Устройство плавного пуска трансформаторов (СППТ): этапы становления.

Первый раз столкнулись с существующими проблемами запуска мощных трансформаторов у заказчика 2 года назад, а именно:
 
  • ·         неопределенность состояния магнитной системы трансформатора перед включением (неопределенность  положения рабочей точки на кривой намагничивания сердечника);
  • ·         существенные броски пускового тока, величина которых может достигать несколько десятков номинальных значений тока намагничивания;
  • ·         необходимость перестройки защит подстанции в сторону «загрубления» и возврат на стационарные значения уставок защит подстанции при уже включенном трансформаторе.

 

 Тогда решение представлялось простым, на базе стандартного устройства плавного пуска (УПП) для асинхронных к.з. двигателей:

  • ·         применить систему импульсно-фазового управления (СИФУ) с ограниченным быстродействием;
  • ·         применить стандартный ПИ - регулятор тока (РТ) с обратной связью по действующему значению тока нагрузки.

 
Рис.1  Развернутый во времени процесс нарастания тока до значения тока х.х.при плавном пуске трансформатора с параметрическим управлением по углу.
 
 
Когда же приступили к моделированию, оказалось, что СППТ со стандартным СИФУ и РТ дают негативные результаты в виде бросков пусковых токов и насыщения трансформатора.
 
Рис.2   Развернутая во времени осциллограмма тока (начальный участок)
 
 
В большинстве случаев, ситуацию исправляло только включение резистивной нагрузки в параллель с ненагруженным трансформатором. Недостаток такого предложения - применение дополнительной коммутационной аппаратуры и высоковольтных (6кВ) ящиков резисторов. Другими словами - результат неудовлетворительный для нас и для заказчика.
Вместе с тем, наработанные сведения и алгоритмы создали основу для подготовки комплекса новых предложений по алгоритмам СППТ.
"Общая" идея состояла в разработке и применении специальной структуры системы регулирования с задатчиком интенсивности (ЗИ). Особенностью такой СППТ является непрерывный контроль токов намагничивания. При этом, РТ обеспечивает плавное нарастание токов в течении всего времени пуска от минимального значения до величины тока холостого хода трансформатора.
 

 
 
 
Рис.3 Плавный пуск трансформатора (время разгона 20с).
 
В итоге получилась работоспособная и надежная система СППТ для пуска трансформаторов от единиц до нескольких десятков МВА. При этом алгоритм пуска СППТ является общим вне зависимости от схемы соединения обмоток трансформатора «Y» или «∆».
На рисунке ниже приведена упрощенная структурная схема СППТ:

 
 
Всё оборудование системы СППТ мы разместили в компактном блок-боксе, позволяющем устанавливать его под открытым небом. Блок-бокс снабдили также охранно-пожарной системой сигнализации: