد، و سرپوش داخلی، محفظه ها را قبل و بعد از فن مجزا میكند (یعنی قبل از مكش و بعد از فشار)

ورقه های هسته شامل تعداد نسبتا“ زیادی بسته های ورقه شده نازكی است كه بوسیله مسیرهای تهویه شعاعی هوا، جدا شده اند و عرض این كانالهای عبور هوا بوسیله فاصله گذار یك قسمتی و نقاط جوشكاری شده به یك قسمت محافظ، معین میگردند. هر ورقه هسته، شامل تلفات كم و غیرجهت دار

 می باشد كه اجزای آن از الكتروپلیت هایی كه پوشش سیلیكون ساخته شده . اجزای آنها از رولهای ورقه فولادی هستند كه مارك دار و مشخص هستند. آنها دندانه دار هستند و طرفین این ورقه ها با عایق وارینش پوشش داده شده اند كه عایق وارینش با مقاومت دمای خاصی، از رزین مصنوعی با مواد معدنی ساخته شده است. در نتیجه ، مقاومت مابقی بالایی بین اجزاءنسبت به فرسودگی، بوجود می آید. هسته خودنگهدار، خارج از پوسته قرار دارد، زیگمنتها از یك سو لایه به لایه دیگر ، نیمه نیمه روی هم افتاده اند. اتصال كویلها در پشت هسته به دو منظور بكار رفته : آنها محل دقیق هر ورقه را و اتصال محكـــم به صفحه های پرس شده ای كه به انتهای هر دو چسبیده شده اند را فراهم می آورد. این صفحه ها كه از آلیاژ آلومینیوم آبكاری و سرد شده ساخته شده اند، با وجود آوردن یك پوشش خوب بین ورقه های انتهایی و انتهای

میدان پراكندگی، باعث كم شدن تلفات می شوند. (تلفات را در سطح كمی نگه می دارند). این صفحه های پرسی ، ندرتا“ شكلی به صورت بشقاب دارند و به شكل موثری مانند واشرهای بزرگ عمل میكنند. پرس

انگشتی هایی كه بین صفحه پرس و انتهای صفحــــه جای داده شده اند، فشار اعمال شده را بوسیله صفحه پرس به هسته و خصوصا“ به دندانه های صفحه انتقال می دهند.

 اتصال قسمتهای انعطاف پذیر ورقه های هسته:ورقه های هسته در پوسته بصورت فنری مونتاژ شده اند. در چنین حالتی ، بیشتر از لرزشهای هسته به فونداسیون فرستاده نمی شود. بنابراین با بكارگیری دو نقطه آویزان (معلق) هدایت و مستهلك میشود.

سیم پیچ استاتور

سیم پیچ استاتور، متشكل است از سه فاز، دو قطب، نوع رویهم و گام كوتاه.كویلها متشكل هستند از تعدادی استرند (كنداكتور) مسی توپر (جامد). هریك از این استرندها یا پیچكها توسط دو لایه داكرون اپوكسی و فیبرهای شیشه ای عایق بندی شده اند. یك دسته از استرندها (كه كویل را تشكیل میدهد)، بر طبق روش روبل (ترانسپوزه) برای كاهش تلفات جریان چرخشی ، بهم پیچانده شده اند. عایق اصلی سیم پیچ استاتور تشكیل شده از نوار كاغذ میكا كه روی آن از یك لایه فیبر شیشه كه از قبل با رزین اپوكسی خورانده شده، تشكیل شده است. این نوار، بدور یكدسته از استرندها (كویل) پیچانده شده تا عایقی یكدست و یكنواخت را در طول شیارها و سوراخهای انتهای آنها ، ارائه دهد. حبابهای حبس شده هوا كه در خلال نواربندی وارد كویلها شده اند توسط جریان گردشی وكیوم بیرون كشیده میشوند، و بعد با فشار و گرما برای پولیمرایز كردن رزین ها روبرو میشوند. در آخر ، سطح با نوار هادی كامل میشود كه دارای ویژگیهای متفاوتی است در قیمت شیار و در پیشانی كویل، تا حفاظت كرونا مناس و درجه بندی بدست آید.

همچنین عایق بكار رفته شده دراین سیستم كلاس اف( f) می باشد و تحت شرایط بهره برداری ، عایق از خواص پایداری طولانی مدت الكتریكی و مكانیكی قابل توجهی برخورد است. بدنبال جاسازی آنها درون شیارهای استاتور، كویلها بوسیله پكیرهای موجی سمت هادی ، مسدود میشوند، بین ته و بالای كویلها ،

جداكننده ای جاسازی شده  كه در جایگاهی مطمئن ، سنسور  جهت سنس نمودن درجه حرارت قرار گرفته است. با درمیان قرار دادن نوارهای فنری موج دار شعاعی، گوه ها ، كویلها را درون شیارها می بندند. این مواردآخریك نوار موج دار فنری تشكیل میدهد كه باعث محكم نگهداشتن كویلها در شیارها میشود. سپس كویلها بوسیله جوشكاری خاصی ( كه بریزینگ نامیده میشود) به یكدیگر متصل میشوند و با درپوشهایی كه با خمیر عایق پرشده اند، عایق بندی میشوند. اتصال بین گروههای كویل توسط كویلهای

مسی عایق شده با همان سیستم عایق كردن یك كویل ، صورت میگیرد. ترمینالها از كویلهای مسی مربع شكلی (چهارگوش) هستند، با سوراخهایی برای بستن كابل (یا فلكسیبل) . سیستم عایق بندی كردن، خاصیت دای الكتریك قابل توجهی و حرارت خوبی به سیم پیچ میدهد. دارا بودن این مشخصات ، عمر زیادی را برای سیم پیچ گارانتی میكند. كلیه متریالهای استفاده شده در استاتور، از عایق كلاس F می باشند كه دارای خاصیت شعله نگیر و خود خاموش كن هستند.

 روتور

اجزای اصلی روتور عبارتند از :

1-بدنه روتور

2- سیم پیچ روتور

3-سیم پیچ خفه كننده (تضعیف كننده)        

4-حلقه های جمع كننده (ریتینینگ رینگ)

5- هواكش ها (فن ها)

بدنه روتور:

 از یك فولاد یكپارچه با آلیاژ مرغوب درست شده است و با چكهای لازم و زیادی كه در هنگام ساخت توسط شركت آنسالدو(طراح و سازنده نیروگاه) انجام میگیرد، خواص مغناطیسی ، شیمیائی و مكانیكی این قسمت مهم ماشین (بدنه) معین میگردد. اتصال با توربین، انجام شده است بوسیله ، یك آلیاژ یكپارچه كه

در انتهای شافت قرار گرفته. جهت جاسازی سیم پیچ در بدنه روتور، شیارهای مربع شكلی داخل بدنه روتور برای سیم پیچها مهیا شده است. انتهای شافت یك منفذ محوری هم مركز دارد كه تا بدنه روتور امتداد می یابد و با دو سوراخ جهت اتصال جریان تحریك همراه است.

سیم پیچ روتور: دارای یك مسیر مستقیم خنك كننده است. كه شامل كنداكتورهای توخالی و چهارگوشی است كه از آلیاژ مس با 1/0 درصد نقره برای افزایش توان حرارتی ساخته شده اند. بالا رفتن حرارت هنگام بهره برداری ، باعث انبساط سیم پیچ روتور، بطور متقارن از وسط به طرف انتها به سمت بیرون میشود. كولینگ محوری، در افزایش درجه حرارت در مسیرهای شعاعی درون یك كویل، تفاوتهای اندكی را متضمن میشود به همین دلیل هیچ حركتی از كنداكتور تحت شرایط ثابت و پایدار یا ناپایدار و گذرا اتفاق نمی افتد.

ساختار كل بدنه (مس + عایق) طوری طراحی شده كه تمامی شیارها بعنوان یك واحد ، پرشده و گسترش پیدا میكنند و درمقابل گوه ، می لغزند كه این لغزش با ضریب اصطكاكی پائینی صورت می پذیرد. این عمل به لرزش تحت شرایط بارگیری و بدون بار منتهی میشود.

یك لایه به شكل u كه از ورق پلی آمید درست شده است درشیار بعنوان عایق بكار میرود، عایق سیم پیچ در انتهای سیم پیچ ، از همان متریال ساخته شده است.در شیار از پارچه فایبر گلاسی كه با رزین اپوكسی دار اشباع شده ، استفاده میشود. در انتهای فاصله گذار سیم پیچ ، تكه هایی از پارچه فایبر گلاس كه با رزین

اپوكسی اشباع شده ، استفاده میشود تا كویلها را دقیقا“ با توجه به هریك در جای خود قرار دهد و مسیر هوای خنك را مشخص كند.