Təbiətdəki çayların hamısının müəyyən bir yamacı var. Su cazibə qüvvəsinin təsiri altında çay yatağı boyunca axır. Yüksək hündürlükdə su bol potensial enerji ehtiva edir. Hidrotexniki qurğuların və elektromexaniki avadanlıqların köməyi ilə suyun enerjisini elektrik enerjisinə, yəni hidroenergetika istehsalına çevirmək olar. Hidroenergetikanın yaradılması prinsipi bizim elektromaqnit induksiyamızdır, yəni bir dirijor maqnit sahəsində maqnit axını xətlərini kəsdikdə, cərəyan yaradacaqdır. Onların arasında dirijorun maqnit sahəsində “hərəkəti” su enerjisini fırlanma mexaniki enerjiyə çevirmək üçün turbinə təsir edən su axını ilə əldə edilir; və maqnit sahəsi demək olar ki, həmişə generatorun rotor sarımından axan həyəcan sisteminin yaratdığı həyəcan cərəyanı ilə formalaşır, yəni maqnitçilik elektrik enerjisi ilə yaranır.
1. Həyəcan sistemi nədir? Enerji çevrilməsini həyata keçirmək üçün sinxron generatora DC maqnit sahəsi lazımdır və bu maqnit sahəsini yaradan DC cərəyanı generatorun həyəcan cərəyanı adlanır. Ümumiyyətlə, elektromaqnit induksiya prinsipinə uyğun olaraq generatorun rotorunda maqnit sahəsinin əmələ gəlməsi prosesinə həyəcan deyilir. Həyəcan sistemi sinxron generator üçün həyəcan cərəyanını təmin edən avadanlıqlara aiddir. Sinxron generatorun vacib hissəsidir. O, ümumiyyətlə iki əsas hissədən ibarətdir: həyəcanverici güc bloku və həyəcan tənzimləyicisi. Həyəcanlandırıcı güc bloku sinxron generatorun rotoruna həyəcan cərəyanı verir, həyəcan tənzimləyicisi isə giriş siqnalına və verilmiş tənzimləmə meyarlarına uyğun olaraq həyəcan enerji blokunun çıxışına nəzarət edir.
2. Həyəcan sisteminin funksiyası Həyəcan sistemi aşağıdakı əsas funksiyaları yerinə yetirir: (1) Normal iş şəraitində o, generatorun həyəcanlandırma cərəyanını verir və gərginliyin sabitliyini saxlamaq üçün generatorun terminal gərginliyinə və yük şəraitinə uyğun olaraq verilmiş qanuna uyğun olaraq həyəcan cərəyanını tənzimləyir. Niyə həyəcan cərəyanını tənzimləməklə gərginliyin sabitliyini qorumaq olar? Generatorun stator sarımının induksiya edilmiş potensialı (yəni yüksüz potensial) Ed, terminal gərginliyi Ug, generatorun reaktiv yük cərəyanı I və uzununa sinxron reaktivlik Xd arasında təxmini əlaqə var:
İnduksiya edilmiş potensial Ed maqnit axınına mütənasibdir və maqnit axını həyəcan cərəyanının böyüklüyündən asılıdır. Həyəcan cərəyanı dəyişməz qaldıqda, maqnit axını və induksiya edilmiş potensial Ed dəyişməz qalır. Yuxarıdakı düsturdan görünür ki, reaktiv cərəyanın artması ilə generatorun terminal gərginliyi azalacaq. Bununla belə, istifadəçinin enerji keyfiyyətinə dair tələblərini ödəmək üçün generatorun terminal gərginliyi əsasən dəyişməz qalmalıdır. Aydındır ki, bu tələbə nail olmağın yolu reaktiv cərəyan Ir dəyişdikdə (yəni yük dəyişir) generatorun həyəcanlandırma cərəyanını tənzimləməkdir. (2) Yük şəraitinə uyğun olaraq, reaktiv gücü tənzimləmək üçün həyəcan cərəyanı verilmiş qaydaya uyğun olaraq tənzimlənir. Niyə reaktiv gücü tənzimləmək lazımdır? Bir çox elektrik avadanlıqları, məsələn, transformatorlar, mühərriklər, qaynaq maşınları və s. kimi elektromaqnit induksiya prinsipi əsasında işləyir. Onların hamısı enerjini çevirmək və ötürmək üçün alternativ maqnit sahəsinin yaradılmasına əsaslanır. Dəyişən maqnit sahəsi və induksiya edilmiş maqnit axını yaratmaq üçün tələb olunan elektrik enerjisinə reaktiv güc deyilir. Elektromaqnit sarğıları olan bütün elektrik avadanlıqları maqnit sahəsi yaratmaq üçün reaktiv güc sərf edir. Reaktiv güc olmadan motor dönməyəcək, transformator gərginliyi çevirə bilməyəcək və bir çox elektrik avadanlığı işləməyəcək. Buna görə də reaktiv güc heç bir şəkildə faydasız güc deyil. Normal şəraitdə elektrik avadanlıqları yalnız generatordan aktiv güc əldə etmir, həm də generatordan reaktiv güc almalıdır. Elektrik şəbəkəsində reaktiv güc çatışmazlığı varsa, elektrik avadanlığı normal elektromaqnit sahəsi yaratmaq üçün kifayət qədər reaktiv gücə malik olmayacaqdır. Sonra bu elektrik avadanlığı nominal işləməyi saxlaya bilməz və elektrik avadanlığının terminal gərginliyi düşəcək və beləliklə elektrik avadanlıqlarının normal işinə təsir edəcəkdir. Buna görə də, faktiki yükə uyğun olaraq reaktiv gücü tənzimləmək lazımdır və generator tərəfindən reaktiv güc çıxışı həyəcan cərəyanının böyüklüyünə bağlıdır. Burada konkret prinsip açıqlanmayacaq. (3) Enerji sistemində qısaqapanma qəzası baş verdikdə və ya digər səbəblər generatorun terminal gərginliyinin ciddi şəkildə düşməsinə səbəb olduqda, generator güc sisteminin dinamik sabitlik həddini və rele qoruma hərəkətinin dəqiqliyini yaxşılaşdırmaq üçün zorla həyəcanlana bilər. (4) Ani yükün düşməsi və digər səbəblərdən generatorun həddindən artıq gərginliyi baş verdikdə, generatorun terminal gərginliyinin həddindən artıq artımını məhdudlaşdırmaq üçün generator zorla maqnitsizləşdirilə bilər. (5) Enerji sisteminin statik sabitliyini yaxşılaşdırın. (6) Generatorun daxilində və onun aparıcı naqillərində fazadan fazaya qısaqapanma baş verdikdə və ya generatorun terminal gərginliyi çox yüksək olduqda, qəzanın genişlənməsini məhdudlaşdırmaq üçün maqnitsizləşdirmə tez həyata keçirilir. (7) Paralel generatorların reaktiv gücü ağlabatan şəkildə paylana bilər.
3. Həyəcan sistemlərinin təsnifatı Generatorun həyəcanlandırma cərəyanını əldə etmə üsuluna (yəni həyəcan enerjisi təchizatının təchizatı üsuluna) görə həyəcan sistemini xarici həyəcanlandırma və öz-özünə həyəcanlandırmaya bölmək olar: digər enerji mənbələrindən alınan həyəcan cərəyanına xarici həyəcan deyilir; generatorun özündən alınan həyəcan cərəyanına özünü həyəcanlandırma deyilir. Düzəltmə üsuluna görə onu fırlanan həyəcanlandırmaya və statik həyəcanlandırmaya bölmək olar. Statik həyəcanlandırma sistemində xüsusi həyəcanlandırma maşını yoxdur. O, həyəcanlanma gücünü generatorun özündən alırsa, buna öz-özünə həyəcan verən statik həyəcan deyilir. Özünü həyəcanlandıran statik həyəcanı öz-özünə paralel həyəcanlandırma və özünü birləşdirən həyəcanlandırmaya bölmək olar.
Ən çox istifadə edilən həyəcanlandırma üsulu, aşağıdakı şəkildə göstərildiyi kimi, öz-özünə paralel həyəcanlandırma statik həyəcanlandırmadır. O, həyəcanlandırma gücünü generatorun çıxışına qoşulmuş rektifikator transformatoru vasitəsilə alır və rektifikasiyadan sonra generatorun həyəcan cərəyanını verir.
Öz-özünə paralel həyəcanlı statik rektifikator həyəcan sisteminin naqil diaqramı
Öz-özünə paralel həyəcanlandırıcı statik həyəcanlandırma sistemi əsasən aşağıdakı hissələrdən ibarətdir: həyəcan transformatoru, rektifikator, maqnitsizləşdirmə cihazı, tənzimləmə tənzimləyicisi və həddindən artıq gərginlikdən qorunma cihazı. Bu beş hissə müvafiq olaraq aşağıdakı funksiyaları yerinə yetirir:
(1) Həyəcan transformatoru: Maşının ucundakı gərginliyi rektifikatora uyğun olan gərginliyə endirin.
(2) Düzləşdirici: Bütün sistemin əsas komponentidir. Üç fazalı tam idarə olunan körpü sxemi tez-tez AC-dən DC-yə çevrilmə tapşırığını yerinə yetirmək üçün istifadə olunur.
(3) Demaqnitsizləşdirmə cihazı: Demaqnitsizləşdirmə cihazı iki hissədən ibarətdir, yəni demaqnitsizləşdirmə açarı və maqnitsizləşdirmə rezistoru. Bu cihaz qəza zamanı qurğunun sürətli demaqnitsizləşdirilməsinə cavabdehdir.
(4) Tənzimləmə tənzimləyicisi: Həyəcan sisteminin idarəetmə cihazı, generatorun reaktiv gücünü və gərginliyini tənzimləmə effektinə nail olmaq üçün rektifikatorun tiristorunun keçirici bucağını idarə edərək həyəcan cərəyanını dəyişdirir.
(5) Həddindən artıq gərginlikdən qorunma: Generator rotorunun dövrəsində həddindən artıq gərginlik olduqda, dövrə həddindən artıq gərginlik enerjisini istehlak etmək, həddindən artıq gərginlik dəyərini məhdudlaşdırmaq və generator rotorunun sarımını və ona qoşulmuş avadanlıqları qorumaq üçün açılır.
Öz-özünə paralel həyəcan verən statik həyəcanlandırma sisteminin üstünlükləri bunlardır: sadə quruluş, daha az avadanlıq, aşağı investisiya və daha az texniki xidmət. Dezavantaj ondan ibarətdir ki, generator və ya sistem qısaqapandıqda, həyəcan cərəyanı yox olacaq və ya çox aşağı düşəcək, halbuki həyəcanlandırma cərəyanı bu zaman çox artırılmalıdır (yəni məcburi həyəcan). Lakin müasir iri aqreqatlarda daha çox qapalı şinlərdən istifadə edildiyini və yüksək gərginlikli elektrik şəbəkələrinin ümumiyyətlə sürətli mühafizə və yüksək etibarlılıq ilə təchiz edildiyini nəzərə alsaq, bu həyəcanlandırma üsulundan istifadə edən aqreqatların sayı getdikcə artır və bu, həm də qaydalar və texniki şərtlərlə tövsiyə olunan həyəcanlandırma üsuludur. 4. Qurğunun elektrik əyləclənməsi Qurğunun yükü boşaldılıb söndürüldükdə, rotorun böyük fırlanma ətaləti hesabına mexaniki enerjinin bir hissəsi yığılır. Enerjinin bu hissəsi yalnız dayaq yatağının, istiqamətləndirici yatağın və havanın sürtünmə istilik enerjisinə çevrildikdən sonra tamamilə dayandırıla bilər. Havanın sürtünmə itkisi çevrənin xətti sürətinin kvadratına mütənasib olduğundan, rotorun sürəti əvvəlcə çox tez aşağı düşür, sonra isə aşağı sürətlə uzun müddət boş qalacaq. Qurğunun uzun müddət aşağı sürətlə işlədiyi zaman itələyici kolun yanması baş verə bilər, çünki dayaq başlığının altındakı güzgü lövhəsi ilə dayaq kolunun arasında yağ təbəqəsi qurula bilməz. Bu səbəblə, bağlanma prosesində, qurğunun sürəti müəyyən edilmiş bir dəyərə düşdükdə, vahid əyləc sisteminin işə salınması lazımdır. Vahid əyləc elektrik əyləci, mexaniki əyləc və birləşmiş əyləclərə bölünür. Elektrikli əyləc, generator ayrıldıqdan və maqnitsizləşdirildikdən sonra maşının son çıxışındakı üç fazalı generator statorunu qısaqapanmaq və vahidin sürətinin nominal sürətin təxminən 50% -dən 60% -ə enməsini gözləməkdən ibarətdir. Bir sıra məntiqi əməliyyatlar vasitəsilə əyləc gücü təmin edilir və həyəcan tənzimləyicisi generatorun rotor sarımına həyəcan cərəyanı əlavə etmək üçün elektrik əyləc rejiminə keçir. Generator fırlandığı üçün stator rotorun maqnit sahəsinin təsiri altında qısaqapanma cərəyanı yaradır. Yaranan elektromaqnit fırlanma momenti əyləc rolunu oynayan rotorun inertial istiqamətinin tam əksinədir. Elektrik əyləcinin həyata keçirilməsi prosesində, həyəcan sisteminin əsas dövrə quruluşu ilə sıx əlaqəli olan əyləc enerji təchizatı xaricdən təmin edilməlidir. Elektrikli əyləc həyəcanlandırıcı enerji təchizatı əldə etməyin müxtəlif yolları aşağıdakı şəkildə göstərilmişdir.
Elektrikli əyləc həyəcanlandırıcı enerji təchizatı əldə etməyin müxtəlif yolları
Birinci şəkildə, həyəcanlandırma cihazı öz-özünə paralel həyəcanlandırma naqilləri üsuludur. Maşının ucu qısaqapandıqda, həyəcan transformatorunun enerji təchizatı yoxdur. Əyləc enerjisi təchizatı xüsusi əyləc transformatorundan gəlir və əyləc transformatoru zavodun enerjisinə qoşulur. Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, hidroenergetika layihələrinin əksəriyyətində özünə paralel həyəcan verən statik rektifikator həyəcanlandırma sistemindən istifadə olunur və həyəcanlandırma sistemi və elektrik əyləc sistemi üçün düzəldici körpünün istifadəsi daha qənaətlidir. Buna görə də, elektrik əyləc həyəcanlandırma enerji təchizatı əldə etmək üçün bu üsul daha çox yayılmışdır. Bu metodun elektrik əyləc iş axını aşağıdakı kimidir:
(1) Bölmənin çıxış dövrə açarı açılır və sistem ayrılır.
(2) Rotor sarğı maqnitsizləşdirilib.
(3) Həyəcan transformatorunun ikinci tərəfindəki güc açarı açılır.
(4) Bölmənin elektrik əyləcinin qısaqapanma açarı bağlıdır.
(5) Elektrik əyləc transformatorunun ikinci tərəfindəki güc açarı bağlıdır.
(6) Düzəldici körpünün tiristoru işə salınır və qurğu elektrik əyləc vəziyyətinə keçir.
(7) Bölmənin sürəti sıfır olduqda, elektrik əyləci buraxılır (birləşdirilmiş əyləc istifadə edildikdə, sürət nominal sürətin 5% -dən 10% -ə çatdıqda, mexaniki əyləc tətbiq olunur). 5. İntellektual həyəcanlandırma sistemi Ağıllı su elektrik stansiyası məlumatın rəqəmsallaşdırılması, kommunikasiya şəbəkəsi, inteqrasiya edilmiş standartlaşdırma, biznesin qarşılıqlı əlaqəsi, əməliyyatın optimallaşdırılması və ağıllı qərar qəbulu ilə su elektrik stansiyası və ya su elektrik stansiyası qrupuna aiddir. İntellektual su elektrik stansiyaları texnoloji lay şəbəkəsinin (GOOSE şəbəkəsi, SV şəbəkəsi) və stansiya idarəetmə təbəqəsi şəbəkəsinin (MMS şəbəkəsi) 3 qatlı 2-şəbəkə strukturundan istifadə etməklə şaquli olaraq texnoloji lay, blok lay və stansiya idarəetmə təbəqəsinə bölünür. Ağıllı su elektrik stansiyaları intellektual avadanlıqla dəstəklənməlidir. Hidroturbin generator dəstinin əsas idarəetmə sistemi olaraq, həyəcanlandırma sisteminin texnoloji inkişafı intellektual su elektrik stansiyalarının tikintisində mühüm köməkçi rol oynayır.
Ağıllı su elektrik stansiyalarında, turbin generator dəstinin işə salınması və dayandırılması, reaktiv gücün artırılması və azalması, fövqəladə söndürülməsi kimi əsas vəzifələri yerinə yetirməklə yanaşı, həyəcanlandırma sistemi də IEC61850 məlumat modelləşdirmə və rabitə funksiyalarına cavab verməli və stansiyanın idarəetmə təbəqəsi şəbəkəsi (MMS şəbəkəsi) və proses təbəqəsi şəbəkəsi (GOOSE) ilə əlaqəni dəstəkləməlidir. İntellektual su elektrik stansiyasının sistem strukturunun vahid layında həyəcanlandırma sisteminin cihazı, texnoloji təbəqədə isə birləşdirici qurğu, ağıllı terminal, köməkçi idarəetmə bloku və digər qurğular və ya intellektual avadanlıqlar yerləşdirilir. Sistemin quruluşu aşağıdakı şəkildə göstərilmişdir.
Ağıllı həyəcanlandırma sistemi
İntellektual su elektrik stansiyasının stansiya idarəetmə təbəqəsinin əsas kompüteri IEC61850 rabitə standartının tələblərinə cavab verir və həyəcan sisteminin siqnalını MMS şəbəkəsi vasitəsilə monitorinq sisteminin əsas kompüterinə göndərir. Ağıllı həyəcan sistemi proses səviyyəsində məlumat toplamaq üçün GOOSE şəbəkəsi və SV şəbəkə açarları ilə əlaqə qura bilməlidir. Proses səviyyəsi CT, PT və yerli komponentlər tərəfindən verilən məlumatların hamısının rəqəmsal formada olmasını tələb edir. CT və PT birləşmə qurğusuna qoşulur (elektron transformatorlar optik kabellərlə, elektromaqnit transformatorları isə kabellərlə birləşdirilir). Cari və gərginlik məlumatları rəqəmləşdirildikdən sonra optik kabellər vasitəsilə SV şəbəkə keçidinə qoşulurlar. Yerli komponentlərin kabellər vasitəsilə intellektual terminala qoşulması tələb olunur və keçid və ya analoq siqnallar rəqəmsal siqnallara çevrilir və optik kabellər vasitəsilə GOOSE şəbəkə keçidinə ötürülür. Hazırda həyəcanlandırma sistemi əsasən stansiyanın idarəetmə səviyyəsinin MMS şəbəkəsi və proses səviyyəsinin GOOSE/SV şəbəkəsi ilə əlaqə funksiyasına malikdir. IEC61850 rabitə standartının şəbəkə məlumat qarşılıqlı əlaqəsinə cavab verməklə yanaşı, ağıllı həyəcanlandırma sistemi də hərtərəfli onlayn monitorinq, ağıllı nasazlıq diaqnostikası və rahat sınaq əməliyyatı və texniki xidmətə malik olmalıdır. Tam funksional ağıllı həyəcanlandırma cihazının performansı və tətbiqi effekti gələcək faktiki mühəndislik tətbiqlərində sınaqdan keçirilməlidir.
Göndərmə vaxtı: 09 oktyabr 2024-cü il
