Mae gan afonydd yn eu natur lethr penodol. Mae dŵr yn llifo ar hyd gwely'r afon o dan weithred disgyrchiant. Mae dŵr ar uchderau uchel yn cynnwys digonedd o egni potensial. Gyda chymorth strwythurau hydrolig ac offer electromecanyddol, gellir trosi egni dŵr yn egni trydanol, hynny yw, cynhyrchu ynni dŵr. Egwyddor cynhyrchu ynni dŵr yw ein sefydlu electromagnetig, hynny yw, pan fydd dargludydd yn torri'r llinellau fflwcs magnetig mewn maes magnetig, bydd yn cynhyrchu cerrynt. Yn eu plith, cyflawnir "symudiad" y dargludydd yn y maes magnetig gan lif y dŵr yn effeithio ar y tyrbin i drosi egni dŵr yn egni mecanyddol cylchdro; ac mae'r maes magnetig bron bob amser yn cael ei ffurfio gan y cerrynt cyffroi a gynhyrchir gan y system gyffroi sy'n llifo trwy weindio rotor y generadur, hynny yw, cynhyrchir y magnetedd gan drydan.
1. Beth yw'r system gyffroi? Er mwyn gwireddu'r trawsnewid ynni, mae angen maes magnetig DC ar y generadur cydamserol, a gelwir y cerrynt DC sy'n cynhyrchu'r maes magnetig hwn yn gerrynt cyffroi'r generadur. Yn gyffredinol, gelwir y broses o ffurfio maes magnetig yn rotor y generadur yn ôl egwyddor anwythiad electromagnetig yn gyffroi. Mae'r system gyffroi yn cyfeirio at yr offer sy'n darparu cerrynt cyffroi ar gyfer y generadur cydamserol. Mae'n rhan bwysig o'r generadur cydamserol. Yn gyffredinol mae'n cynnwys dau brif ran: yr uned bŵer cyffroi a'r rheolydd cyffroi. Mae'r uned bŵer cyffroi yn darparu cerrynt cyffroi i rotor y generadur cydamserol, ac mae'r rheolydd cyffroi yn rheoli allbwn yr uned bŵer cyffroi yn ôl y signal mewnbwn a'r meini prawf rheoleiddio penodol.
2. Swyddogaeth y system gyffroi Mae gan y system gyffroi'r prif swyddogaethau canlynol: (1) O dan amodau gweithredu arferol, mae'n cyflenwi cerrynt cyffroi'r generadur, ac yn addasu'r cerrynt cyffroi yn ôl y gyfraith benodol yn ôl foltedd terfynell a llwyth y generadur i gynnal sefydlogrwydd foltedd. Pam y gellir cynnal sefydlogrwydd foltedd trwy addasu'r cerrynt cyffroi? Mae perthynas fras rhwng y potensial ysgogedig (h.y. potensial dim llwyth) Ed o weindio stator y generadur, y foltedd terfynell Ug, y cerrynt llwyth adweithiol Ir y generadur, a'r adweithedd cydamserol hydredol Xd:
Mae'r potensial ysgogedig Ed yn gymesur â'r fflwcs magnetig, ac mae'r fflwcs magnetig yn dibynnu ar faint y cerrynt cyffroi. Pan fydd y cerrynt cyffroi yn aros yr un fath, mae'r fflwcs magnetig a'r potensial ysgogedig Ed yn aros yr un fath. O'r fformiwla uchod, gellir gweld y bydd foltedd terfynol y generadur yn lleihau gyda chynnydd y cerrynt adweithiol. Fodd bynnag, er mwyn bodloni gofynion y defnyddiwr ar gyfer ansawdd pŵer, dylai foltedd terfynol y generadur aros yr un fath yn y bôn. Yn amlwg, y ffordd i gyflawni'r gofyniad hwn yw addasu cerrynt cyffroi'r generadur wrth i'r cerrynt adweithiol Ir newid (hynny yw, mae'r llwyth yn newid). (2) Yn ôl yr amodau llwyth, mae'r cerrynt cyffroi yn cael ei addasu yn ôl rheol benodol i addasu'r pŵer adweithiol. Pam mae angen addasu pŵer adweithiol? Mae llawer o offer trydanol yn gweithio yn seiliedig ar egwyddor anwythiad electromagnetig, megis trawsnewidyddion, moduron, peiriannau weldio, ac ati. Maent i gyd yn dibynnu ar sefydlu maes magnetig eiledol i drosi a throsglwyddo ynni. Gelwir y pŵer trydanol sydd ei angen i sefydlu maes magnetig eiledol a fflwcs magnetig ysgogedig yn bŵer adweithiol. Mae pob offer trydanol â choiliau electromagnetig yn defnyddio pŵer adweithiol i sefydlu maes magnetig. Heb bŵer adweithiol, ni fydd y modur yn cylchdroi, ni fydd y trawsnewidydd yn gallu trawsnewid foltedd, ac ni fydd llawer o offer trydanol yn gweithio. Felly, nid yw pŵer adweithiol yn bŵer diwerth o bell ffordd. O dan amgylchiadau arferol, nid yn unig y mae offer trydanol yn cael pŵer gweithredol o'r generadur, ond mae hefyd angen iddo gael pŵer adweithiol o'r generadur. Os yw'r pŵer adweithiol yn y grid pŵer yn brin, ni fydd gan yr offer trydanol ddigon o bŵer adweithiol i sefydlu maes electromagnetig arferol. Yna ni all yr offer trydanol hyn gynnal gweithrediad graddedig, a bydd foltedd terfynell yr offer trydanol yn gostwng, gan effeithio ar weithrediad arferol yr offer trydanol. Felly, mae angen addasu'r pŵer adweithiol yn ôl y llwyth gwirioneddol, ac mae allbwn pŵer adweithiol y generadur yn gysylltiedig â maint y cerrynt cyffroi. Ni fydd yr egwyddor benodol yn cael ei manylu yma. (3) Pan fydd damwain cylched fer yn digwydd yn y system bŵer neu os yw rhesymau eraill yn achosi i foltedd terfynell y generadur ostwng yn ddifrifol, gellir cyffroi'r generadur yn orfodol i wella terfyn sefydlogrwydd deinamig y system bŵer a chywirdeb gweithred amddiffyn y ras gyfnewid. (4) Pan fydd gor-foltedd y generadur yn digwydd oherwydd colli llwyth sydyn a rhesymau eraill, gellir dad-fagnetio'r generadur yn orfodol i gyfyngu ar y cynnydd gormodol yn foltedd terfynell y generadur. (5) Gwella sefydlogrwydd statig y system bŵer. (6) Pan fydd cylched fer cam-i-gam yn digwydd y tu mewn i'r generadur ac ar ei wifrau plwm neu pan fydd foltedd terfynell y generadur yn rhy uchel, cynhelir dad-fagnetio'n gyflym i gyfyngu ar ehangu'r ddamwain. (7) Gellir dosbarthu pŵer adweithiol y generaduron cyfochrog yn rhesymol.
3. Dosbarthu systemau cyffroi Yn ôl y ffordd y mae'r generadur yn cael y cerrynt cyffroi (hynny yw, dull cyflenwi'r cyflenwad pŵer cyffroi), gellir rhannu'r system gyffroi yn gyffroi allanol a hunan-gyffroi: gelwir y cerrynt cyffroi a geir o gyflenwadau pŵer eraill yn gyffroi allanol; gelwir y cerrynt cyffroi a geir o'r generadur ei hun yn hunan-gyffroi. Yn ôl y dull cywiro, gellir ei rannu'n gyffroi cylchdro a chyffroi statig. Nid oes gan y system gyffroi statig beiriant cyffroi arbennig. Os yw'n cael y pŵer cyffroi o'r generadur ei hun, fe'i gelwir yn gyffroi statig hunan-gyffroi. Gellir rhannu cyffroi statig hunan-gyffroi yn gyffroi hunan-gyfochrog a chyffroi hunan-gyfansawdd.
Y dull cyffroi a ddefnyddir amlaf yw cyffroi statig hunan-gyfochrog, fel y dangosir yn y ffigur isod. Mae'n cael y pŵer cyffroi trwy'r trawsnewidydd cywirydd sydd wedi'i gysylltu ag allfa'r generadur, ac yn cyflenwi cerrynt cyffroi'r generadur ar ôl cywiriad.
Diagram gwifrau o system gyffroi unionydd statig cyffroi hunan-gyfochrog
Mae'r system gyffroi statig hunan-gyfochrog yn cynnwys y rhannau canlynol yn bennaf: trawsnewidydd cyffroi, cywirydd, dyfais dadfagnetio, rheolydd rheoleiddio a dyfais amddiffyn gor-foltedd. Mae'r pum rhan hyn yn cyflawni'r swyddogaethau canlynol yn y drefn honno:
(1) Trawsnewidydd cyffroi: Gostyngwch y foltedd ar ben y peiriant i foltedd sy'n cyfateb i'r unionydd.
(2) Cywirydd: Dyma gydran graidd y system gyfan. Defnyddir cylched bont tair cam sydd wedi'i rheoli'n llawn yn aml i gwblhau'r dasg drawsnewid o AC i DC.
(3) Dyfais dadfagneteiddio: Mae'r ddyfais dadfagneteiddio yn cynnwys dwy ran, sef y switsh dadfagneteiddio a'r gwrthydd dadfagneteiddio. Mae'r ddyfais hon yn gyfrifol am ddadfagneteiddio cyflym yr uned os bydd damwain.
(4) Rheolydd rheoleiddio: Mae dyfais reoli'r system gyffroi yn newid y cerrynt cyffroi trwy reoli ongl dargludiad thyristor y ddyfais unioni i gyflawni effaith rheoleiddio pŵer adweithiol a foltedd y generadur.
(5) Amddiffyniad gor-foltedd: Pan fydd gan gylched rotor y generadur or-foltedd, caiff y gylched ei throi ymlaen i ddefnyddio'r ynni gor-foltedd, cyfyngu ar y gwerth gor-foltedd, ac amddiffyn dirwyn rotor y generadur a'i offer cysylltiedig.
Manteision y system gyffroi statig cyffroi hunan-gyfochrog yw: strwythur syml, llai o offer, buddsoddiad isel a llai o waith cynnal a chadw. Yr anfantais yw pan fydd y generadur neu'r system yn cael ei gylched fer, bydd y cerrynt cyffroi yn diflannu neu'n gostwng yn fawr, tra dylid cynyddu'r cerrynt cyffroi yn fawr (h.y. cyffroi gorfodol) ar yr adeg hon. Fodd bynnag, o ystyried bod unedau mawr modern yn defnyddio bariau bysiau caeedig yn bennaf, ac mae gridiau pŵer foltedd uchel fel arfer wedi'u cyfarparu ag amddiffyniad cyflym a dibynadwyedd uchel, mae nifer yr unedau sy'n defnyddio'r dull cyffroi hwn yn cynyddu, a dyma hefyd y dull cyffroi a argymhellir gan reoliadau a manylebau. 4. Brecio trydan yr uned Pan gaiff yr uned ei dadlwytho a'i chau i lawr, mae rhan o'r egni mecanyddol yn cael ei storio oherwydd inertia cylchdro enfawr y rotor. Dim ond ar ôl iddi gael ei throsi'n egni gwres ffrithiant y dwyn gwthiad, y dwyn canllaw a'r aer y gellir atal y rhan hon o egni yn llwyr. Gan fod colled ffrithiant yr aer yn gymesur â sgwâr cyflymder llinol y cylchedd, mae cyflymder y rotor yn gostwng yn gyflym iawn ar y dechrau, ac yna bydd yn segur am amser hir ar gyflymder isel. Pan fydd yr uned yn rhedeg am amser hir ar gyflymder isel, gall y llwyn gwthiad losgi allan oherwydd na ellir sefydlu'r ffilm olew rhwng y plât drych o dan y pen gwthiad a'r llwyn dwyn. Am y rheswm hwn, yn ystod y broses gau i lawr, pan fydd cyflymder yr uned yn gostwng i werth penodol penodol, mae angen defnyddio system frecio'r uned. Mae brecio'r uned wedi'i rannu'n frecio trydan, brecio mecanyddol a brecio cyfun. Brecio trydan yw cylched fer stator y generadur tair cam wrth allfa pen y peiriant ar ôl i'r generadur gael ei ddatgysylltu a'i ddadfagnetio, ac aros i gyflymder yr uned ostwng i tua 50% i 60% o'r cyflymder graddedig. Trwy gyfres o weithrediadau rhesymegol, darperir y pŵer brecio, ac mae'r rheolydd cyffroi yn newid i'r modd brecio trydan i ychwanegu cerrynt cyffroi at weindio rotor y generadur. Oherwydd bod y generadur yn cylchdroi, mae'r stator yn achosi cerrynt cylched fer o dan weithred maes magnetig y rotor. Mae'r trorym electromagnetig a gynhyrchir yn union gyferbyn â chyfeiriad inertial y rotor, sy'n chwarae rôl frecio. Yn y broses o wireddu brecio trydan, mae angen darparu'r cyflenwad pŵer brecio yn allanol, sy'n gysylltiedig yn agos â phrif strwythur cylched y system gyffroi. Dangosir amrywiol ffyrdd o gael y cyflenwad pŵer cyffroi brêc trydan yn y ffigur isod.
Amrywiaeth o ffyrdd o gael y cyflenwad pŵer cyffroi brêc trydan
Yn y ffordd gyntaf, mae'r ddyfais gyffroi yn ddull gwifrau cyffroi hunan-gyfochrog. Pan fydd pen y peiriant wedi'i gylched fer, nid oes gan y trawsnewidydd cyffroi gyflenwad pŵer. Daw'r cyflenwad pŵer brecio o drawsnewidydd brêc pwrpasol, ac mae'r trawsnewidydd brêc wedi'i gysylltu â phŵer y gwaith. Fel y soniwyd uchod, mae'r rhan fwyaf o brosiectau ynni dŵr yn defnyddio system gyffroi unionydd statig hunan-gyfochrog, ac mae'n fwy darbodus defnyddio pont unionydd ar gyfer y system gyffroi a'r system brêc drydan. Felly, mae'r dull hwn o gael y cyflenwad pŵer cyffroi brêc trydan yn fwy cyffredin. Mae llif gwaith brecio trydan y dull hwn fel a ganlyn:
(1) Mae torrwr cylched allfa'r uned yn cael ei agor a'r system yn cael ei datgysylltu.
(2) Mae dirwyn y rotor wedi'i ddadmagneteiddio.
(3) Mae'r switsh pŵer ar ochr eilaidd y trawsnewidydd cyffroi yn cael ei agor.
(4) Mae switsh cylched fer brêc trydan yr uned ar gau.
(5) Mae'r switsh pŵer ar ochr eilaidd y trawsnewidydd brêc trydan ar gau.
(6) Mae thyristor y bont unioni yn cael ei sbarduno i ddargludo, ac mae'r uned yn mynd i gyflwr brêc trydan.
(7) Pan fydd cyflymder yr uned yn sero, caiff y brêc trydan ei ryddhau (os defnyddir brecio cyfun, pan fydd y cyflymder yn cyrraedd 5% i 10% o'r cyflymder graddedig, rhoddir brecio mecanyddol ar waith). 5. System gyffroi deallus Mae gorsaf ynni dŵr ddeallus yn cyfeirio at orsaf ynni dŵr neu grŵp o orsafoedd ynni dŵr gyda digideiddio gwybodaeth, rhwydweithio cyfathrebu, safoni integredig, rhyngweithio busnes, optimeiddio gweithrediadau, a gwneud penderfyniadau deallus. Mae gorsafoedd ynni dŵr deallus wedi'u rhannu'n fertigol yn haen broses, haen uned, a haen rheoli gorsaf, gan ddefnyddio strwythur 3-haen 2-rwydwaith o rwydwaith haen broses (rhwydwaith GOOSE, rhwydwaith SV) a rhwydwaith haen rheoli gorsaf (rhwydwaith MMS). Mae angen i orsafoedd ynni dŵr deallus gael eu cefnogi gan offer deallus. Fel system reoli graidd y set generadur tyrbin hydro, mae datblygiad technolegol y system gyffroi yn chwarae rhan gefnogol bwysig yn y gwaith o adeiladu gorsafoedd ynni dŵr deallus.
Mewn gorsafoedd ynni dŵr deallus, yn ogystal â chwblhau tasgau sylfaenol fel cychwyn a stopio set generadur y tyrbin, cynyddu a lleihau pŵer adweithiol, a chau i lawr mewn argyfwng, dylai'r system gyffroi hefyd allu bodloni swyddogaethau modelu data a chyfathrebu IEC61850, a chefnogi cyfathrebu â rhwydwaith haen rheoli'r orsaf (rhwydwaith MMS) a rhwydwaith haen proses (rhwydwaith GOOSE a rhwydwaith SV). Mae dyfais y system gyffroi wedi'i threfnu ar haen uned strwythur system yr orsaf ynni dŵr deallus, ac mae'r uned uno, y derfynfa ddeallus, yr uned reoli ategol a dyfeisiau eraill neu offer deallus wedi'u trefnu ar yr haen broses. Dangosir strwythur y system yn y ffigur isod.
System gyffroi deallus
Mae cyfrifiadur gwesteiwr haen rheoli gorsaf y gwaith pŵer dŵr deallus yn bodloni gofynion safon gyfathrebu IEC61850, ac yn anfon signal y system gyffroi i gyfrifiadur gwesteiwr y system fonitro trwy'r rhwydwaith MMS. Dylai'r system gyffroi ddeallus allu cysylltu â switshis rhwydwaith GOOSE a rhwydwaith SV i gasglu data yn yr haen broses. Mae'r haen broses yn ei gwneud yn ofynnol bod yr allbwn data gan CT, PT a chydrannau lleol i gyd ar ffurf ddigidol. Mae CT a PT wedi'u cysylltu â'r uned uno (mae trawsnewidyddion electronig wedi'u cysylltu gan geblau optegol, ac mae trawsnewidyddion electromagnetig wedi'u cysylltu gan geblau). Ar ôl i'r data cerrynt a foltedd gael eu digideiddio, cânt eu cysylltu â'r switsh rhwydwaith SV trwy geblau optegol. Mae'n ofynnol cysylltu'r cydrannau lleol â'r derfynfa ddeallus trwy geblau, a chaiff y switsh neu'r signalau analog eu trosi'n signalau digidol a'u trosglwyddo i'r switsh rhwydwaith GOOSE trwy geblau optegol. Ar hyn o bryd, mae gan y system gyffroi swyddogaeth gyfathrebu yn y bôn â rhwydwaith MMS yr haen rheoli gorsaf a rhwydwaith GOOSE/SV yr haen broses. Yn ogystal â bodloni rhyngweithio gwybodaeth rhwydwaith safon gyfathrebu IEC61850, dylai'r system gyffroi ddeallus hefyd fod â monitro ar-lein cynhwysfawr, diagnosis namau deallus a gweithrediad a chynnal a chadw prawf cyfleus. Mae angen profi perfformiad ac effaith cymhwysiad y ddyfais gyffroi ddeallus gwbl weithredol mewn cymwysiadau peirianneg gwirioneddol yn y dyfodol.
Amser postio: Hydref-09-2024
