Kali ing alam kabeh duwe kemiringan tartamtu. Banyu mili ing sadawane pinggir kali kanthi tumindak gravitasi. Banyu ing papan sing dhuwur ngandhut energi potensial sing akeh banget. Kanthi bantuan struktur hidrolik lan peralatan elektromekanik, energi banyu bisa diowahi dadi energi listrik, yaiku pembangkit listrik tenaga air. Prinsip pembangkit tenaga hidro yaiku induksi elektromagnetik kita, yaiku, nalika konduktor ngethok garis fluks magnet ing medan magnet, bakal ngasilake arus. Antarane wong-wong mau, "gerakan" saka konduktor ing kolom Magnetik wis ngrambah dening aliran banyu impact turbin kanggo ngowahi energi banyu dadi energi mechanical rotasi; lan Magnetik kolom meh tansah kawangun dening saiki eksitasi kui dening sistem eksitasi mili liwat generator rotor nduwurke tumpukan, sing, magnet digawe dening listrik.
1. Apa sistem eksitasi? Kanggo mujudake konversi energi, generator sinkron mbutuhake medan magnet DC, lan arus DC sing ngasilake medan magnet iki diarani arus eksitasi generator. Umumé, proses mbentuk medan magnet ing rotor generator miturut prinsip induksi elektromagnetik diarani eksitasi. Sistem eksitasi nuduhake peralatan sing nyedhiyakake arus eksitasi kanggo generator sinkron. Iki minangka bagean penting saka generator sinkron. Umume kasusun saka rong bagean utama: unit daya eksitasi lan regulator eksitasi. Unit daya eksitasi nyedhiyakake arus eksitasi menyang rotor generator sinkron, lan regulator eksitasi ngontrol output unit daya eksitasi miturut sinyal input lan kriteria regulasi sing diwenehake.
2. Fungsi sistem eksitasi Sistem eksitasi nduweni fungsi utama ing ngisor iki: (1) Ing kondisi operasi normal, nyedhiyakake arus eksitasi generator, lan nyetel arus eksitasi miturut hukum sing diwenehake miturut voltase terminal generator lan kondisi beban kanggo njaga stabilitas voltase. Yagene stabilitas voltase bisa dijaga kanthi nyetel arus eksitasi? Ana hubungan kira-kira antarane potensial induksi (yaiku potensial tanpa beban) Ed saka belitan stator generator, tegangan terminal Ug, arus beban reaktif Ir generator, lan reaktansi sinkron longitudinal Xd:
Ed potensial induksi sebanding karo fluks magnetik, lan fluks magnetik gumantung saka gedhene arus eksitasi. Nalika arus eksitasi tetep ora owah, fluks magnetik lan potensial Ed ora owah. Saka rumus ing ndhuwur, bisa dideleng yen tegangan terminal generator bakal mudhun kanthi mundhake arus reaktif. Nanging, kanggo nyukupi kabutuhan pangguna kanggo kualitas daya, voltase terminal generator kudu tetep ora owah. Temenan, cara kanggo entuk syarat iki yaiku nyetel arus eksitasi generator amarga owah-owahan arus reaktif Ir (yaiku, owah-owahan beban). (2) Miturut kahanan mbukak, saiki eksitasi diatur miturut aturan tartamtu kanggo nyetel daya reaktif. Apa perlu kanggo nyetel daya reaktif? Akeh peralatan listrik sing adhedhasar prinsip induksi elektromagnetik, kayata trafo, motor, mesin las, lan liya-liyane. Daya listrik sing dibutuhake kanggo nggawe medan magnet bolak-balik lan fluks magnet sing diinduksi diarani daya reaktif. Kabeh peralatan listrik nganggo gulungan elektromagnetik nggunakake daya reaktif kanggo nggawe medan magnet. Tanpa daya reaktif, motor ora bakal muter, trafo ora bisa ngowahi voltase, lan akeh peralatan listrik ora bisa digunakake. Mulane, daya reaktif ora liya daya tanpa guna. Ing kahanan normal, peralatan listrik ora mung entuk daya aktif saka generator, nanging uga kudu entuk daya reaktif saka generator. Yen daya reaktif ing kothak daya kurang, peralatan listrik ora bakal duwe daya reaktif cukup kanggo netepake kolom elektromagnetik normal. Banjur peralatan listrik kasebut ora bisa njaga operasi sing dirating, lan voltase terminal peralatan listrik bakal mudhun, saéngga mengaruhi operasi normal peralatan listrik. Mulane, perlu nyetel daya reaktif miturut beban nyata, lan output daya reaktif dening generator ana hubungane karo gedhene arus eksitasi. Prinsip khusus ora bakal dijlentrehake ing kene. (3) Nalika kacilakan short circuit ana ing sistem daya utawa alasan liyane nimbulaké voltase terminal generator kanggo nyelehake akeh, generator bisa forcibly bungah kanggo nambah watesan stabilitas dinamis saka sistem daya lan akurasi tumindak pangayoman relay. (4) Nalika overvoltage generator ana amarga mbukak mbukak tiba-tiba lan alasan liyane, generator bisa demagnetized forcibly kanggo matesi Tambah gedhe banget saka voltase terminal generator. (5) Ngapikake stabilitas statis sistem daya. (6) Nalika sirkuit cendhak phase-kanggo-phase ana ing generator lan ing kabel timbal utawa voltase terminal generator dhuwur banget, demagnetization digawa metu cepet kanggo matesi expansion saka kacilakan. (7) Daya reaktif generator paralel bisa disebarake kanthi wajar.
3. Klasifikasi sistem eksitasi Miturut cara generator entuk arus eksitasi (yaiku metode pasokan sumber daya eksitasi), sistem eksitasi bisa dipérang dadi eksitasi eksternal lan eksitasi diri: arus eksitasi sing dipikolehi saka sumber daya liyane diarani eksitasi eksternal; saiki eksitasi sing dipikolehi saka generator kasebut diarani self-excitation. Miturut cara rectification, bisa dipérang dadi eksitasi rotary lan eksitasi statis. Sistem eksitasi statis ora duwe mesin eksitasi khusus. Yen entuk daya eksitasi saka generator dhewe, diarani eksitasi statis. Self-excitation statis excitation bisa dipérang dadi self-parallel excitation lan self-compounding excitation.
Cara eksitasi sing paling umum digunakake yaiku eksitasi statis self-parallel excitation, kaya sing dituduhake ing gambar ing ngisor iki. Iki entuk daya eksitasi liwat trafo rectifier sing disambungake menyang stopkontak generator, lan nyedhiyakake arus eksitasi generator sawise rectification.
Diagram pengkabelan sistem eksitasi penyearah statis self-parallel excitation
Sistem eksitasi statis eksitasi podo karo utamane kalebu bagean ing ngisor iki: trafo eksitasi, rectifier, piranti demagnetisasi, pengontrol regulasi lan piranti proteksi overvoltage. Lima bagean kasebut ngrampungake fungsi ing ngisor iki:
(1) Trafo eksitasi: Ngurangi voltase ing mburi mesin menyang voltase sing cocog karo rectifier.
(2) Rectifier: Iku komponen inti saka kabeh sistem. Sirkuit jembatan sing dikontrol kanthi telung fase asring digunakake kanggo ngrampungake tugas konversi saka AC menyang DC.
(3) Piranti demagnetisasi: Piranti demagnetisasi kasusun saka rong bagean, yaiku switch demagnetization lan resistor demagnetization. Piranti iki tanggung jawab kanggo demagnetisasi unit kanthi cepet yen ana kacilakan.
(4) Pengontrol peraturan: Piranti kontrol sistem eksitasi ngganti arus eksitasi kanthi ngontrol sudut konduksi thyristor piranti rectifier kanggo entuk efek ngatur daya reaktif lan voltase generator.
(5) Proteksi overvoltage: Nalika sirkuit rotor generator duwe overvoltage, sirkuit diuripake kanggo nggunakake energi overvoltage, matesi nilai overvoltage, lan nglindhungi rotor generator nduwurke tumpukan lan peralatan disambungake.
Kaluwihan saka sistem eksitasi statis poto-podo karo: struktur prasaja, peralatan kurang, investasi kurang lan kurang pangopènan. Kerugian kasebut yaiku nalika generator utawa sistem short-circuited, saiki eksitasi bakal ilang utawa mudhun banget, nalika saiki eksitasi kudu tambah akeh (yaiku eksitasi paksa) ing wektu iki. Nanging, amarga unit gedhe modern biasane nggunakake busbar tertutup, lan jaringan listrik voltase dhuwur umume dilengkapi kanthi proteksi kanthi cepet lan linuwih, jumlah unit sing nggunakake metode eksitasi iki saya tambah, lan iki uga cara eksitasi sing disaranake dening peraturan lan spesifikasi. 4. Electric braking saka unit Nalika unit unloaded lan mati, bagean saka energi mechanical disimpen amarga inersia rotasi ageng rotor. Bagean energi iki mung bisa mandheg sawise diowahi dadi energi panas gesekan saka bantalan dorong, bantalan pandhuan lan hawa. Wiwit mundhut gesekan udhara sebanding karo kuadrat saka kecepatan linear circumference, kacepetan rotor irungnya cepet banget ing kawitan, lan banjur bakal nganggur kanggo dangu ing kacepetan kurang. Nalika unit mlaku ing wektu sing suwe kanthi kacepetan sing sithik, grumbulan dorong bisa diobong amarga film lenga ing antarane piring pangilon ing sangisore kepala dorong lan grumbulan bantalan ora bisa ditetepake. Mulane, sajrone proses mateni, nalika kacepetan unit mudhun menyang nilai tartamtu, sistem rem unit kudu digunakake. Braking unit dipérang dadi rem elektrik, rem mekanik lan rem gabungan. Electric braking punika short-circuit stator generator telung phase ing stopkontak pungkasan mesin sawise generator wis decoupled lan demagnetized, lan ngenteni kacepetan Unit kanggo nyelehake kanggo bab 50% kanggo 60% saka kacepetan dirating. Liwat seri operasi logis, daya rem diwenehake, lan regulator eksitasi ngalih menyang mode rem listrik kanggo nambah arus eksitasi menyang gulungan rotor generator. Amarga generator puteran, stator ngindhuksi arus short-circuit miturut tumindak medan magnet rotor. Torsi elektromagnetik sing diasilake mung ngelawan arah inersia rotor, sing nduweni peran rem. Ing proses nyadari rem listrik, sumber daya rem kudu diwenehake sacara eksternal, sing ana hubungane karo struktur sirkuit utama sistem eksitasi. Macem-macem cara kanggo entuk sumber daya eksitasi rem listrik ditampilake ing gambar ing ngisor iki.
Macem-macem cara kanggo entuk sumber daya eksitasi rem listrik
Ing cara pisanan, piranti eksitasi minangka cara kabel eksitasi paralel dhewe. Nalika mburi mesin short-circuited, trafo eksitasi ora sumber daya. Sumber daya rem teka saka trafo rem khusus, lan trafo rem disambungake menyang daya tanduran. Kaya kasebut ing ndhuwur, paling proyèk PLTA nggunakake poto-paralel excitation rectifier rectifier sistem, lan iku luwih ekonomi nggunakake rectifier bridge kanggo sistem excitation lan sistem brake elektrik. Mula, cara iki kanggo entuk sumber daya eksitasi rem listrik luwih umum. Alur kerja rem listrik saka metode iki kaya ing ngisor iki:
(1) Pemutus sirkuit stopkontak unit dibukak lan sistem dipisahake.
(2) Rotor nduwurke tumpukan wis demagnetized.
(3) Ngalih daya ing sisih sekunder trafo eksitasi dibukak.
(4) Unit rem listrik saklar short-circuit ditutup.
(5) Ngalih daya ing sisih sekunder trafo rem listrik ditutup.
(6) Thyristor jembatan rectifier dipicu kanggo nindakake, lan unit kasebut mlebu negara rem listrik.
(7) Nalika kacepetan unit nol, rem listrik dibebasake (yen rem gabungan digunakake, nalika kacepetan tekan 5% nganti 10% saka kacepetan sing dirating, rem mekanik ditrapake). 5. Sistem eksitasi cerdas Pembangkit listrik tenaga air cerdas nuduhake pembangkit listrik tenaga air utawa grup pembangkit listrik tenaga air kanthi digitalisasi informasi, jaringan komunikasi, standarisasi terpadu, interaksi bisnis, optimalisasi operasi, lan pengambilan keputusan sing cerdas. Pembangkit listrik tenaga air cerdas dibagi vertikal dadi lapisan proses, lapisan unit, lan lapisan kontrol stasiun, nggunakake struktur 3-lapisan 2-jaringan jaringan lapisan proses (jaringan GOOSE, jaringan SV) lan jaringan lapisan kontrol stasiun (jaringan MMS). Pembangkit listrik tenaga air sing cerdas kudu didhukung dening peralatan sing cerdas. Minangka sistem kontrol inti set generator hidro-turbin, pangembangan teknologi sistem eksitasi nduweni peran pendukung penting ing pambangunan pembangkit listrik tenaga air sing cerdas.
Ing pembangkit listrik tenaga air sing cerdas, saliyane ngrampungake tugas dhasar kayata miwiti lan mungkasi set generator turbin, nambah lan nyuda daya reaktif, lan mateni darurat, sistem eksitasi uga kudu bisa nyukupi fungsi pemodelan data lan komunikasi IEC61850, lan ndhukung komunikasi karo jaringan lapisan kontrol stasiun (jaringan MMS) lan jaringan lapisan proses (jaringan SVG lan jaringan SV). Piranti sistem eksitasi disusun ing lapisan unit struktur sistem stasiun tenaga air cerdas, lan unit gabungan, terminal cerdas, unit kontrol tambahan lan piranti liyane utawa peralatan cerdas disusun ing lapisan proses. Struktur sistem ditampilake ing gambar ing ngisor iki.
Sistem eksitasi cerdas
Komputer tuan rumah lapisan kontrol stasiun pembangkit listrik tenaga air cerdas memenuhi syarat standar komunikasi IEC61850, lan ngirim sinyal sistem eksitasi menyang komputer host sistem pemantauan liwat jaringan MMS. Sistem eksitasi cerdas kudu bisa nyambung karo jaringan GOOSE lan switch jaringan SV kanggo ngumpulake data ing lapisan proses. Lapisan proses mbutuhake output data dening CT, PT lan komponen lokal kabeh ing wangun digital. CT lan PT disambungake menyang unit gabungan (trafo elektronik disambungake nganggo kabel optik, lan trafo elektromagnetik disambungake nganggo kabel). Sawise data saiki lan voltase digitized, lagi disambungake menyang ngalih jaringan SV liwat kabel optik. Komponen lokal kudu disambungake menyang terminal cerdas liwat kabel, lan switch utawa sinyal analog diowahi dadi sinyal digital lan dikirim menyang switch jaringan GOOSE liwat kabel optik. Saiki, sistem eksitasi nduweni fungsi komunikasi karo lapisan kontrol stasiun MMS jaringan lan lapisan proses GOOSE / jaringan SV. Saliyane nyukupi interaksi informasi jaringan standar komunikasi IEC61850, sistem eksitasi cerdas uga kudu duwe pemantauan online sing komprehensif, diagnosis kesalahan cerdas lan operasi lan pangopènan tes sing trep. Efek kinerja lan aplikasi saka piranti eksitasi cerdas sing fungsional kudu diuji ing aplikasi teknik nyata ing mangsa ngarep.
Wektu kirim: Oct-09-2024
