Erregung - Thyricon

Erregung - Thyricon

Die Thyricon-Erreger-Familie basiert auf Voiths umfassender Erfahrung und Wissen als einer der großen Generatorenhersteller in der Wasserkraftbranche. Unsere Erregerproduktreihe bietet eine erstklassige Technologie zur Versorgung der Erregerwicklung des Wasserkraftgenerators und damit zur intelligenten und zuverlässigen Steuerung der Generatorspannung und der Blindleistung.

Thyricon ist ein sehr flexibles und anpassungsfähiges Produkt, das sich leicht in jede Anlagenkonfiguration implementieren lässt. Innerhalb des gesamten Anwendungsbereichs bis zu 4 000 Ampere Nennstrom, bei 50 oder 60 Hz, erfüllt es alle Schutz- und Regelanforderungen.

Vorteile und Eigenschaften
Thyricon bietet viele Vorteile für alle Arten von Projekten im Wasserkraftbereich. Dies gilt für neue Anlagen, Modernisierungen und Erneuerungen. Es werden ständig wasserkraftspezifische Funktionen weiter entwickelt und optimiert, wie z.B. Schwarzstart, Inselbetrieb, Back-to-Back und SFC-Betrieb im Pumpspeicherkraftwerk.

Thyricon bietet eine Vielzahl von Konfigurationen, einschließlich redundanter Spannungsregler und vollständig oder n+1-redundanter Thyristorbrücken. Die umfassende Reglersoftware hat Besonderheiten wie Trendfunktionen und Spezialmodule zur Unterstützung des Wartungs- und Inbetriebsetzungsteams.

  • Zuverlässige Technologie und Engineering
  • Weiter Bereich von Erregungsströmen
  • Erfüllt die Anforderungen an schnelle Netzreaktion und Stabilitätskriterien
  • Einfache Integration in bestehende Kraftwerke und Prozessleitsysteme

Produkte

Digitaler Spannungsregler

Hauptaufgabe des digitalen Spannungsreglers ist es, die Spannung an den Generatorklemmen konstant zu halten. Der digitale Spannungsregler wird auch eingesetzt, um den Generator innerhalb seiner Betriebsgrenzen zu halten, und niederfrequente Schwingungen im Netz zu dämpfen.

Thyricon nutzt speicherprogrammierbare Steuerungen auf dem neuesten Stand der Technik und entsprechende Softwaremodule für die digitale Spannungsregelung, die Stator- und Rotorbegrenzungsfunktionen, die Leistungsstabilisierung (PSS: Power System Stabilizer bzw. Pendeldämpfungsgerät) und für die Schnittstellen zu anderen Systemen im Kraftwerk. Die Regelkreise wurden entsprechend den gültigen IEEE-Standards programmiert, die für bestes Systemverhalten sowie zuverlässigen und sicheren Betrieb innerhalb der Generatorgrenzen garantieren.

Eine Bedienung des digitalen Spannungsreglers wird durch eine benutzerfreundliche Bedienoberfläche realisiert. Dieses Bedienfeld besteht aus einem Touchscreen und ermöglicht eine einfache lokale Bedienung. Der Systemstatus und Alarme können von fern und lokal überwacht werden. Als zusätzliche Funktion werden Trendanzeigen im  Bedienfeld angezeigt und auch zwischengespeichert. Diese und andere Funktionen machen aus dieser HMI ein hervorragendes Diagnosewerkzeug für eine schnellere Inbetriebsetzung und Instandhaltung des Voith Hydro Thyricon Erregersystems.

Vorteile und Eigenschaften

Unsere Steuerungen basieren auf Siemens Standardkomponenten, die von Voith auch für Turbinenregelung und Leittechnik eingesetzt werden. Die Programmiersprache des Thyricon-Reglers ist identisch mit der der Siemens-Automatisierungsprodukte, was den Umgang mit dem Erregersystem erleichtert. Dadurch werden Schulungen und Instandhaltungen einfacher und schneller. Softwareprogrammierungen und Inbetriebsetzungen, Instandhaltungen und Reportingwerkzeuge sind auf Computern verfügbar.

Wesentliche Steuer- und Regelungsfunktionen

  • Automatischer Spannungsregler
  • Blindleistungs- und Leistungsfaktorregler
  • Power System Stabilizer (PSS, Leistungsstabilisierung durch Pendeldämpfungsgerät) nach IEEE 421.5 PSS2B
  • Feldstrom- und Feldspannungsregler
  • Auferregungsteuerung und Softstart
  • Schnelle Entregung durch Umkehr der Erregerspannung
  • Stoßfreies Umschalten zwischen den Betriebsarten durch automatische Nachführung der Reglermodi und redundante Kanäle

Weitere Funktionen

  • Benutzerfreundliche Schnittstelle für Bedien- und Instandhaltungsteams, einschließlich der Änderung von Parametern über das Bedienfeld
  • Kommunikation mit anderen Systemen im Kraftwerk
  • Blindleistungsentlastung vor Trennung der Maschine vom Netz
  • Leistungsstarke Test- und Instandhaltungswerkzeuge integriert im Bedienfeld
  • Temperaturüberwachung der Leistungskomponenten und des Luftstroms der Thyristorkühlung
  • Überwachung und Schutz der installierten Geräte
  • Trendfunktionen, Alarmlisten und Störschriebe

 

Statisches Erregungssystem

Der gesteigerte Bedarf an dynamischen Regelungseigenschaften sowie die Bemühungen um eine verbesserte Netzstabilität sind klare Entscheidungskriterien, die für ein statisches Erregersystem aus der Voith Hydro Thyricon Familie sprechen.

Bei statischen Thyricon-Erregersystemen wird die Erregerwicklung des Generators direkt durch eine vollständig geregelte Thyristorgleichrichterbrücke versorgt. Der direkte Zugang zur Läuferwicklung ist der Grund für die herausragenden dynamischen Eigenschaften dieser Systeme. Üblicherweise wird die Energiequelle für die Gleichrichterbrücke dem Generatorstator selbst entnommen; Dies ist als Selbsterregung bekannt. Hochmoderne Leistungselektronik steigert gemeinsam mit einer Selbsterregung die Zuverlässigkeit des statischen Erregersystems, da dessen Leistungsteil unabhängig vom Rest des Kraftwerks ist. Die hohe Deckungsspannungskapazität und der große Betriebsbereich der Spannung der Gleichrichterbrücke garantieren, dass Thyricon auch weiter arbeitet, wenn die Spannung im Netz stark einbricht.

Vorteile

  • Herausragende dynamische Reglereigenschaften
  • Schnelle Entregung durch Umkehr der Erregerspannung
  • Rechnerisch ermittelte Rotortemperatur (Feldspannung und -strom)
  • Statischer Leistungsteil, keine rotierenden Maschinen notwendig.

Verfügbare übliche Schutz- und Überwachungseinrichtungen

  • Erregerstransformator Überstrom/Kurzschlussschutz
  • Wicklungstemperaturen des Erregertransformator
  • Rotor Erdschluss
  • Überlast im Feldstromkreis
  • Thyristorausfall
  • Lüftungsausfall

Bürstenloses Erregersystem

Als weiteres Grundkonzept wird statt eines statischen Erregersystems eine direkt angetriebene AC-Erregermaschine mit Dioden-Gleichrichter auf der Generatorwelle verwendet. Der Hauptvorteil dieser Lösung im Vergleich zu statischen Erregern ist, dass Probleme mit dem Kommutator und den Bürsten vollständig vermieden werden. Das bürstenlose System verzichtet auf Schleifringe und daher auf alle stromübertragenden Bürsten und reduziert damit die Wartung. Allerdings ist durch die zusätzliche Erregermaschine mit ihrer Zeitkonstante und mangels der Möglichkeit einer direkten Feldbeeinflussung die Regelgeschwindigkeit des Spannungsreglers um ein Vielfaches geringer. Voith ist einer der wenigen Hersteller weltweit, der rotierende Erregermaschinen für Wasserkraftgeneratoren fertigt und damit sowohl statische Erregungen als auch bürstenlose Erregungen als Komplettpaket liefern kann.

Typische Schutz- und Überwachungseinrichtungen

  • Erkennung von Diodenfehlern im rotierenden Gleichrichter der Erregermaschine
  • Schutz vor Überlast in der Erregerwicklung
  • Erdkurzschlussschutz. mit Anschluss an einem Hilfsschleifring im Hauptgeneratorfeld.
  • Fehlerüberwachung des Spannungsreglers