Жаратылыштагы дарыялардын баары белгилүү бир жантайыңкылыкка ээ. Суу дарыянын нугу боюнча тартылуу күчүнүн таасири астында агат. Бийик тоолуу жерлердеги сууда потенциалдуу энергия көп. Гидравликалык курулмалардын жана электромеханикалык жабдуулардын жардамы менен суунун энергиясын электр энергиясына, башкача айтканда, гидроэнергия өндүрүүгө айландырууга болот. Гидроэнергия өндүрүүнүн принциби - биздин электромагниттик индукциябыз, башкача айтканда, өткөргүч магнит талаасындагы магниттик агым сызыктарын кесип салганда, ал ток пайда кылат. Алардын арасында, өткөргүчтүн магнит талаасындагы "кыймылына" суунун агымы турбинага таасир этип, суунун энергиясын айланма механикалык энергияга айландыруу аркылуу жетишилет; ал эми магнит талаасы дээрлик ар дайым генератордун роторунун оромосу аркылуу агып өткөн козгоо системасы тарабынан пайда болгон козгоо тогунан пайда болот, башкача айтканда, магнетизм электр энергиясы аркылуу пайда болот.
1. Козголуу системасы деген эмне? Энергияны конвертациялоо үчүн синхрондуу генераторго туруктуу токтун магнит талаасы керек, ал эми бул магнит талаасын пайда кылган туруктуу ток генератордун козголуу тогу деп аталат. Жалпысынан алганда, электромагниттик индукция принцибине ылайык генератордун роторунда магнит талаасын пайда кылуу процесси козголуу деп аталат. Козголуу системасы синхрондуу генератор үчүн козголуу тогун камсыз кылган жабдууларды билдирет. Ал синхрондуу генератордун маанилүү бөлүгү болуп саналат. Ал жалпысынан эки негизги бөлүктөн турат: козголуу кубат блогу жана козголуу жөнгө салгычы. Козголуу кубат блогу синхрондуу генератордун роторуна козголуу тогун камсыз кылат, ал эми козголуу жөнгө салгычы киргизүү сигналына жана берилген жөнгө салуу критерийлерине ылайык козголуу кубат блогунун чыгышын башкарат.
2. Козголуу системасынын функциясы Козголуу системасы төмөнкү негизги функцияларды аткарат: (1) Кадимки иштөө шарттарында ал генераторго козголуу тогун берет жана генератордун терминалынын чыңалуусуна жана жүктөө шарттарына ылайык берилген мыйзамга ылайык козголуу тогун жөнгө салат, бул чыңалуу туруктуулугун сактоого мүмкүндүк берет. Козголуу тогун жөнгө салуу менен чыңалуу туруктуулугун эмне үчүн сактоого болот? Генератордун статорунун оромосунун индукцияланган потенциалынын (б.а., жүксүз потенциалынын) Ed, терминалдык чыңалуу Ug, генератордун реактивдүү жүктөө тогу Ir жана узунунан кеткен синхрондуу реактивдүүлүк Xd ортосунда болжолдуу байланыш бар:
Индукцияланган потенциал Ed магнит агымына пропорционалдуу, ал эми магнит агымы козгоо тогунун чоңдугуна көз каранды. Козголуу тогу өзгөрүүсүз калганда, магнит агымы жана индукцияланган потенциал Ed өзгөрүүсүз калат. Жогорудагы формуладан генератордун терминалдык чыңалуусу реактивдүү токтун көбөйүшү менен азаяарын көрүүгө болот. Бирок, колдонуучунун кубаттуулуктун сапатына болгон талаптарын канааттандыруу үчүн генератордун терминалдык чыңалуусу негизинен өзгөрүүсүз калышы керек. Албетте, бул талапка жетүү жолу - реактивдүү Ir тогу өзгөргөндө (б.а., жүк өзгөргөндө) генератордун козгоо тогун тууралоо. (2) Жүктөө шарттарына ылайык, козгоо тогу реактивдүү кубаттуулукту тууралоо үчүн берилген эрежеге ылайык туураланат. Эмне үчүн реактивдүү кубаттуулукту тууралоо керек? Көптөгөн электр жабдуулары, мисалы, трансформаторлор, моторлор, ширетүүчү машиналар ж.б. электромагниттик индукция принцибинин негизинде иштейт. Алардын баары энергияны айландыруу жана өткөрүп берүү үчүн өзгөрмө магнит талаасын түзүүгө таянат. Өзгөрмө магнит талаасын жана индукцияланган магнит агымын түзүү үчүн талап кылынган электр кубаты реактивдүү кубаттуулук деп аталат. Электромагниттик катушкалары бар бардык электр жабдуулары магнит талаасын түзүү үчүн реактивдүү кубаттуулукту сарптайт. Реактивдүү кубатсыз кыймылдаткыч айланбайт, трансформатор чыңалууну өзгөртө албайт жана көптөгөн электр жабдуулары иштебейт. Ошондуктан, реактивдүү кубат эч качан пайдасыз кубат эмес. Кадимки шарттарда электр жабдуулары генератордон активдүү кубаттуулукту гана албастан, генератордон реактивдүү кубаттуулукту да алышы керек. Эгерде электр тармагындагы реактивдүү кубат жетишсиз болсо, электр жабдууларында кадимки электромагниттик талааны түзүү үчүн жетиштүү реактивдүү кубаттуулук болбойт. Анда бул электр жабдуулары номиналдык иштөөнү сактай албайт жана электр жабдууларынын терминалдык чыңалуусу төмөндөйт, ошону менен электр жабдууларынын кадимки иштешине таасир этет. Ошондуктан, реактивдүү кубаттуулукту чыныгы жүктөмгө ылайыкташтыруу керек, ал эми генератордун реактивдүү кубаттуулугу козгоо тогунун чоңдугуна байланыштуу. Бул жерде конкреттүү принцип иштелип чыкпайт. (3) Электр системасында кыска туташуу кырсыгы болгондо же генератордун терминалдык чыңалуусу кескин төмөндөгөндө, электр системасынын динамикалык туруктуулук чегин жана реле коргоо аракетинин тактыгын жакшыртуу үчүн генераторду күч менен козгоого болот. (4) Генератордун ашыкча чыңалуусун күтүүсүз жүктөмдүн төмөндөшүнөн жана башка себептерден улам пайда болгондо, генератордун терминалдык чыңалуусунун ашыкча жогорулашын чектөө үчүн генераторду күч менен магниттен ажыратууга болот. (5) Электр системасынын статикалык туруктуулугун жакшыртуу. (6) Генератордун ичинде жана анын зымдарында фаза аралык кыска туташуу пайда болгондо же генератордун терминалдык чыңалуусунун өтө жогору болушунда, кырсыктын кеңейишин чектөө үчүн магниттен ажыратуу тез жүргүзүлөт. (7) Параллель генераторлордун реактивдүү кубаттуулугун акылга сыярлык бөлүштүрүүгө болот.
3. Козготуу системаларынын классификациясы Генератордун козгоо тогун алуу ыкмасына жараша (башкача айтканда, козгоо кубат булагынын берүү ыкмасы), козгоо системасы тышкы козгоо жана өзүн-өзү козгоо болуп бөлүнүшү мүмкүн: башка кубат булактарынан алынган козгоо тогу тышкы козгоо деп аталат; генератордун өзүнөн алынган козгоо тогу өзүн-өзү козгоо деп аталат. Түзөтүү ыкмасына ылайык, аны айланма козгоо жана статикалык козгоо деп бөлүүгө болот. Статикалык козгоо системасында атайын козгоо машинасы жок. Эгерде ал козгоо кубатын генератордун өзүнөн алса, анда ал өзүн-өзү козгоо статикалык козгоо деп аталат. Өзүн-өзү козгоо статикалык козгоону өзүн-өзү параллель козгоо жана өзүн-өзү бириктирүүчү козгоо деп бөлүүгө болот.
Эң көп колдонулган козгоо ыкмасы - төмөндөгү сүрөттө көрсөтүлгөндөй, өзүн-өзү параллель козгоо статикалык козгоо. Ал козгоо кубатын генератордун розеткасына туташтырылган түзөткүч трансформатор аркылуу алат жана түзөтүүдөн кийин генераторго козгоо тогун берет.
Өзүн-өзү параллель козгоо статикалык түзөткүч козгоо системасынын зым схемасы
Өзүн-өзү параллель козгоо статикалык козгоо системасы негизинен төмөнкү бөлүктөрдөн турат: козгоо трансформатору, түзөткүч, магнитсиздөөчү түзүлүш, жөнгө салуучу контроллер жана ашыкча чыңалуудан коргоочу түзүлүш. Бул беш бөлүк тиешелүү түрдө төмөнкү функцияларды аткарат:
(1) Козгогуч трансформатор: Машинанын учундагы чыңалууну түзөткүчкө дал келген чыңалууга чейин азайтыңыз.
(2) Түзөткүч: Бул бүтүндөй системанын негизги компоненти. Үч фазалуу толугу менен башкарылуучу көпүрө схемасы көбүнчө өзгөрмө токту туруктуу токко айландыруу тапшырмасын аткаруу үчүн колдонулат.
(3) Демагниттештирүүчү түзүлүш: Демагниттештирүүчү түзүлүш эки бөлүктөн турат, атап айтканда, демагниттештирүүчү которгуч жана демагниттештирүүчү резистор. Бул түзүлүш кырсык болгон учурда блоктун тез демагниттештирилишине жооп берет.
(4) Жөнгө салуучу контроллер: Козготуу системасынын башкаруу түзмөгү генератордун реактивдүү кубатын жана чыңалуусун жөнгө салуу эффектине жетүү үчүн түзөткүч түзмөгүнүн тиристорунун өткөрүү бурчун башкаруу менен козготуу тогун өзгөртөт.
(5) Ашыкча чыңалуудан коргоо: Генератордун роторунун чынжырында ашыкча чыңалуу болгондо, чынжыр ашыкча чыңалуу энергиясын керектөө, ашыкча чыңалуу маанисин чектөө жана генератордун роторунун оромосун жана ага туташкан жабдууларды коргоо үчүн күйгүзүлөт.
Өзүн-өзү параллель козгоо статикалык козгоо системасынын артыкчылыктары: жөнөкөй түзүлүш, жабдуулардын аздыгы, инвестициянын аздыгы жана тейлөөнүн аздыгы. Кемчилиги - генератор же система кыска туташканда козгоо тогу жоголот же бир топ төмөндөйт, ал эми козгоо тогу бул учурда бир топ көбөйүшү керек (б.а. мажбурлап козгоо). Бирок, заманбап ири агрегаттар көбүнчө жабык шиналарды колдоноорун жана жогорку чыңалуудагы электр тармактары жалпысынан тез коргоо жана жогорку ишенимдүүлүк менен жабдылганын эске алганда, бул козгоо ыкмасын колдонгон агрегаттардын саны көбөйүүдө жана бул ошондой эле эрежелер жана спецификациялар тарабынан сунушталган козгоо ыкмасы. 4. Агрегаттын электрдик тормозу Агрегат жүктөлбөй жана өчүрүлгөндө, механикалык энергиянын бир бөлүгү ротордун чоң айлануу инерциясынан улам сакталат. Энергиянын бул бөлүгү түртүү подшипнигинин, багыттоочу подшипниктин жана абанын сүрүлүү жылуулук энергиясына айландырылгандан кийин гана толугу менен токтотулушу мүмкүн. Абанын сүрүлүү жоготуусу айлананын сызыктуу ылдамдыгынын квадратына пропорционалдуу болгондуктан, ротордун ылдамдыгы башында абдан тез төмөндөйт, андан кийин ал төмөн ылдамдыкта көпкө чейин бош турат. Агрегат узак убакыт бою төмөнкү ылдамдыкта иштегенде, түртүү втулкасы күйүп кетиши мүмкүн, анткени түртүү башынын астындагы күзгү пластинасы менен подшипник втулкунун ортосундагы май пленкасы орнотулбайт. Ушул себептен улам, өчүрүү процессинде, агрегаттын ылдамдыгы белгилүү бир белгиленген мааниге чейин төмөндөгөндө, агрегаттын тормоздоо системасын ишке киргизүү керек. Агрегаттын тормоздоосу электрдик тормоздоо, механикалык тормоздоо жана айкалышкан тормоздоо болуп бөлүнөт. Электрдик тормоздоо - генератор ажыратылгандан жана магниттен ажыратылгандан кийин машинанын учундагы розеткадагы үч фазалуу генератордун статорун кыска туташтыруу жана агрегаттын ылдамдыгынын номиналдык ылдамдыктын 50% дан 60% га чейин төмөндөшүн күтүү. Бир катар логикалык операциялар аркылуу тормоздоо күчү камсыз кылынат жана козгоо жөнгө салгычы генератордун роторунун оромосуна козгоо тогун кошуу үчүн электрдик тормоздоо режимине өтөт. Генератор айланып тургандыктан, статор ротордун магнит талаасынын таасири астында кыска туташуу тогун пайда кылат. Түзүлгөн электромагниттик момент ротордун инерциялык багытына карама-каршы келет, ал тормоздоо ролун ойнойт. Электрдик тормоздоону ишке ашыруу процессинде тормоздук кубаттуулукту сырттан камсыз кылуу керек, бул козгоо системасынын негизги схемалык түзүлүшү менен тыгыз байланышта. Төмөнкү сүрөттө электрдик тормоздук козгоо кубаттуулукту алуунун ар кандай жолдору көрсөтүлгөн.
Электр тормозунун козголуу кубаттуулугун алуунун ар кандай жолдору
Биринчи ыкма боюнча, козгоо түзүлүшү өзүн-өзү параллель козгоо зымдарынын ыкмасы болуп саналат. Машинанын учу кыска туташканда, козгоо трансформаторунда электр менен камсыздоо болбойт. Тормоздук электр менен камсыздоо атайын тормоздук трансформатордон келет жана тормоздук трансформатор станциянын кубатына туташтырылган. Жогоруда айтылгандай, көпчүлүк гидроэнергетикалык долбоорлордо өзүн-өзү параллель козгоо статикалык түзөткүч козгоо системасы колдонулат жана козгоо системасы жана электр тормоз системасы үчүн түзөткүч көпүрөсүн колдонуу үнөмдүү. Ошондуктан, электр тормоздук козгоо электр менен камсыздоону алуунун бул ыкмасы көбүрөөк кездешет. Бул ыкманын электр тормоздук жумуш агымы төмөнкүдөй:
(1) Түзмөктүн розеткасындагы автоматтык өчүргүч ачылды жана система ажыратылды.
(2) Ротордун оромосу магниттен ажыратылган.
(3) Козготкуч трансформатордун экинчилик тарабындагы кубат которгучу ачылды.
(4) Агрегаттын электр тормозунун кыска туташуу өчүргүчү жабык.
(5) Электр тормоз трансформаторунун экинчилик тарабындагы кубат которгучу жабык.
(6) Түзөтүүчү көпүрө тиристору иштетүү үчүн ишке киргизилет жана агрегат электр тормоз абалына өтөт.
(7) Агрегаттын ылдамдыгы нөлгө барабар болгондо, электр тормозу бошотулат (эгерде айкалышкан тормоздоо колдонулса, ылдамдык номиналдык ылдамдыктын 5% дан 10% га чейин жеткенде, механикалык тормоздоо колдонулат). 5. Акылдуу козгоо системасы Акылдуу гидроэлектростанция маалыматты санариптештирүү, байланыш тармагы, интеграцияланган стандартташтыруу, бизнес өз ара аракеттенүү, операцияны оптималдаштыруу жана акылдуу чечим кабыл алуу менен гидроэлектростанцияны же гидроэлектростанциялар тобун билдирет. Акылдуу гидроэлектростанциялар процесстик катмар, блок катмары жана станцияны башкаруу катмары болуп вертикалдуу бөлүнөт, процесстик катмар тармагынын (GOOSE тармагы, SV тармагы) жана станцияны башкаруу катмар тармагынын (MMS тармагы) 3 кабаттуу 2 тармактык түзүмү колдонулат. Акылдуу гидроэлектростанцияларды акылдуу жабдуулар менен колдоо керек. Гидротурбина генераторлорунун негизги башкаруу системасы катары, козгоо системасынын технологиялык өнүгүүсү акылдуу гидроэлектростанцияларды курууда маанилүү колдоочу ролду ойнойт.
Акылдуу гидроэлектростанцияларда турбина генераторунун топтомун иштетүү жана токтотуу, реактивдүү кубаттуулукту жогорулатуу жана азайтуу, ошондой эле авариялык өчүрүү сыяктуу негизги тапшырмаларды аткаруудан тышкары, козгоо системасы IEC61850 маалыматтарды моделдөө жана байланыш функцияларына жооп бере алышы керек жана станцияны башкаруу катмарынын тармагы (MMS тармагы) жана процесстик катмардын тармагы (GOOSE тармагы жана SV тармагы) менен байланышты колдошу керек. Козготуу системасынын түзмөгү акылдуу гидроэлектростанция системасынын түзүмүнүн бирдик катмарында, ал эми бириктирүүчү блок, акылдуу терминал, көмөкчү башкаруу блогу жана башка түзмөктөр же акылдуу жабдуулар процесстик катмарда жайгашкан. Системанын түзүмү төмөндөгү сүрөттө көрсөтүлгөн.
Акылдуу козгоо системасы
Акылдуу гидроэлектростанциянын станцияны башкаруу катмарынын негизги компьютери IEC61850 байланыш стандартынын талаптарына жооп берет жана козгоо системасынын сигналын MMS тармагы аркылуу мониторинг системасынын негизги компьютерине жөнөтөт. Акылдуу козгоо системасы процесстик катмарда маалыматтарды чогултуу үчүн GOOSE тармагы жана SV тармактык коммутаторлору менен туташа алышы керек. Процесстик катмар CT, PT жана жергиликтүү компоненттер тарабынан чыгарылган маалыматтардын баары санариптик формада болушун талап кылат. CT жана PT бириктирүүчү блокко туташтырылган (электрондук трансформаторлор оптикалык кабелдер менен, ал эми электромагниттик трансформаторлор кабелдер менен туташтырылган). Ток жана чыңалуу маалыматтары санариптештирилгенден кийин, алар оптикалык кабелдер аркылуу SV тармактык коммутаторуна туташтырылат. Жергиликтүү компоненттерди интеллектуалдык терминалга кабелдер аркылуу туташтыруу керек, ал эми коммутатор же аналогдук сигналдар санариптик сигналдарга айландырылып, оптикалык кабелдер аркылуу GOOSE тармактык коммутаторуна берилет. Учурда козгоо системасы негизинен станцияны башкаруу катмарынын MMS тармагы жана процесстик катмардын GOOSE/SV тармагы менен байланыш функциясына ээ. IEC61850 байланыш стандартынын тармактык маалымат өз ара аракеттенүүсүнө жооп берүүдөн тышкары, интеллектуалдык козгоо системасы комплекстүү онлайн мониторингге, интеллектуалдык каталарды аныктоого жана ыңгайлуу сыноо операциясына жана техникалык тейлөөгө ээ болушу керек. Толук функционалдуу интеллектуалдык козгоо түзмөгүнүн иштеши жана колдонуу эффектиси келечектеги чыныгы инженердик колдонмолордо текшерилиши керек.
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 9-октябры
