Комплект автоматический генераторный КАГ-24 и токопровод ТКЭНП-24

Введение
Генераторный выключатель КАГ-24 совместно с другим электрическим оборудованием (генераторами, транс-форматорами, токопроводами, сборными шинами, ком-мутационным оборудованием, линиями электропередач и пр.) входит в схему выдачи мощности или главную схему электрических соединений АЭС, под которой подразумевается схема электрических и трансфор-маторных соединений между основными её эле-ментами.
Все они связаны общим производственным процессом – генерированием, передачей, преобразованием, распределением и выдачей электроэнергии в энергосистему.

Важность комплектного устройства КАГ-24 - наряду с другим основным оборудованием блока, оно образует единственную цепь выдачи электроэнергии «своего» турбогенератора в энергосистему, то есть не имеет резерва, и выход его из строя, безусловно, приведёт к останову блока.
То же самое можно утверждать по отношению к системе экранированных токопроводов генераторного напря-жения, объединяющих главное электрическое обору-дование блока в единую трехфазную схему, а также по отношению и к общей системе воздушного охлаждения токопроводов 24 кВ и КАГ-24.

Устройство комплектное КАГ-24-30/30000 предназначе-но для выполнения коммутационных операций в це-пи главных выводов турбогенераторов с номиналь-ным напряжением 24 кВ при нормальном токовом режиме (Iраб ≤ 30 кА), а также для создания необ-ходимого изоляционного промежутка в отключенном положении и заземления отсоединенного участка цепи.
Агрегат КАГ-24 служит для:
выполнения синхронизации генератора с сетью и отключения генератора от сети в плановом порядке,
отключения генератора от сети действием техно-логических защит при неисправностях технологи-ческих систем турбины и реактора,
создания видимого разрыва в цепи 24 кВ при работах на генераторе.

Комплектное устройство КАГ-24

КАГ-24 представляет собой
коммутационно-измерительный комплекс
с пополюсным управлением
и состоит из трех самостоятельных полюсов, которые съемными кожухами соединяются с экранами токопровода генератора и блочного трансформатора, и одного распределительного шкафа типа ШРПФ-3М.
Распределительный шкаф связывает между собой пневматически и по цепям вторичной коммутации полюсы устройства КАГ, а также соединяет резервуары полюсов с магистралью сжатого воздуха.

Общий вид КАГ-24
Разъединитель
Среднее коммутирующее устройство
Выключатель
Заземлитель
Резервуар выключателя
Глушитель
Опорный изолятор
Шкаф управления выключателем
Шкаф управления разъединителем

Полюс устройства КАГ-24 состоит из:
резервуара полюса, служащего сосудом для сжатого воздуха, со стойками;
основания с закрепленными на нем шкафами управ-ления разъединителем и выключателем нагрузки;
коммутирующего устройства разъединителя,
коммутирующего устройства выключателя нагрузки;
среднего коммутирующего устройства, общего для разъединителя и выключателя нагрузки;
заземлителя, установленного на среднем коммути-рующем устройстве;
дутьевого клапана;
глушителя;
съемного кожуха, состоящего из двух частей;
разъемных кожухов токопровода.

Комплектное устройство КАГ-24 –30/30000У3 со снятым защитным кожухом (отключенное положение)
Контакты разъединителя
(отключенное положение)
Контакты выключателя
(отключенное положение)

Выключатель нагрузки КАГ-24 (включенное состояние главного токоведущего контура)

Назначение, состав и расположение оборудования и аппаратуры системы токопроводов генератора
Токопроводы экранированные пофазно комплектные с непрерывными экранами типа ТЭКНП-24 пред-назначены для электрического соединения генера-торов с главными трансформаторами и с транс-форматорами собственных нужд электростанций.
К системе токопроводов 24 кВ каждого энергоблока относятся участки закрытых силовых экранирован-ных электрических цепей с номинальным уровнем напряжения 24 кВ, объединяющих собой трехфазную схему вывода следующего основного электрического оборудования блока.

линейные вывода генератора (ТВВ-1000-4УЗ);
выводы обмоток ВН выпрямительного трансформато-ра или трансформатора возбуждения (ОСЗП-133/24);
выводы главных токоведущих цепей выключателя и разъединителя комплектного агрегата генератора (КАГ-24-30/30000 У3);
выводы обмоток ВН двух трансформатора собствен-ных нужд ТСН-1 и ТСН-2 (ТРДНС-63 000/35);
выводы обмоток НН блочного трансформатора (ОРЦ-417 000/750).
В систем токопроводов генератора входят:

Схема электрических соединений токопроводов 24 кВ

Схема электрических соединений токопроводов 24 кВ
КАГ-24
к КАГ-24

Схема электрических соединений токопроводов 24 кВ

Схема электрических соединений токопроводов 24 кВ

Исходя из состава оборудования, подключенного к системе токопроводов 24 кВ энергоблоков, место-положение последних таково:
ТО ряд А÷Б оси 9÷10 отметка +11,5 м (от генератора в сторону блочного трансформатора);
ТО ряд А÷Б отметка 12,0÷8,0 м (помещения КАГ-24 и примыкающие к ним);
световой двор у стены машзала блока (на специаль-ных строительных конструкциях).
Токопроводы начинаются от линейных выводов СГ, с обеих сторон подключаются к КАГ-24, имеют ответвления к трансформатору возбуждения и двум трансформаторам СН, и заканчиваются у выводов блочного трансформатора.

Технические характеристики и принцип работы оборудования и аппаратуры системы токопроводов и выключателя КАГ-24
номинальное напряжение – 24 кВ;
номинальный ток – 30000 А;
стойкость:
электродинамическая – 560 кА; термическая – 220 кА.
Способ охлаждения – воздушный, принудительный.

Поперечный
разрез
токопровода
1 – станина;
2 – опорный изолятор
ОФР-24/750;
3 – токоведущая шина;
4 – оболочка;
5 – крышка люка

1 – экран; 2 – токоведущая шина; 3 – опорный узел
Секция токопровода

Контактные болтовые соединения в узлах подключения к выводам генераторов, трансформаторов, выключателей, разъединителей и разрядников доступны для осмотра и ревизии. Присоединение токоведущих шин к выводам генераторов и трансформаторов исключает передачу на фарфоровые изоляторы выводов вибраций и механических усилий за счет наличия гибких медных компенсаторов

Шины 24 кВ (расшинованное положение)
Вентиляционные решетки

Основные технические характеристики комплектного устройства КАГ-24

Главный токоведущий контур одной фазы устройства КАГ-24 состоит из:
- коммутирующего устройства разъ-единителя Г-0 ;
- коммутирующего устройства Г вык-лючателя нагрузки в последова-тельной цепи.
Дугогасительный контур выключате-ля включен параллельно контактам его главного токоведущего контура. Он состоит из:
последовательно соединенного контакта отделителя О ;
контакта главной дугогаситель-ной камеры Кг, зашунтирован-ной резистором R и контактом вспомогательной камеры Кв.

Включение устройства КАГ-24
Включение устройства КАГ происходит в следующей последова-тельности:
- при подаче командного импульса на включение от ключа управле- ния SA2 на панели БЩУ включается разъединитель Г1-0 (2-6) ;
- при подаче командного импульса на включение от ключа SA1 на панели НУ32 БЩУ включается выключатель нагрузки Г-1 (2-6), при этом сначала замыкается контакт отделителя О, а затем кон-такт главного токоведущего) контура выключателя.
Отключение устройства КАГ-24
При работе генератора в сети основная часть тока протекает через главный токоведущий контур КАГ-24.
Отключение выключателя нагрузки КАГ-24 при подаче импульса на отключение от ключа управления SA1 или от технологических защит происходит поэтапно в следующей последовательности:

Включенное состояние
КАГ-24

Главный
токоведущий контур
Выключателя отключен
Размыкается контакт Г-5 главного токоведущего кон-тура выключателя нагрузки, при этом основная часть тока нагрузки переходит в контур главной дугогаситель-ной камеры;

Размыкается главный
контакт дугогасительной
камеры
Контакт главной дугогаситель-ной камеры Кг размыкается, при этом весь ток переходит в цепь шунтирующего резистора и вспомогательной дугогаси-тельной камеры (при благопри-ятных условиях ток, протекаю-щий через главный дугогаси-тельный контур, гасится пото-ком воздуха уже при размыка-нии контактов Кг

Ток проходит через
вспомогательную
дугогасительную
камеру

Размыкается контакт
вспомогательной
дугогасительной
камеры
Размыкается контакт вспомога-тельной дугогасительной камеры Кв и цепь обесточивается (при отключении токов короткого замы-кания гашение дуги происходит под действием потока воздуха только на контактах вспомога-тельной дугогасительной камеры Кв);

Полное отключение КАГ-24
Обесточенную цепь размыкает контакт отделителя О, который создает окончательный разрыв цепи выключателя нагрузки;
После отключения отделителя прекращается подача воздуха на дугогасительные контакты Кг и Кв и они под действием своих пру-жин включаются;
Окончательное отключение уст-ройства при подаче отключаю-щего импульса от ключа SA2 на панели HY32 БЩУ осуществля-ется контактами разъединителя Г-5-0, который создает видимый разрыв главного токоведущего контура.

Взаимосвязь системы токопроводов генератора и выключателя КАГ-24 с другими системами энергоблока
Токопроводы 24 кВ энергоблоков являются элементами схемы выдачи мощности или главной схемы электрических соединений АЭС и электрические параметры ТЭКНП-24 как электроустановки полностью зависят от режима работы турбогенератора ТВВ-1000 или энергоблока, как генерирующего элемента энергосистемы.
Забор воздуха для охлаждения токопроводов осуществ-ляется в МЗ по месту расположения вентиляционной установки QD.
Охлаждающая вода для воздухоохладителей системы охлаждения токопроводов 24 кВ подается из системы VC водоснабжения блока.

Система воздухоснабжения КАГ-24
Сжатый воздух давлением 20 кгс/см2 подается от ресивера емкостью 5 м3, установленного на пристанционном узле.
В ресивере автоматически поддерживается давление 20 кгс/см2 при помощи перепуск-ного клапана, установленного на трубопро-воде подачи сжатого воздуха.
Этот ресивер, в свою очередь, питается от компрессорной установки, установленной в здании дизель генератора.

Схема снабжения КАГ-24 сжатым воздухом

Фото перепускного клапана давления 50/20 кгс/см2 (SK40S03)

ПЦ-5 Объяснить назначение, состав, устройство и схему системы охлаждения ТКЭНП-24 и КАГ-24
Система охлаждения КАГ-24 рассматривается в комплексе с охлаждением закрытых токопроводов ТЭКНП-24 энергоблоков 1÷6 и служит для отвода тепла от шин токопроводов и выключателя КАГ-24, образующегося при прохождении тока от генератора к блочным трансформаторам. Устройство КАГ-24 включено в контур принудительного воздушного охлаждения закрытых токопроводов 24 кВ, осуществляемого по замкнутому циклу от вентиляционной установки.

Функциональная схема системы охлаждения
КАГ-24
и
закрытых токопроводов ТЭКНП-24

Схема распределения воздушных потоков системы охлаждения токопроводов ТЭКНП-24 и устройства КАГ-24
Система охлаждения КАГ-24 служит для отвода тепла от шин токопроводов и токоведущих частей устройства КАГ-24, образующегося при прохождении тока от генератора к блочному трансформатору и ТСН.

Вентилятор обдува токопроводов 24кВ QD

Воздухоохладитель QD

Режимы эксплуатации системы токопроводов генератора и выключателя КАГ-24
При работе генератора необходимо контролировать тем-пературу экранов токопровода.
Согласно требований заводской инструкции по эксплуата-ции КАГ-24 (ИБДП. 674513.002 ТО), температура экранов токопровода, присоединяемого к комплектному устройству КАГ-24, должна быть не более 60 °С.
Измерение температуры экранов производить инфракрас-ным термометром либо методом тепловизионного конт-роля в точках, указанных в инструкции по эксплуатации токопроводов типа ТЭКН -24 (ЭТ.638.ИЭ).
Разрешается эксплуатация токопроводов и КАГ-24 с ло-кальными поверхностными нагревами фланцевых сое-динений до 120 °С согласно ГОСТ 8024-90.
При нарушении работы вентиляционной установки (от-ключение) и невозможности их быстрого устранения токовая нагрузка генератора должна быть снижена до 16 000 А.

Защиты, автоматика и блокировки КАГ-24
Электрические защиты
Электрические защиты блока на отключение выключателя нагрузки КАГ-24 не действуют.
Технологические защиты
При работе технологических защит турбины через 2 минуты после посадки стопорных клапанов отключается выключатель КАГ-24 контактом реле схемы защиты блока. При работе технологических защит турбины со срывом вакуума отклю-чение выключателя КАГ происходит без выдержки времени
Автоматика
К автоматике электрической схемы управления выключателем нагрузки КАГ-24 относятся:
защита от неполнофазного режима;
УРОВ;
защита электромагнитов управления.

Блокировки
Электрическая схема управления выключате-лем нагрузки КАГ-24 имеет следующие блоки-ровки:
запрет операции «Вкл.» или «Откл.» выключателя КАГ-24 при снижении давления воздуха в резервуарах менее 19 кгс/ см2;
запрет операции «Откл.» выключателя на 3 с после опера-ции «Вкл.»;
запрет операции «Откл.» выключателя при токе в цепи ста-тора генератора более 30 кА;
запрет включения выключателя при включенном заземли-теле ЗНГ-1 (2÷6) Ов;
блокировка многократных включений/отключений выключателя нагрузки КАГ-24.