Байгаль дээрх гол мөрөн бүгд тодорхой налуутай байдаг. Ус нь таталцлын нөлөөгөөр голын сайр дагуу урсдаг. Өндөрт байгаа ус нь их хэмжээний боломжит энерги агуулдаг. Гидравлик байгууламж, цахилгаан механик төхөөрөмжийн тусламжтайгаар усны энергийг цахилгаан эрчим хүч, өөрөөр хэлбэл усан цахилгаан станц болгон хувиргах боломжтой. Усан цахилгаан үйлдвэрлэх зарчим бол бидний цахилгаан соронзон индукц, өөрөөр хэлбэл дамжуулагч соронзон орон дахь соронзон урсгалын шугамыг таслах үед гүйдэл үүсгэдэг. Тэдгээрийн дотроос соронзон орон дахь дамжуулагчийн "хөдөлгөөн" нь усны энергийг эргэлтийн механик энерги болгон хувиргах турбинд нөлөөлж буй усны урсгалаар хийгддэг; ба соронзон орон нь генераторын роторын ороомогоор урсаж буй өдөөх системээс үүссэн өдөөх гүйдлээр бараг үргэлж үүсдэг, өөрөөр хэлбэл соронзон хүч нь цахилгаанаар үүсгэгддэг.
1. Өдөөлтийн систем гэж юу вэ? Эрчим хүчний хувиргалтыг хэрэгжүүлэхийн тулд синхрон генераторт тогтмол гүйдлийн соронзон орон хэрэгтэй бөгөөд энэ соронзон орныг үүсгэдэг тогтмол гүйдлийг генераторын өдөөх гүйдэл гэж нэрлэдэг. Ерөнхийдөө цахилгаан соронзон индукцийн зарчмын дагуу генераторын роторт соронзон орон үүсгэх процессыг өдөөлт гэж нэрлэдэг. Өдөөлтийн систем нь синхрон генераторыг өдөөх гүйдлийг хангадаг төхөөрөмжийг хэлнэ. Энэ нь синхрон генераторын чухал хэсэг юм. Энэ нь ерөнхийдөө хоёр үндсэн хэсгээс бүрдэнэ: өдөөх эрчим хүчний нэгж ба өдөөх зохицуулагч. Өдөөлтийн эрчим хүчний нэгж нь синхрон генераторын роторыг өдөөх гүйдлийг хангах ба өдөөх зохицуулагч нь оролтын дохио болон өгөгдсөн зохицуулалтын шалгуурын дагуу өдөөх тэжээлийн нэгжийн гаралтыг хянадаг.
2. Өдөөлтийн системийн үйл ажиллагаа Өдөөлтийн систем нь дараах үндсэн үүргийг гүйцэтгэнэ: (1) Хэвийн нөхцөлд генераторын өдөөх гүйдлийг хангаж, хүчдэлийн тогтворжилтыг хангахын тулд генераторын терминалын хүчдэл, ачааллын нөхцлийн дагуу өгөгдсөн хуулийн дагуу өдөөх гүйдлийг тохируулна. Яагаад өдөөх гүйдлийг тохируулах замаар хүчдэлийн тогтвортой байдлыг хангах боломжтой вэ? Генераторын статорын ороомгийн индукцийн потенциал (өөрөөр хэлбэл ачаалалгүй потенциал) Ed, терминалын хүчдэл Ug, генераторын реактив ачааллын гүйдэл Ir ба уртааш синхрон урвалын Xd хооронд ойролцоогоор хамаарал байдаг.
Өдөөгдсөн потенциал Ed нь соронзон урсгалтай пропорциональ, соронзон урсгал нь өдөөх гүйдлийн хэмжээнээс хамаарна. Өдөөлтийн гүйдэл өөрчлөгдөхгүй байх үед соронзон урсгал ба индукцийн потенциал Ed өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Дээрх томьёооос харахад реактив гүйдэл ихсэх тусам генераторын терминалын хүчдэл буурах болно. Гэсэн хэдий ч хэрэглэгчийн эрчим хүчний чанарын шаардлагыг хангахын тулд генераторын терминалын хүчдэл үндсэндээ өөрчлөгдөхгүй байх ёстой. Мэдээжийн хэрэг, энэ шаардлагыг хангах арга нь реактив гүйдэл Ir өөрчлөгдөхөд генераторын өдөөх гүйдлийг тохируулах явдал юм (өөрөөр хэлбэл ачаалал өөрчлөгдөх). (2) Ачааллын нөхцлийн дагуу реактив хүчийг тохируулахын тулд өдөөх гүйдлийг өгөгдсөн дүрмийн дагуу тохируулна. Яагаад реактив хүчийг тохируулах шаардлагатай байна вэ? Трансформатор, мотор, гагнуурын машин гэх мэт цахилгаан соронзон индукцийн зарчимд суурилсан олон цахилгаан тоног төхөөрөмж ажилладаг. Тэд бүгд энергийг хувиргах, шилжүүлэхийн тулд хувьсах соронзон орон бий болгоход тулгуурладаг. Хувьсах соронзон орон ба өдөөгдсөн соронзон урсгалыг бий болгоход шаардагдах цахилгаан хүчийг реактив хүч гэж нэрлэдэг. Цахилгаан соронзон ороомогтой бүх цахилгаан тоног төхөөрөмж нь соронзон орон үүсгэхийн тулд реактив хүчийг зарцуулдаг. Реактив хүчгүй бол мотор эргэхгүй, трансформатор нь хүчдэлийг хувиргах чадваргүй, олон цахилгаан тоног төхөөрөмж ажиллахгүй. Тиймээс реактив хүч нь ямар ч ашиггүй хүч биш юм. Хэвийн нөхцөлд цахилгаан тоног төхөөрөмж нь генератороос идэвхтэй хүчийг авахаас гадна генератороос реактив хүчийг авах шаардлагатай болдог. Хэрэв цахилгаан сүлжээнд реактив хүч дутагдвал цахилгаан тоног төхөөрөмж нь ердийн цахилгаан соронзон орон үүсгэх хангалттай реактив хүчгүй болно. Дараа нь эдгээр цахилгаан тоног төхөөрөмж нь хэвийн ажиллагааг хангаж чадахгүй бөгөөд цахилгаан тоног төхөөрөмжийн терминалын хүчдэл буурч, улмаар цахилгаан тоног төхөөрөмжийн хэвийн ажиллагаанд нөлөөлнө. Тиймээс реактив хүчийг бодит ачааллын дагуу тохируулах шаардлагатай бөгөөд генераторын гаралтын реактив хүч нь өдөөх гүйдлийн хэмжээтэй холбоотой байдаг. Тодорхой зарчмыг энд дэлгэрэнгүй тайлбарлахгүй. (3) Эрчим хүчний системд богино залгааны осол гарсан эсвэл бусад шалтгааны улмаас генераторын терминалын хүчдэл ноцтой буурахад генераторыг хүчээр өдөөж, эрчим хүчний системийн динамик тогтвортой байдлын хязгаар болон реле хамгаалалтын үйлдлийн нарийвчлалыг сайжруулж болно. (4) Гэнэтийн ачаалал болон бусад шалтгааны улмаас генераторын хэт хүчдэл үүсэх үед генераторын терминалын хүчдэлийн хэт их өсөлтийг хязгаарлахын тулд генераторыг хүчээр соронзгүй болгож болно. (5) Эрчим хүчний системийн статик тогтвортой байдлыг сайжруулах. (6) Генератор дотор болон түүний хар тугалганы утаснуудад фаз хоорондын богино холболт үүссэн эсвэл генераторын терминалын хүчдэл хэт өндөр байвал ослын тэлэлтийг хязгаарлахын тулд соронзон тайлах ажлыг хурдан гүйцэтгэдэг. (7) Зэрэгцээ генераторуудын реактив хүчийг боломжийн хуваарилах боломжтой.
3. Өдөөлтийн системийн ангилал Генератор өдөөх гүйдлийг олж авах арга замаар (өөрөөр хэлбэл өдөөх тэжээлийн хангамжийн арга) өдөөх системийг гадаад өдөөлт ба өөрөө өдөөх гэж хувааж болно: бусад тэжээлийн эх үүсвэрээс гаргаж авсан өдөөх гүйдлийг гадаад өдөөлт гэж нэрлэдэг; генератороос өөрөө авсан өдөөх гүйдлийг өөрөө өдөөх гэж нэрлэдэг. Шулуутгах аргын дагуу эргэлдэх өдөөлт ба статик өдөөлтөд хуваагдана. Статик өдөөх системд тусгай өдөөх машин байдаггүй. Хэрэв энэ нь өдөөх хүчийг генератороос өөрөө авдаг бол үүнийг өөрөө өдөөх статик өдөөлт гэж нэрлэдэг. Өөрийгөө өдөөх статик өдөөлтийг өөрөө параллель өдөөлт ба өөрөө нэгдэх өдөөлт гэж хувааж болно.
Хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг өдөөх арга бол доорх зурагт үзүүлсэн шиг өөрөө зэрэгцээ өдөөх статик өдөөлт юм. Энэ нь генераторын залгуурт холбогдсон Шулуутгагч трансформатороор дамжуулан өдөөх хүчийг авч, залруулсны дараа генераторын өдөөх гүйдлийг хангадаг.
Өөрөө параллель өдөөх статик шулуутгагч өдөөх системийн холболтын диаграмм
Өөрөө параллель өдөөх статик өдөөх систем нь үндсэндээ дараах хэсгүүдээс бүрдэнэ: өдөөх трансформатор, шулуутгагч, соронзгүйжүүлэх төхөөрөмж, зохицуулалт хянагч, хэт хүчдэлээс хамгаалах төхөөрөмж. Эдгээр таван хэсэг нь дараах үүргийг гүйцэтгэнэ.
(1) Өдөөлтийн трансформатор: Машины төгсгөлийн хүчдэлийг Шулуутгагчтай тохирох хүчдэл хүртэл бууруулна.
(2) Шулуутгагч: Энэ нь бүхэл системийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Гурван фазын бүрэн удирдлагатай гүүрний хэлхээг АС-аас тогтмол гүйдэл болгон хувиргах ажлыг гүйцэтгэхэд ихэвчлэн ашигладаг.
(3) Соронзгүйжүүлэх төхөөрөмж: Соронзгүйжүүлэх төхөөрөмж нь соронзгүйжүүлэх унтраалга ба соронзгүйжүүлэх эсэргүүцэл гэсэн хоёр хэсгээс бүрдэнэ. Энэ төхөөрөмж нь ослын үед нэгжийг хурдан соронзгүйжүүлэх үүрэгтэй.
(4) Зохицуулалтын хянагч: Өдөөлтийн системийн хяналтын төхөөрөмж нь генераторын реактив хүч ба хүчдэлийг зохицуулах үр дүнд хүрэхийн тулд Шулуутгагч төхөөрөмжийн тиристорын дамжуулалтын өнцгийг хянах замаар өдөөх гүйдлийг өөрчилдөг.
(5) Хэт хүчдэлийн хамгаалалт: Генераторын роторын хэлхээ хэт хүчдэлтэй үед хэлхээг асааж, хэт хүчдэлийн энерги зарцуулж, хэт хүчдэлийн утгыг хязгаарлаж, генераторын роторын ороомог болон түүнд холбогдсон төхөөрөмжийг хамгаална.
Өөрөө параллель өдөөх статик өдөөх системийн давуу талууд нь: энгийн бүтэц, тоног төхөөрөмж бага, хөрөнгө оруулалт бага, засвар үйлчилгээ бага. Сул тал нь генератор эсвэл системд богино холболт үүсэх үед өдөөх гүйдэл алга болох эсвэл их хэмжээгээр буурах ба энэ үед өдөөх гүйдлийг их хэмжээгээр нэмэгдүүлэх (өөрөөр хэлбэл албадан өдөөх) шаардлагатай байдаг. Гэсэн хэдий ч орчин үеийн том оврын нэгжүүд ихэвчлэн битүү шинийг ашигладаг бөгөөд өндөр хүчдэлийн цахилгаан сүлжээнүүд нь ерөнхийдөө хурдан хамгаалалттай, өндөр найдвартай ажиллагаатай байдаг тул энэ өдөөлтийг ашигладаг нэгжийн тоо нэмэгдэж байгаа бөгөөд энэ нь дүрэм журам, техникийн нөхцөлд санал болгож буй өдөөх арга юм. 4. Агрегатыг цахилгаан тоормослох Төхөөрөмжийг буулгаж унтрах үед роторын асар их эргэлтийн инерцийн улмаас механик энергийн нэг хэсэг хуримтлагдана. Эрчим хүчний энэ хэсэг нь түлхэлтийн холхивч, чиглүүлэгч холхивч, агаарын үрэлтийн дулааны энерги болж хувирсны дараа л бүрэн зогсох боломжтой. Агаарын үрэлтийн алдагдал нь тойргийн шугаман хурдны квадраттай пропорциональ байдаг тул роторын хурд эхлээд маш хурдан буурч, дараа нь бага хурдтай удаан хугацаанд сул зогсдог. Агрегатыг бага хурдтай удаан ажиллуулах үед түлхэлтийн толгойн доорх толин тусгал хавтан ба холхивчийн бутны хоорондох тосны хальсыг тогтоож чадахгүй тул түлхэх бут шатаж болно. Ийм учраас унтрах явцад нэгжийн хурд тодорхой заасан утга хүртэл буурах үед нэгж тоормосны системийг ашиглах шаардлагатай болдог. Нэгж тоормосыг цахилгаан тоормос, механик тоормос, хосолсон тоормос гэж хуваадаг. Цахилгаан тоормослох нь генераторыг салгаж, соронзгүйжүүлсний дараа машины төгсгөлийн гаралтын гурван фазын генераторын статорыг богино холболт хийж, нэгжийн хурдыг нэрлэсэн хурдны 50-60% хүртэл бууруулахыг хүлээх явдал юм. Хэд хэдэн логик үйлдлүүдийн тусламжтайгаар тоормосны хүчийг хангаж, өдөөх зохицуулагч нь цахилгаан тоормосны горимд шилжиж, генераторын роторын ороомогт өдөөх гүйдэл нэмнэ. Генератор эргэлдэж байгаа тул роторын соронзон орны нөлөөн дор статор нь богино залгааны гүйдлийг өдөөдөг. Үүсгэсэн цахилгаан соронзон эргэлт нь тоормосны үүрэг гүйцэтгэдэг роторын инерцийн чиглэлийн эсрэг байдаг. Цахилгаан тоормосыг хэрэгжүүлэх явцад тоормосны тэжээлийн хангамжийг гаднаас хангах шаардлагатай бөгөөд энэ нь өдөөх системийн үндсэн хэлхээний бүтэцтэй нягт холбоотой байдаг. Цахилгаан тоормосны өдөөх тэжээлийн хангамжийг олж авах янз бүрийн арга замыг доорх зурагт үзүүлэв.
Цахилгаан тоормосны өдөөх тэжээлийн хангамжийг олж авах янз бүрийн арга замууд
Эхний аргаар өдөөх төхөөрөмж нь өөрөө зэрэгцээ өдөөх утас холбох арга юм. Машины төгсгөл богино холболттой үед өдөөх трансформатор нь тэжээлийн эх үүсвэргүй болно. Тоормосны тэжээлийн хангамж нь тусгай зориулалтын тоормосны трансформатороос ирдэг бөгөөд тоормосны трансформатор нь станцын тэжээлд холбогддог. Дээр дурдсанчлан ихэнх усан цахилгаан станцын төслүүд нь өөрөө зэрэгцээ өдөөлттэй статик шулуутгагч өдөөх системийг ашигладаг бөгөөд өдөөх систем болон цахилгаан тоормосны системд Шулуутгагч гүүр ашиглах нь илүү хэмнэлттэй байдаг. Тиймээс цахилгаан тоормосны өдөөх тэжээлийн хангамжийг олж авах энэ арга нь илүү түгээмэл байдаг. Энэ аргын цахилгаан тоормосны ажлын урсгал дараах байдалтай байна.
(1) Нэгжийн гаралтын таслуур нээгдэж, системийг салгасан.
(2) Роторын ороомог нь соронзгүй болсон.
(3) Өдөөлтийн трансформаторын хоёрдогч талын тэжээлийн унтраалга нээгдэв.
(4) Төхөөрөмжийн цахилгаан тоормосны богино залгааны унтраалга хаалттай байна.
(5) Цахилгаан тоормосны трансформаторын хоёрдогч талын тэжээлийн унтраалга хаалттай байна.
(6) Шулуутгагч гүүрний тиристорыг ажиллуулахаар өдөөж, төхөөрөмж нь цахилгаан тоормосны төлөвт ордог.
(7) Нэгжийн хурд тэг байх үед цахилгаан тоормосыг суллана (хосолсон тоормозыг ашигласан бол хурд нь нэрлэсэн хурдны 5% -иас 10% хүрэх үед механик тоормозыг хийнэ). 5. Ухаалаг өдөөх систем Ухаалаг усан цахилгаан станц нь мэдээллийг цахимжуулах, холбооны сүлжээ, нэгдсэн стандартчилал, бизнесийн харилцан үйлчлэл, үйл ажиллагааг оновчтой болгох, ухаалаг шийдвэр гаргах чадвартай усан цахилгаан станц эсвэл усан цахилгаан станцын бүлгийг хэлнэ. Ухаалаг усан цахилгаан станцууд нь технологийн давхаргын сүлжээ (GOOSE сүлжээ, SV сүлжээ) болон станцын удирдлагын түвшний сүлжээ (MMS сүлжээ) гэсэн 3 давхар 2 сүлжээний бүтцийг ашиглан босоо тэнхлэгт технологийн давхарга, нэгж давхарга, станцын удирдлагын давхаргад хуваагддаг. Ухаалаг усан цахилгаан станцуудыг ухаалаг төхөөрөмжөөр дэмжих хэрэгтэй. Гидротурбин генераторын үндсэн удирдлагын системийн хувьд өдөөх системийн технологийн хөгжил нь ухаалаг усан цахилгаан станц барихад чухал туслах үүрэг гүйцэтгэдэг.
Ухаалаг усан цахилгаан станцуудад турбин үүсгүүрийг асаах, зогсоох, реактив хүчийг нэмэгдүүлэх, багасгах, яаралтай унтраах зэрэг үндсэн ажлуудыг гүйцэтгэхийн зэрэгцээ өдөөх систем нь IEC61850 өгөгдлийн загварчлал, холбооны функцийг хангаж, станцын удирдлагын түвшний сүлжээ (MMS сүлжээ), процессын сүлжээний сүлжээ (GOOSE) болон технологийн давхаргын сүлжээ (GOOSE) -тай холбоо тогтоох чадвартай байх ёстой. Ухаалаг усан цахилгаан станцын системийн бүтцийн нэгжийн давхаргад өдөөх системийн төхөөрөмжийг, технологийн давхаргад нэгтгэх төхөөрөмж, ухаалаг терминал, туслах удирдлагын хэсэг болон бусад төхөөрөмж буюу ухаалаг төхөөрөмжийг байрлуулна. Системийн бүтцийг доорх зурагт үзүүлэв.
Ухаалаг өдөөх систем
Ухаалаг усан цахилгаан станцын станцын удирдлагын түвшний үндсэн компьютер нь IEC61850 холбооны стандартын шаардлагыг хангаж, өдөөх системийн дохиог хяналтын системийн үндсэн компьютерт MMS сүлжээгээр дамжуулдаг. Ухаалаг өдөөх систем нь GOOSE сүлжээ болон SV сүлжээний унтраалгатай холбогдож, процессын давхаргад өгөгдөл цуглуулах боломжтой байх ёстой. Процессын давхарга нь CT, PT болон локал бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн өгөгдлийн гаралт бүгд дижитал хэлбэрээр байхыг шаарддаг. CT ба PT нь нэгтгэх нэгжид холбогдсон (цахим трансформаторыг оптик кабелиар, цахилгаан соронзон трансформаторыг кабелиар холбодог). Одоогийн болон хүчдэлийн өгөгдлийг дижитал хэлбэрт оруулсны дараа тэдгээрийг оптик кабелиар дамжуулан SV сүлжээний унтраалгатай холбодог. Орон нутгийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг кабелиар дамжуулан ухаалаг терминалд холбох шаардлагатай бөгөөд шилжүүлэгч эсвэл аналог дохиог дижитал дохио болгон хувиргаж, оптик кабелиар дамжуулан GOOSE сүлжээний унтраалга руу дамжуулдаг. Одоогийн байдлаар өдөөх систем нь үндсэндээ станцын удирдлагын түвшний MMS сүлжээ болон процессын түвшний GOOSE/SV сүлжээтэй харилцах үүрэгтэй. Ухаалаг өдөөх систем нь IEC61850 холбооны стандартын сүлжээний мэдээллийн харилцан үйлчлэлийг хангахаас гадна иж бүрэн онлайн хяналт, ухаалаг алдаа оношилгоо, туршилтын ажиллагаа, засвар үйлчилгээ зэрэгтэй байх ёстой. Бүрэн ажиллагаатай ухаалаг өдөөх төхөөрөмжийн гүйцэтгэл, хэрэглээний үр нөлөөг ирээдүйн бодит инженерийн хэрэглээнд туршиж үзэх шаардлагатай.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 10-р сарын 09
