Rivieren yn 'e natuer hawwe allegear in bepaalde helling. Wetter streamt lâns de rivierbêding ûnder ynfloed fan swiertekrêft. Wetter op grutte hichten befettet in oerfloed oan potinsjele enerzjy. Mei help fan hydraulyske struktueren en elektromechanyske apparatuer kin de enerzjy fan wetter omset wurde yn elektryske enerzjy, dat is, wetterkrêftopwekking. It prinsipe fan wetterkrêftopwekking is ús elektromagnetyske ynduksje, dat is, as in geleider de magnetyske fluxlinen yn in magnetysk fjild snijt, sil it stroom generearje. Under harren wurdt de "beweging" fan 'e geleider yn it magnetyske fjild berikt troch de wetterstream dy't de turbine rekket om wetterenerzjy om te setten yn rotaasjemeganyske enerzjy; en it magnetyske fjild wurdt hast altyd foarme troch de oanstjoeringsstroom dy't generearre wurdt troch it oanstjoeringssysteem dat troch de rotorwikkeling fan 'e generator streamt, dat is, it magnetisme wurdt generearre troch elektrisiteit.
1. Wat is it oanstjoeringssysteem? Om de enerzjykonverzje te realisearjen, hat de syngroane generator in gelijkstroommagnetysk fjild nedich, en de gelijkstroom dy't dit magnetyske fjild genereart wurdt de oanstjoeringsstroom fan 'e generator neamd. Yn 't algemien wurdt it proses fan it foarmjen fan in magnetysk fjild yn 'e generatorrotor neffens it prinsipe fan elektromagnetyske ynduksje oanstjoering neamd. It oanstjoeringssysteem ferwiist nei de apparatuer dy't oanstjoeringsstroom leveret foar de syngroane generator. It is in wichtich ûnderdiel fan 'e syngroane generator. It bestiet oer it algemien út twa haadûnderdielen: de oanstjoeringskrêftienheid en de oanstjoeringsregulator. De oanstjoeringskrêftienheid leveret oanstjoeringsstroom oan 'e syngroane generatorrotor, en de oanstjoeringsregulator kontrolearret de útfier fan 'e oanstjoeringskrêftienheid neffens it ynfiersignaal en de opjûne regeljouwingskritearia.
2. Funksje fan it oanstjoeringssysteem It oanstjoeringssysteem hat de folgjende haadfunksjes: (1) Under normale wurkomstannichheden leveret it de oanstjoeringsstroom fan 'e generator, en past de oanstjoeringsstroom oan neffens de opjûne wet neffens de spanning fan 'e generatorterminal en de ladingsomstannichheden om de spanningsstabiliteit te behâlden. Wêrom kin de spanningsstabiliteit behâlden wurde troch de oanstjoeringsstroom oan te passen? Der is in ungefeare relaasje tusken de ynducearre potinsjeel (d.w.s. nullastpotinsjeel) Ed fan 'e statorwikkeling fan' e generator, de terminalspanning Ug, de reaktive ladingsstroom Ir fan 'e generator, en de longitudinale syngroane reaktânsje Xd:
De ynducearre potinsjeel Ed is evenredich mei de magnetyske flux, en de magnetyske flux hinget ôf fan 'e grutte fan' e eksitaasjestroom. As de eksitaasjestroom net feroaret, bliuwe de magnetyske flux en de ynducearre potinsjeel Ed net feroare. Ut 'e boppesteande formule kin sjoen wurde dat de terminalspanning fan' e generator sil ôfnimme mei de tanimming fan reaktive stroom. Om lykwols te foldwaan oan 'e easken fan' e brûker foar stroomkwaliteit, moat de terminalspanning fan 'e generator yn prinsipe net feroare bliuwe. Fansels is de manier om dizze eask te berikken om de eksitaasjestroom fan' e generator oan te passen as de reaktive stroom Ir feroaret (dat is, de lading feroaret). (2) Neffens de ladingsomstannichheden wurdt de eksitaasjestroom oanpast neffens in bepaalde regel om it reaktive fermogen oan te passen. Wêrom is it nedich om it reaktive fermogen oan te passen? In protte elektryske apparatuer wurket op basis fan it prinsipe fan elektromagnetyske ynduksje, lykas transformators, motors, lasmasines, ensfh. Se fertrouwe allegear op it oprjochtsjen fan in wikseljend magnetysk fjild om enerzjy te konvertearjen en oer te dragen. It elektryske fermogen dat nedich is om in wikseljend magnetysk fjild en ynducearre magnetyske flux op te rjochtsjen wurdt reaktiv fermogen neamd. Alle elektryske apparatuer mei elektromagnetyske spoelen ferbrûkt reaktiv fermogen om in magnetysk fjild op te rjochtsjen. Sûnder reaktive krêft sil de motor net draaie, de transformator sil de spanning net transformearje kinne, en in protte elektryske apparatuer sil net wurkje. Dêrom is reaktive krêft perfoarst net nutteleaze krêft. Under normale omstannichheden krijt elektryske apparatuer net allinich aktive krêft fan 'e generator, mar moat ek reaktive krêft fan 'e generator krije. As it reaktive krêft yn it stroomnet tekoart is, sil de elektryske apparatuer net genôch reaktive krêft hawwe om in normaal elektromagnetysk fjild te meitsjen. Dan kin dizze elektryske apparatuer gjin nominale operaasje behâlde, en de terminalspanning fan 'e elektryske apparatuer sil sakje, wat de normale operaasje fan' e elektryske apparatuer beynfloedet. Dêrom is it nedich om it reaktive krêft oan te passen neffens de werklike lading, en it reaktive krêftútfier fan 'e generator is relatearre oan' e grutte fan 'e oanstjoeringsstroom. It spesifike prinsipe sil hjir net útwurke wurde. (3) As in koartslutingûngelok foarkomt yn it stroomsysteem of oare redenen feroarsaakje dat de terminalspanning fan' e generator serieus sakket, kin de generator mei geweld oanstjit wurde om de dynamyske stabiliteitslimyt fan it stroomsysteem en de krektens fan 'e relaisbeskermingsaksje te ferbetterjen. (4) As de generatoroerspanning optreedt fanwegen hommelse load shedding en oare redenen, kin de generator mei geweld demagnetisearre wurde om de oermjittige tanimming fan 'e generatorterminalspanning te beheinen. (5) Ferbetterje de statyske stabiliteit fan it stroomsysteem. (6) As der in faze-nei-faze koartsluting optreedt yn 'e generator en op syn leaddraden of as de generatorterminalspanning te heech is, wurdt demagnetisaasje fluch útfierd om de útwreiding fan it ûngelok te beheinen. (7) It reaktive fermogen fan 'e parallelle generators kin ridlik ferdield wurde.
3. Klassifikaasje fan oanstjoeringssystemen Neffens de manier wêrop de generator de oanstjoeringsstroom krijt (dat is, de oanfiermetoade fan 'e oanstjoeringsstroomfoarsjenning), kin it oanstjoeringssysteem wurde ferdield yn eksterne oanstjoering en sels-oanstjoering: de oanstjoeringsstroom dy't wurdt krigen fan oare stroomfoarsjennings wurdt eksterne oanstjoering neamd; de oanstjoeringsstroom dy't wurdt krigen fan 'e generator sels wurdt sels-oanstjoering neamd. Neffens de gelykrjochtingsmetoade kin it wurde ferdield yn rotearjende oanstjoering en statyske oanstjoering. It statyske oanstjoeringssysteem hat gjin spesjale oanstjoeringsmasine. As it it oanstjoeringsfermogen fan 'e generator sels krijt, wurdt it sels-oanstjoering statyske oanstjoering neamd. Sels-oanstjoering statyske oanstjoering kin wurde ferdield yn sels-parallelle oanstjoering en sels-gearstallende oanstjoering.
De meast brûkte oanstjoeringsmetoade is selsparallelle oanstjoeringsmetoade mei statyske oanstjoering, lykas te sjen is yn 'e ûndersteande figuer. It krijt it oanstjoeringsfermogen fia de gelijkrichtertransformator dy't ferbûn is mei de generatorútgong, en leveret de generator-oanstjoeringsstroom nei gelykrichting.
Bedradingsdiagram fan selsparallelle oanstjoeringssysteem foar statyske gelykrichter
It selsparallelle statyske oanstjoeringssysteem bestiet benammen út de folgjende ûnderdielen: oanstjoeringstransformator, gelijkrichter, demagnetisaasje-apparaat, regeljouwingscontroller en oerspanningsbeskermingsapparaat. Dizze fiif ûnderdielen foltôgje respektivelik de folgjende funksjes:
(1) Oanstjoeringstransformator: Ferleegje de spanning oan 'e masinekant nei in spanning dy't oerienkomt mei de gelijkrichter.
(2) Gelijkrichter: It is it kearnkomponint fan it heule systeem. In trijefaze folslein kontroleare brêgesirkwy wurdt faak brûkt om de konverzjetaak fan AC nei DC te foltôgjen.
(3) Demagnetisaasje-apparaat: It demagnetisaasje-apparaat bestiet út twa ûnderdielen, nammentlik de demagnetisaasjeskakelaar en de demagnetisaasjewjerstân. Dit apparaat is ferantwurdlik foar de rappe demagnetisaasje fan it apparaat yn gefal fan in ûngelok.
(4) Regelkontrôler: It kontrôleapparaat fan it eksitaasjesysteem feroaret de eksitaasjestroom troch de geliedingshoeke fan 'e tyristor fan it gelijkrichterapparaat te kontrolearjen om it effekt te berikken fan it regeljen fan it reaktive fermogen en de spanning fan 'e generator.
(5) Oerspanningsbeskerming: As it generatorrotorcircuit in oerspanning hat, wurdt it circuit ynskeakele om de oerspanningsenerzjy te konsumearjen, de oerspanningswearde te beheinen en de generatorrotorwikkeling en de oansletten apparatuer te beskermjen.
De foardielen fan it selsparallelle statyske eksitaasjesysteem binne: ienfâldige struktuer, minder apparatuer, lege ynvestearring en minder ûnderhâld. It neidiel is dat as de generator of it systeem koartsluten wurdt, de eksitaasjestroom ferdwynt of sterk sakket, wylst de eksitaasjestroom op dit stuit sterk ferhege wurde moat (d.w.s. twongen eksitaasje). Mei it each op it feit dat moderne grutte ienheden meast sletten bussen brûke, en heechspanningsnetwurken oer it algemien foarsjoen binne fan rappe beskerming en hege betrouberens, nimt it oantal ienheden dat dizze eksitaasjemetoade brûkt ta, en dit is ek de eksitaasjemetoade dy't oanrikkemandearre wurdt troch regeljouwing en spesifikaasjes. 4. Elektrysk remmen fan 'e ienheid As de ienheid ûntladen en útskeakele wurdt, wurdt in diel fan 'e meganyske enerzjy opslein fanwegen de enoarme rotaasjetraagheid fan 'e rotor. Dit diel fan 'e enerzjy kin allinich folslein stoppe wurde nei't it omset is yn wriuwingwarmte-enerzjy fan it druklager, geliedingslager en loft. Om't it wriuwingferlies fan 'e loft evenredich is mei it kwadraat fan 'e lineêre snelheid fan 'e omtrek, sakket de rotorsnelheid earst tige fluch, en dan sil it lange tiid stilstean by in lege snelheid. As de ienheid lange tiid op in lege snelheid draait, kin de stoterbus útbaarne, om't de oaljefilm tusken de spegelplaat ûnder de stoterkop en de lagerbus net fêststeld wurde kin. Om dizze reden moat it remsysteem fan 'e ienheid yn gebrûk nommen wurde as de snelheid fan 'e ienheid nei in bepaalde wearde sakket tidens it útskeakeljen. It remmen fan 'e ienheid is ferdield yn elektrysk remmen, meganysk remmen en kombineare remmen. Elektrysk remmen is om de trijefase generatorstator by de masine-útgong koart te sluten nei't de generator ûntkoppeld en demagnetisearre is, en te wachtsjen oant de snelheid fan 'e ienheid sakket nei sawat 50% oant 60% fan 'e nominale snelheid. Troch in searje logyske operaasjes wurdt it remfermogen levere, en de oanstjoeringsregulator wikselt nei de elektryske remmodus om oanstjoeringsstroom ta te foegjen oan 'e rotorwikkeling fan' e generator. Omdat de generator draait, feroarsaket de stator in koartslutingsstroom ûnder ynfloed fan it magnetyske fjild fan 'e rotor. It generearre elektromagnetyske koppel is krekt tsjinoersteld oan 'e traachheidsrjochting fan' e rotor, dy't in remrol spilet. Yn it proses fan it realisearjen fan elektrysk remmen moat de remstroomfoarsjenning ekstern levere wurde, wat nau besibbe is oan 'e haadsirkwystruktuer fan it oanstjoeringssysteem. Ferskate manieren om de elektryske rem-oanstjoeringsstroomfoarsjenning te krijen wurde werjûn yn 'e ûndersteande figuer.
Ferskate manieren om de elektryske rem-eksitaasjestroomfoarsjenning te krijen
Yn 'e earste manier is it oanstjoeringsapparaat in selsparallelle oanstjoeringsbedradingsmetoade. As it masine-ein koartsluten wurdt, hat de oanstjoeringstransformator gjin stroomfoarsjenning. De remstroomfoarsjenning komt fan in tawijde remtransformator, en de remtransformator is ferbûn mei de stroom fan 'e plant. Lykas hjirboppe neamd, brûke de measte wetterkrêftprojekten in selsparallel oanstjoeringssysteem mei statyske gelijkrichter, en it is ekonomischer om in gelijkrichterbrêge te brûken foar it oanstjoeringssysteem en it elektryske remsysteem. Dêrom is dizze metoade foar it krijen fan 'e elektryske rem-oanstjoeringsstroomfoarsjenning faker. De elektryske remworkflow fan dizze metoade is as folget:
(1) De stroomûnderbrekker fan 'e ienheid wurdt iepene en it systeem wurdt ûntkoppeld.
(2) De rotorwikkeling is demagnetisearre.
(3) De oan/út-skeakel oan 'e sekundêre kant fan 'e oanstjoeringstransformator wurdt iepene.
(4) De koartslutingsschakelaar foar de elektryske rem fan it apparaat is sluten.
(5) De oan/út-skeakel oan 'e sekundêre kant fan 'e elektryske remtransformator is sluten.
(6) De thyristor fan 'e gelykrichterbrêge wurdt triggerd om te lieden, en de ienheid giet yn 'e elektryske remtastân.
(7) As de snelheid fan 'e ienheid nul is, wurdt de elektryske rem loslitten (as kombineare remmen brûkt wurdt, wurdt meganyske remming tapast as de snelheid 5% oant 10% fan 'e nominale snelheid berikt). 5. Intelligent oanstjoeringssysteem Intelligente wetterkrêftsintrale ferwiist nei in wetterkrêftsintrale of wetterkrêftsintralegroep mei ynformaasjedigitalisearring, kommunikaasjenetwurken, yntegreare standerdisaasje, bedriuwsynteraksje, operaasjeoptimalisaasje en yntelliginte beslútfoarming. Intelligente wetterkrêftsintrales binne fertikaal ferdield yn proseslaach, ienheidslaach en stasjonskontrôlelaach, mei in 3-laach 2-netwurkstruktuer fan proseslaachnetwurk (GOOSE-netwurk, SV-netwurk) en stasjonskontrôlelaachnetwurk (MMS-netwurk). Intelligente wetterkrêftsintrales moatte stipe wurde troch yntelliginte apparatuer. As it kearnkontrôlesysteem fan 'e wetterturbinegeneratorset spilet de technologyske ûntwikkeling fan it oanstjoeringssysteem in wichtige stypjende rol yn 'e bou fan yntelliginte wetterkrêftsintrales.
Yn yntelliginte wetterkrêftsintrales moat it oanstjoeringssysteem, neist it útfieren fan basistaken lykas it starten en stopjen fan 'e turbinegeneratorset, it ferheegjen en ferminderjen fan reaktive krêft, en needstop, ek foldwaan kinne oan 'e IEC61850-gegevensmodellering- en kommunikaasjefunksjes, en kommunikaasje stypje mei it stasjonskontrôlelaachnetwurk (MMS-netwurk) en it proseslaachnetwurk (GOOSE-netwurk en SV-netwurk). It oanstjoeringssysteemapparaat is pleatst op 'e ienheidslaach fan 'e yntelliginte wetterkrêftsintralesysteemstruktuer, en de gearfoegingsienheid, yntelliginte terminal, helpkontrôleienheid en oare apparaten of yntelliginte apparatuer binne pleatst op 'e proseslaach. De systeemstruktuer wurdt werjûn yn 'e ûndersteande figuer.
Intelligent eksitaasjesysteem
De hostkompjûter fan 'e stasjonskontrôlelaach fan 'e yntelliginte wetterkrêftsintrale foldocht oan 'e easken fan 'e IEC61850 kommunikaasjestandert, en stjoert it sinjaal fan it oanstjoeringssysteem nei de hostkompjûter fan it monitorsysteem fia it MMS-netwurk. It yntelliginte oanstjoeringssysteem moat ferbining meitsje kinne mei it GOOSE-netwurk en SV-netwurkskeakels om gegevens te sammeljen op 'e proseslaach. De proseslaach fereasket dat de gegevens dy't troch CT, PT en lokale komponinten útfierd wurde, allegear yn digitale foarm binne. CT en PT binne ferbûn mei de gearfoegingsienheid (elektroanyske transformators binne ferbûn troch optyske kabels, en elektromagnetyske transformators binne ferbûn troch kabels). Nei't de stroom- en spanningsgegevens digitalisearre binne, wurde se ferbûn mei de SV-netwurkskeakel fia optyske kabels. De lokale komponinten moatte fia kabels ferbûn wurde mei de yntelliginte terminal, en de skeakel of analoge sinjalen wurde omset yn digitale sinjalen en fia optyske kabels nei de GOOSE-netwurkskeakel oerbrocht. Op it stuit hat it oanstjoeringssysteem yn prinsipe de kommunikaasjefunksje mei it MMS-netwurk fan 'e stasjonskontrôlelaach en it GOOSE/SV-netwurk fan 'e proseslaach. Neist it foldwaan oan de netwurkynformaasje-ynteraksje fan 'e IEC61850-kommunikaasjestandert, moat it yntelliginte oanstjoeringssysteem ek wiidweidige online monitoring, yntelliginte foutdiagnose en handige testoperaasje en ûnderhâld hawwe. De prestaasjes en tapassingseffekt fan it folslein funksjonele yntelliginte oanstjoeringsapparaat moatte wurde hifke yn takomstige werklike technyske tapassingen.
Pleatsingstiid: 9 oktober 2024
