Электростартеры-генераторы для электрического запуска газотурбинных агрегатов ГТТ-3М


ЗАО «ЭРАСИБ» и ОАО «ЭЛСИБ» разработали и производят электростартеры-генераторы для электрического запуска газотурбинных агрегатов ГТТ-3М-1, 3, 4 и генерирования электроэнергии в сеть на базе частотно-регулируемого электропривода с высокооборотным асинхронным электродвигателем 4АЗМП 800/6000 (800 кВт, 6000В, 3000 об/мин) производства ОАО «ЭЛСИБ» и высоковольтным рекуперативным преобразователем частоты типа «ЭРАТОН-ВР-6-800» (800 кВт, 6000В) разработки и производства ЗАО «ЭРАСИБ».

Электростартер-генератор обеспечивает следующие режимы газотурбинного агрегата:

  1. Режим электрического запуска агрегата от сети 6000В 50(60)Гц.
  2. Режим генерирования электроэнергии в сеть 6000В 50(60) Гц.

В режиме запуска электростартер-генератор обеспечивает формирование требуемой зависимости момента на валу электродвигателя от частоты вращения. В этом режиме электростартер-генератор проводит раскрутку и прокручивание ротора газотурбинного агрегата из состояния покоя до частоты «сопровождения», после чего осуществляется плавное снижение момента на валу и вращение вала за счет избыточной мощности газотурбинного агрегата. После выхода газотурбинного агрегата на номинальные обороты электростартер-генератор переводится в режим генерирования электроэнергии в сеть за счет перевода асинхронного электродвигателя в генераторный режим и передачи активной мощности со статора электродвигателя через рекуперативный преобразователь частоты «ЭРАТОН-ВР-6-800» в сеть.

Силовая схема преобразователя частоты (ПЧ) «ЭРАТОН-ВР-6-800» функционально состоит из трех блоков:

  1. Входной согласующий трансформатор «сухого» типа мощностью 1000 кВА с системой гальванически не связанных вторичных обмоток.
  2. Комплект транзисторных сетевых инверторов напряжения (СИ). Каждый СИ запитан от отдельной вторичной трехфазной обмотки согласующего трансформатора, а выход постоянного тока СИ соединен с накопительным конденсатором.
  3. Комплект однофазных транзисторных выходных инверторов напряжения (ВИ). Вход постоянного тока каждого ВИ подключен к выходу постоянного тока соответствующего СИ и накопительному конденсатору. Выходные инверторы объединены в три группы по числу выходных фаз ПЧ. Внутри каждой группы, образующей одну выходную фазу ПЧ, выходы ВИ соединены последовательно.

Структура силовых цепей преобразователя частоты «ЭРАТОН-ВР-6-800» с многообмоточным согласующим трансформатором, сетевыми транзисторными инверторами и однофазными выходными инверторами напряжения, соединенными последовательно в каждой выходной фазе, позволяет создать рекуперативный преобразователь частоты, способный передавать активную мощность со входа ПЧ на его выход (из сети в электродвигатель) и с его выхода на вход (от электродвигателя в питающую сеть). Это обеспечивает работу электропривода в двигательном режиме при запуске газотурбинного агрегата, а также работу электростартер-генератора в режиме генерирования электроэнергии в сеть.

Комплект входных транзисторных инверторов напряжения с высокочастотной широтно-импульсной модуляцией обеспечивает синусоидальный ток в питающей сети, коэффициент сдвига в сети cosφ=1 и стабилизацию выходного напряжения ПЧ при колебаниях напряжения питающей сети.

Последовательное соединение выходных инверторов преобразователя частоты «ЭРАТОН-ВР-6-800» обеспечивает получение высокого напряжения 6000В без выходного трансформатора.

Структура силовых цепей ПЧ в комбинации с многозонной широтно-импульсной модуляцией обеспечивает малые пульсации выходного напряжения ПЧ высокую степень приближения выходного напряжения к синусоидальному без выходных силовых фильтров.

Система управления ПЧ выполнена на базе цифрового сигнального процессора и реализует алгоритм векторного управления моментом и скоростью электродвигателя как без энкодера на валу электродвигателя, так и с датчиком положения вала.

ПЧ «ЭРАТОН-ВР-6-800» размещен в трех шкафах плюс шкаф с согласующим трансформатором. Общие размеры шкафов ПЧ (ШхГхВ): 1900х700х2400 мм, масса 1100 кг. Согласующий трансформатор (ШхГхВ): 1840х1100х1960 мм, масса 3500 кг.

В состав ЗИП входит: 1(одна ) ячейка ПЧ (СИ+ВИ), комплект плат управления, вентилятор, датчик тока, датчик напряжения.