Ang mga suba sa kinaiyahan tanan adunay piho nga bakilid. Ang tubig nagdagayday ubay sa suba ubos sa aksyon sa grabidad. Ang tubig sa taas nga altitude adunay daghang potensyal nga enerhiya. Uban sa tabang sa hydraulic nga mga istruktura ug electromechanical nga kagamitan, ang kusog sa tubig mahimong mabag-o ngadto sa elektrikal nga enerhiya, nga mao, hydropower generation. Ang prinsipyo sa hydropower generation mao ang atong electromagnetic induction, nga mao, kung ang usa ka konduktor magputol sa magnetic flux lines sa magnetic field, kini makamugna og kasamtangan. Lakip niini, ang "lihok" sa konduktor sa magnetic field makab-ot pinaagi sa pag-agos sa tubig nga nakaapekto sa turbine aron mabag-o ang enerhiya sa tubig ngadto sa rotational mechanical energy; ug ang magnetic field halos kanunay nga naporma pinaagi sa excitation nga kasamtangan nga namugna sa excitation system nga nagdagayday pinaagi sa generator rotor winding, nga mao, ang magnetism namugna pinaagi sa elektrisidad.
1. Unsa ang sistema sa pagpukaw? Aron makaamgo sa pagkakabig sa enerhiya, ang synchronous generator nagkinahanglan sa usa ka DC magnetic field, ug ang DC kasamtangan nga makamugna niini nga magnetic field gitawag nga excitation kasamtangan sa generator. Kasagaran, ang proseso sa pagporma sa usa ka magnetic field sa generator rotor sumala sa prinsipyo sa electromagnetic induction gitawag nga excitation. Ang excitation system nagtumong sa mga ekipo nga naghatag ug excitation karon alang sa synchronous generator. Kini usa ka importante nga bahin sa synchronous generator. Kasagaran kini naglangkob sa duha ka nag-unang bahin: ang excitation power unit ug ang excitation regulator. Ang excitation power unit naghatag ug excitation current sa synchronous generator rotor, ug ang excitation regulator nagkontrol sa output sa excitation power unit sumala sa input signal ug sa gihatag nga regulasyon nga criteria.
2. Function sa excitation system Ang excitation system adunay mosunod nga mga nag-unang function: (1) Ubos sa normal nga mga kondisyon sa pag-operate, kini nagsuplay sa generator excitation current, ug nag-adjust sa excitation current sumala sa gihatag nga balaod sumala sa generator terminal boltahe ug mga kondisyon sa pagkarga aron mapadayon ang kalig-on sa boltahe. Ngano nga ang kalig-on sa boltahe mamentinar pinaagi sa pag-adjust sa kasamtangan nga excitation? Adunay usa ka gibana-bana nga relasyon tali sa induced nga potensyal (ie walay load potensyal) Ed sa generator stator winding, ang terminal boltahe Ug, ang reaktibo load kasamtangan Ir sa generator, ug ang longhitudinal synchronous reactance Xd:
Ang induced potential Ed kay proporsyonal sa magnetic flux, ug ang magnetic flux nagdepende sa kadako sa excitation current. Sa diha nga ang excitation nga kasamtangan nagpabilin nga wala mausab, ang magnetic flux ug ang naaghat nga potensyal nga Ed nagpabilin nga wala mausab. Gikan sa pormula sa ibabaw, makita nga ang terminal boltahe sa generator mokunhod sa pagtaas sa reaktibo nga kasamtangan. Bisan pa, aron matubag ang mga kinahanglanon sa tiggamit alang sa kalidad sa kuryente, ang terminal boltahe sa generator kinahanglan nga magpabilin nga wala magbag-o. Dayag, ang paagi sa pagkab-ot niini nga kinahanglanon mao ang pag-adjust sa excitation current sa generator samtang ang reactive current Ir kausaban (nga mao, ang load kausaban). (2) Sumala sa mga kondisyon sa pagkarga, ang excitation current gi-adjust sumala sa gihatag nga lagda aron ma-adjust ang reactive power. Ngano nga gikinahanglan ang pag-adjust sa reaktibo nga gahum? Daghang mga ekipo sa elektrisidad ang nagtrabaho base sa prinsipyo sa electromagnetic induction, sama sa mga transformer, motor, welding machine, ug uban pa. Silang tanan nagsalig sa pagtukod sa usa ka alternating magnetic field aron sa pag-convert ug pagbalhin sa enerhiya. Ang elektrikal nga gahum nga gikinahanglan aron makatukod og usa ka alternating magnetic field ug induced magnetic flux gitawag nga reactive power. Ang tanan nga mga kagamitan sa elektrikal nga adunay mga electromagnetic coil naggamit sa reaktibo nga gahum aron magtukod usa ka magnetic field. Kung walay reaktibo nga gahum, ang motor dili mag-rotate, ang transformer dili makahimo sa pagbag-o sa boltahe, ug daghang mga gamit sa kuryente ang dili molihok. Busa, ang reaktibo nga gahum dili gayud walay pulos nga gahum. Ubos sa normal nga mga kahimtang, ang mga gamit sa elektrisidad dili lamang makakuha og aktibo nga gahum gikan sa generator, apan kinahanglan usab nga makakuha og reaktibo nga gahum gikan sa generator. Kung ang reaktibo nga gahum sa grid sa kuryente kulang sa suplay, ang mga kagamitan sa elektrisidad wala’y igo nga reaktibo nga gahum aron matukod ang usa ka normal nga natad sa electromagnetic. Unya kini nga mga de-koryenteng kagamitan dili makapadayon sa gimarkahan nga operasyon, ug ang terminal boltahe sa mga kagamitan sa elektrisidad mahulog, sa ingon makaapekto sa normal nga operasyon sa mga kagamitan sa kuryente. Busa, gikinahanglan ang pag-adjust sa reactive power sumala sa aktuwal nga load, ug ang reactive power output sa generator nalangkit sa magnitude sa excitation current. Ang espesipikong prinsipyo dili hisgotan dinhi. (3) Kung ang usa ka aksidente sa mubo nga sirkito mahitabo sa sistema sa kuryente o uban pang mga hinungdan nga hinungdan nga ang boltahe sa terminal sa generator nga seryoso nga nahulog, ang generator mahimo’g mapugos nga maghinamhinam aron mapaayo ang dinamikong limitasyon sa kalig-on sa sistema sa kuryente ug ang katukma sa aksyon sa pagpanalipod sa relay. (4) Kung mahitabo ang overvoltage sa generator tungod sa kalit nga pag-ula sa load ug uban pang mga hinungdan, ang generator mahimo’g mapugos nga ma-demagnetize aron limitahan ang sobra nga pagtaas sa boltahe sa terminal sa generator. (5) Pagpauswag sa static nga kalig-on sa sistema sa kuryente. (6) Kung ang usa ka phase-to-phase short circuit mahitabo sa sulod sa generator ug sa mga lead wire niini o ang generator terminal boltahe taas kaayo, ang demagnetization gihimo dayon aron limitahan ang pagpalapad sa aksidente. (7) Ang reaktibo nga gahum sa parallel generator mahimong makatarunganon nga maapod-apod.
3. Klasipikasyon sa mga sistema sa excitation Sumala sa paagi nga ang generator makakuha sa excitation kasamtangan (nga mao, ang supply nga pamaagi sa excitation power supply), ang excitation system mahimong bahinon ngadto sa external excitation ug self-excitation: ang excitation current nga nakuha gikan sa ubang power supplies gitawag nga external excitation; ang excitation nga kasamtangan nga nakuha gikan sa generator mismo gitawag nga self-excitation. Sumala sa pamaagi sa pagtul-id, kini mahimong bahinon sa rotary excitation ug static excitation. Ang static nga excitation system walay espesyal nga excitation machine. Kung makuha niini ang gahum sa pagpukaw gikan sa generator mismo, kini gitawag nga self-excitation nga static nga pagpukaw. Self-excitation static excitation mahimong bahinon ngadto sa self-parallel excitation ug self-compounding excitation.
Ang labing kasagarang gigamit nga pamaagi sa paghinam-hinam mao ang pagkaparehas sa kaugalingon nga pagpukaw sa static nga kahinam, sama sa gipakita sa numero sa ubos. Nakuha niini ang gahum sa paghinam-hinam pinaagi sa transformer sa rectifier nga konektado sa outlet sa generator, ug nagsuplay sa karon nga pagpukaw sa generator pagkahuman sa pagtul-id.
Wiring diagram sa self-parallel excitation static rectifier excitation system
Ang self-parallel excitation static excitation system nag-una naglangkob sa mosunod nga mga bahin: excitation transformer, rectifier, demagnetization device, regulation controller ug overvoltage protection device. Kining lima ka mga bahin nagkompleto sa mosunod nga mga gimbuhaton:
(1) Excitation transformer: Bawasan ang boltahe sa katapusan sa makina ngadto sa boltahe nga katumbas sa rectifier.
(2) Rectifier: Kini ang kinauyokan nga bahin sa tibuok sistema. Ang tulo ka hugna nga bug-os nga kontrolado nga tulay nga sirkito sagad gigamit aron makompleto ang buluhaton sa pagkakabig gikan sa AC ngadto sa DC.
(3) Demagnetization device: Ang demagnetization device naglangkob sa duha ka bahin, nga mao ang demagnetization switch ug ang demagnetization resistor. Kini nga aparato mao ang responsable sa paspas nga demagnetization sa yunit kung adunay usa ka aksidente.
(4) Regulation controller: Ang control device sa excitation system nagbag-o sa excitation current pinaagi sa pagkontrol sa conduction angle sa thyristor sa rectifier device aron makab-ot ang epekto sa pag-regulate sa reactive power ug boltahe sa generator.
(5) Overvoltage nga proteksyon: Kung ang generator rotor circuit adunay usa ka overvoltage, ang sirkito gi-on sa pagkonsumo sa overvoltage nga enerhiya, limitahan ang overvoltage nga kantidad, ug panalipdan ang generator rotor winding ug ang konektado nga kagamitan niini.
Ang mga bentaha sa self-parallel excitation static excitation system mao ang: yano nga istruktura, dili kaayo kagamitan, ubos nga pamuhunan ug dili kaayo pagmentinar. Ang disbentaha mao nga sa diha nga ang generator o sistema mao ang short-circuited, ang excitation kasamtangan nga mawala o drop sa hilabihan, samtang ang excitation kasamtangan kinahanglan nga hilabihan nga misaka (ie pinugos nga excitation) niini nga panahon. Bisan pa, kung gikonsiderar nga ang mga modernong dagkong mga yunit kasagaran naggamit sa mga sirado nga busbar, ug ang mga high-voltage nga power grids sa kasagaran nasangkapan sa paspas nga proteksyon ug taas nga kasaligan, ang gidaghanon sa mga yunit nga naggamit niini nga pamaagi sa paghinam-hinam nagkadaghan, ug kini usab ang pamaagi sa pagpukaw nga girekomenda sa mga regulasyon ug mga detalye. 4. Electric braking sa unit Sa dihang ang yunit gidiskarga ug gisirhan, usa ka bahin sa mekanikal nga enerhiya ang gitipigan tungod sa dako nga rotational inertia sa rotor. Kini nga bahin sa enerhiya mahimo ra nga hingpit nga mapahunong pagkahuman kini mabag-o sa friction heat energy sa thrust bearing, guide bearing ug hangin. Tungod kay ang pagkawala sa friction sa hangin proporsyonal sa square sa linear velocity sa sirkumperensiya, ang rotor speed mikunhod kaayo sa sinugdanan, ug unya kini idle sa dugay nga panahon sa ubos nga tulin. Kung ang yunit modagan sa dugay nga panahon sa ubos nga tulin, ang thrust bush mahimong masunog tungod kay ang oil film tali sa salamin nga plato sa ilawom sa thrust head ug ang bearing bush dili ma-establisar. Tungod niini nga hinungdan, sa panahon sa proseso sa pagsira, kung ang katulin sa yunit nahulog sa usa ka piho nga kantidad, ang sistema sa braking sa yunit kinahanglan nga gamiton. Ang unit braking gibahin sa electric braking, mechanical braking ug combined braking. Ang electric braking mao ang pag-short-circuit sa three-phase generator stator sa machine end outlet human ma-decoupled ug demagnetized ang generator, ug maghulat nga moubos ang unit speed ngadto sa mga 50% ngadto sa 60% sa rated speed. Pinaagi sa usa ka serye sa mga lohikal nga operasyon, ang gahum sa braking gihatag, ug ang excitation regulator mobalhin sa electric braking mode aron makadugang sa excitation current sa generator rotor winding. Tungod kay ang generator nagtuyok, ang stator nag-aghat sa usa ka short-circuit nga kasamtangan ubos sa aksyon sa rotor magnetic field. Ang electromagnetic torque nga namugna sukwahi lang sa inertial nga direksyon sa rotor, nga adunay papel sa braking. Sa proseso sa pagkaamgo sa electric braking, ang braking power supply kinahanglan nga ihatag sa gawas, nga suod nga may kalabutan sa nag-unang sirkito nga istruktura sa excitation system. Ang lainlaing mga paagi aron makuha ang suplay sa kuryente sa preno sa kuryente gipakita sa numero sa ubos.
Nagkalain-laing mga paagi sa pagkuha sa electric brake excitation power supply
Sa unang paagi, ang excitation device usa ka self-parallel excitation wiring method. Sa diha nga ang katapusan sa makina mao ang short-circuited, ang excitation transformer walay power supply. Ang suplay sa braking power gikan sa dedikado nga brake transformer, ug ang brake transformer konektado sa planta. Sama sa gihisgutan sa ibabaw, kadaghanan sa mga proyekto sa hydropower naggamit sa usa ka self-parallel excitation static rectifier excitation system, ug mas ekonomikanhon ang paggamit sa rectifier bridge para sa excitation system ug ang electric brake system. Busa, kini nga pamaagi sa pagkuha sa electric brake excitation power supply mas komon. Ang electric braking workflow niini nga pamaagi mao ang mosunod:
(1) Ang unit outlet circuit breaker giablihan ug ang sistema gibuwag.
(2) Ang rotor winding kay demagnetized.
(3) Gibuksan ang power switch sa ikaduhang kilid sa excitation transformer.
(4) Ang yunit nga electric brake short-circuit switch sirado.
(5) Ang power switch sa ikaduhang kilid sa electric brake transformer sirado.
(6) Ang rectifier bridge thyristor na-trigger sa pagpahigayon, ug ang yunit mosulod sa electric brake state.
(7) Kung ang katulin sa yunit mao ang zero, ang electric brake gibuhian (kung gigamit ang hiniusa nga braking, kung ang katulin moabot sa 5% hangtod 10% sa rate nga tulin, ang mekanikal nga pagpreno gigamit). 5. Intelligent excitation system Ang Intelligent hydropower plant nagtumong sa hydropower plant o hydropower station nga grupo nga adunay digitalization sa impormasyon, networking sa komunikasyon, integrated standardization, interaksyon sa negosyo, operation optimization, ug intelihenteng pagdesisyon. Ang intelihente nga mga planta sa hydropower gibahin sa vertically ngadto sa layer sa proseso, layer sa unit, ug layer sa pagkontrol sa istasyon, gamit ang usa ka 3-layer 2-network nga istruktura sa proseso nga layer network (GOOSE network, SV network) ug station control layer network (MMS network). Ang mga intelihente nga hydropower nga mga tanum kinahanglan nga suportahan sa mga intelihenteng kagamitan. Ingon ang kinauyokan nga sistema sa pagkontrol sa hydro-turbine generator set, ang teknolohikal nga pag-uswag sa excitation system adunay hinungdanon nga papel sa pagsuporta sa pagtukod sa mga intelihente nga hydropower nga mga tanum.
Sa intelihenteng mga planta sa hydropower, dugang pa sa pagkompleto sa mga batakang buluhaton sama sa pagsugod ug pagpahunong sa turbine generator set, pagdugang ug pagkunhod sa reaktibo nga gahum, ug emergency shutdown, ang excitation system kinahanglan usab nga makahimo sa pagtagbo sa IEC61850 data modeling ug communication functions, ug pagsuporta sa komunikasyon sa station control layer network (MMS network) ug ang proseso sa layer network (GOOSE network ug SV network). Ang himan sa excitation system gihan-ay sa unit layer sa intelihenteng hydropower station system structure, ug ang merging unit, intelihenteng terminal, auxiliary control unit ug uban pang mga device o intelihente nga kagamitan gihikay sa proseso nga layer. Ang istruktura sa sistema gipakita sa numero sa ubos.
Intelihenteng sistema sa pagpukaw
Ang host computer sa station control layer sa intelihente nga hydropower nga planta nakab-ot ang mga kinahanglanon sa IEC61850 communication standard, ug nagpadala sa signal sa excitation system ngadto sa host computer sa monitoring system pinaagi sa MMS network. Ang intelihenteng sistema sa pagpukaw kinahanglan nga makakonektar sa GOOSE network ug SV network switch aron makolekta ang datos sa layer sa proseso. Ang layer sa proseso nanginahanglan nga ang data nga output sa CT, PT ug lokal nga mga sangkap naa sa digital nga porma. Ang CT ug PT konektado sa merging unit (electronic transformers konektado sa optical cables, ug electromagnetic transformers konektado sa cables). Human ma-digitize ang kasamtangan ug boltahe nga datos, kini konektado sa SV network switch pinaagi sa optical cables. Ang lokal nga mga sangkap gikinahanglan nga konektado sa intelihenteng terminal pinaagi sa mga kable, ug ang switch o analog nga mga signal gi-convert ngadto sa digital signal ug gipasa ngadto sa GOOSE network switch pinaagi sa optical cables. Sa pagkakaron, ang excitation system adunay batakan nga komunikasyon function sa station control layer MMS network ug ang proseso layer GOOSE/SV network. Gawas pa sa pagtagbo sa interaksyon sa impormasyon sa network sa IEC61850 nga sumbanan sa komunikasyon, ang intelihente nga sistema sa pagpukaw kinahanglan usab adunay komprehensibo nga pag-monitor sa online, intelihente nga pagdayagnos sa sayup ug dali nga operasyon ug pagpadayon sa pagsulay. Ang pasundayag ug epekto sa aplikasyon sa fully functional nga intelihente nga excitation device kinahanglan nga sulayan sa umaabot nga aktwal nga mga aplikasyon sa engineering.
Oras sa pag-post: Okt-09-2024
