Ix-xmajjar fin-natura kollha għandhom ċerta inklinazzjoni. L-ilma jiċċirkola tul il-qiegħ tax-xmara taħt l-azzjoni tal-gravità. L-ilma f'altitudnijiet għoljin fih enerġija potenzjali abbundanti. Bl-għajnuna ta' strutturi idrawliċi u tagħmir elettromekkaniku, l-enerġija tal-ilma tista' tiġi kkonvertita f'enerġija elettrika, jiġifieri, ġenerazzjoni tal-enerġija idroelettrika. Il-prinċipju tal-ġenerazzjoni tal-enerġija idroelettrika huwa l-induzzjoni elettromanjetika tagħna, jiġifieri, meta konduttur jaqta' l-linji tal-fluss manjetiku f'kamp manjetiku, jiġġenera kurrent. Fost dawn, il-"moviment" tal-konduttur fil-kamp manjetiku jinkiseb billi l-fluss tal-ilma jolqot it-turbina biex jikkonverti l-enerġija tal-ilma f'enerġija mekkanika rotazzjonali; u l-kamp manjetiku kważi dejjem ikun iffurmat mill-kurrent ta' eċċitazzjoni ġġenerat mis-sistema ta' eċċitazzjoni li tgħaddi mill-istralċ tar-rotor tal-ġeneratur, jiġifieri, il-manjetiżmu jiġi ġġenerat mill-elettriku.
1. X'inhi s-sistema ta' eċċitazzjoni? Sabiex tirrealizza l-konverżjoni tal-enerġija, il-ġeneratur sinkroniku jeħtieġ kamp manjetiku DC, u l-kurrent DC li jiġġenera dan il-kamp manjetiku jissejjaħ il-kurrent ta' eċċitazzjoni tal-ġeneratur. Ġeneralment, il-proċess tal-formazzjoni ta' kamp manjetiku fir-rotor tal-ġeneratur skont il-prinċipju tal-induzzjoni elettromanjetika jissejjaħ eċċitazzjoni. Is-sistema ta' eċċitazzjoni tirreferi għat-tagħmir li jipprovdi kurrent ta' eċċitazzjoni għall-ġeneratur sinkroniku. Hija parti importanti tal-ġeneratur sinkroniku. Ġeneralment tikkonsisti f'żewġ partijiet ewlenin: l-unità tal-qawwa tal-eċitazzjoni u r-regolatur tal-eċitazzjoni. L-unità tal-qawwa tal-eċitazzjoni tipprovdi kurrent ta' eċċitazzjoni lir-rotor tal-ġeneratur sinkroniku, u r-regolatur tal-eċitazzjoni jikkontrolla l-output tal-unità tal-qawwa tal-eċitazzjoni skont is-sinjal tad-dħul u l-kriterji ta' regolazzjoni mogħtija.
2. Funzjoni tas-sistema ta' eċċitazzjoni Is-sistema ta' eċċitazzjoni għandha l-funzjonijiet ewlenin li ġejjin: (1) Taħt kundizzjonijiet normali ta' tħaddim, tipprovdi l-kurrent ta' eċċitazzjoni tal-ġeneratur, u taġġusta l-kurrent ta' eċċitazzjoni skont il-liġi mogħtija skont il-vultaġġ tat-terminal tal-ġeneratur u l-kundizzjonijiet tat-tagħbija biex iżżomm l-istabbiltà tal-vultaġġ. Għaliex tista' tinżamm l-istabbiltà tal-vultaġġ billi jiġi aġġustat il-kurrent ta' eċċitazzjoni? Hemm relazzjoni approssimattiva bejn il-potenzjal indott (jiġifieri l-potenzjal mingħajr tagħbija) Ed tal-istralċ tal-istator tal-ġeneratur, il-vultaġġ tat-terminal Ug, il-kurrent tat-tagħbija reattiva Ir tal-ġeneratur, u r-reattanza sinkronika lonġitudinali Xd:
Il-potenzjal indott Ed huwa proporzjonali għall-fluss manjetiku, u l-fluss manjetiku jiddependi fuq il-kobor tal-kurrent ta' eċċitazzjoni. Meta l-kurrent ta' eċċitazzjoni jibqa' l-istess, il-fluss manjetiku u l-potenzjal indott Ed jibqgħu l-istess. Mill-formula ta' hawn fuq, jista' jidher li l-vultaġġ terminali tal-ġeneratur jonqos biż-żieda tal-kurrent reattiv. Madankollu, sabiex jintlaħqu r-rekwiżiti tal-utent għall-kwalità tal-enerġija, il-vultaġġ terminali tal-ġeneratur għandu jibqa' bażikament l-istess. Ovvjament, il-mod kif jinkiseb dan ir-rekwiżit huwa li jiġi aġġustat il-kurrent ta' eċċitazzjoni tal-ġeneratur hekk kif il-kurrent reattiv Ir jinbidel (jiġifieri, it-tagħbija tinbidel). (2) Skont il-kundizzjonijiet tat-tagħbija, il-kurrent ta' eċċitazzjoni jiġi aġġustat skont regola partikolari biex tiġi aġġustata l-qawwa reattiva. Għaliex huwa meħtieġ li tiġi aġġustata l-qawwa reattiva? Ħafna tagħmir elettriku jaħdem ibbażat fuq il-prinċipju tal-induzzjoni elettromanjetika, bħal transformers, muturi, magni tal-iwweldjar, eċċ. Kollha jiddependu fuq l-istabbiliment ta' kamp manjetiku alternanti biex jikkonvertu u jittrasferixxu l-enerġija. L-enerġija elettrika meħtieġa biex jiġi stabbilit kamp manjetiku alternanti u fluss manjetiku indott tissejjaħ qawwa reattiva. It-tagħmir elettriku kollu b'koljaturi elettromanjetiċi jikkonsma qawwa reattiva biex jistabbilixxi kamp manjetiku. Mingħajr qawwa reattiva, il-mutur mhux se jdur, it-transformer mhux se jkun jista' jittrasforma l-vultaġġ, u ħafna tagħmir elettriku mhux se jaħdem. Għalhekk, il-qawwa reattiva bl-ebda mod mhi qawwa inutli. Taħt ċirkostanzi normali, it-tagħmir elettriku mhux biss jikseb qawwa attiva mill-ġeneratur, iżda jeħtieġ ukoll li jikseb qawwa reattiva mill-ġeneratur. Jekk il-qawwa reattiva fil-grilja tal-enerġija tkun skarsa, it-tagħmir elettriku mhux se jkollu biżżejjed qawwa reattiva biex jistabbilixxi kamp elettromanjetiku normali. Imbagħad dan it-tagħmir elettriku ma jistax iżomm operazzjoni nominali, u l-vultaġġ tat-terminal tat-tagħmir elettriku jonqos, u b'hekk jaffettwa l-operazzjoni normali tat-tagħmir elettriku. Għalhekk, huwa meħtieġ li l-qawwa reattiva tiġi aġġustata skont it-tagħbija attwali, u l-qawwa reattiva li toħroġ mill-ġeneratur hija relatata mal-kobor tal-kurrent ta' eċċitazzjoni. Il-prinċipju speċifiku mhux se jiġi elaborat hawn. (3) Meta jseħħ inċident ta' short circuit fis-sistema tal-enerġija jew raġunijiet oħra jikkawżaw li l-vultaġġ tat-terminal tal-ġeneratur jonqos serjament, il-ġeneratur jista' jiġi eċċitat bil-forza biex itejjeb il-limitu tal-istabbiltà dinamika tas-sistema tal-enerġija u l-eżattezza tal-azzjoni tal-protezzjoni tar-relay. (4) Meta sseħħ vultaġġ żejjed tal-ġeneratur minħabba telf f'daqqa tat-tagħbija u raġunijiet oħra, il-ġeneratur jista' jiġi demagnetizzat bil-forza biex jillimita ż-żieda eċċessiva tal-vultaġġ tat-terminal tal-ġeneratur. (5) Ittejjeb l-istabbiltà statika tas-sistema tal-enerġija. (6) Meta jseħħ short circuit bejn fażijiet ġewwa l-ġeneratur u fuq il-wajers ewlenin tiegħu jew il-vultaġġ tat-terminal tal-ġeneratur ikun għoli wisq, id-demagnetizzazzjoni titwettaq malajr biex tillimita l-espansjoni tal-inċident. (7) Il-qawwa reattiva tal-ġeneraturi paralleli tista' tiġi mqassma b'mod raġonevoli.
3. Klassifikazzjoni tas-sistemi ta' eċċitazzjoni Skont il-mod kif il-ġeneratur jikseb il-kurrent ta' eċċitazzjoni (jiġifieri, il-metodu ta' provvista tal-provvista tal-enerġija tal-eċitazzjoni), is-sistema ta' eċċitazzjoni tista' tinqasam f'eċitazzjoni esterna u awto-eċitazzjoni: il-kurrent ta' eċċitazzjoni miksub minn provvisti ta' enerġija oħra jissejjaħ eċċitazzjoni esterna; il-kurrent ta' eċċitazzjoni miksub mill-ġeneratur innifsu jissejjaħ awto-eċitazzjoni. Skont il-metodu ta' rettifika, jista' jinqasam f'eċitazzjoni rotatorja u eċċitazzjoni statika. Is-sistema ta' eċċitazzjoni statika m'għandhiex magna ta' eċċitazzjoni speċjali. Jekk tikseb il-qawwa ta' eċċitazzjoni mill-ġeneratur innifsu, tissejjaħ eċċitazzjoni statika awto-eċitazzjoni. L-eċitazzjoni statika awto-eċitazzjoni tista' tinqasam f'eċitazzjoni awto-parallela u eċċitazzjoni awto-komposta.
L-aktar metodu ta' eċċitazzjoni użat komunement huwa l-eċitazzjoni statika awto-parallela, kif muri fil-figura hawn taħt. Dan jikseb il-qawwa tal-eċitazzjoni permezz tat-transformer tar-rettifikatur imqabbad mal-iżbokk tal-ġeneratur, u jipprovdi l-kurrent tal-eċitazzjoni tal-ġeneratur wara r-rettifika.
Dijagramma tal-wajers tas-sistema ta' eċċitazzjoni tar-rettifikatur statiku ta' eċċitazzjoni awto-parallela
Is-sistema ta' eċċitazzjoni statika awto-parallela tikkonsisti prinċipalment mill-partijiet li ġejjin: transformer tal-eċitazzjoni, rettifikatur, apparat ta' demagnetizzazzjoni, kontrollur tar-regolazzjoni u apparat ta' protezzjoni kontra vultaġġ żejjed. Dawn il-ħames partijiet rispettivament iwettqu l-funzjonijiet li ġejjin:
(1) Transformer tal-eċitazzjoni: Naqqas il-vultaġġ fit-tarf tal-magna għal vultaġġ li jaqbel mar-rettifikatur.
(2) Rettifikatur: Huwa l-komponent ewlieni tas-sistema kollha. Ċirkwit ta' pont bi tliet fażijiet ikkontrollat kompletament spiss jintuża biex jitlesta l-kompitu ta' konverżjoni minn AC għal DC.
(3) Apparat ta' demagnetizzazzjoni: L-apparat ta' demagnetizzazzjoni jikkonsisti f'żewġ partijiet, jiġifieri s-swiċċ tad-demagnetizzazzjoni u r-reżistur tad-demagnetizzazzjoni. Dan l-apparat huwa responsabbli għad-demagnetizzazzjoni rapida tal-unità f'każ ta' aċċident.
(4) Kontrollur tar-regolazzjoni: L-apparat ta' kontroll tas-sistema ta' eċċitazzjoni jibdel il-kurrent ta' eċċitazzjoni billi jikkontrolla l-angolu tal-konduzzjoni tat-tiristor tal-apparat tar-rettifikatur biex jikseb l-effett li jirregola l-qawwa reattiva u l-vultaġġ tal-ġeneratur.
(5) Protezzjoni minn vultaġġ żejjed: Meta ċ-ċirkwit tar-rotor tal-ġeneratur ikollu vultaġġ żejjed, iċ-ċirkwit jinxtegħel biex jikkonsma l-enerġija tal-vultaġġ żejjed, jillimita l-valur tal-vultaġġ żejjed, u jipproteġi l-istralċ tar-rotor tal-ġeneratur u t-tagħmir konness miegħu.
Il-vantaġġi tas-sistema ta' eċċitazzjoni statika awto-parallela huma: struttura sempliċi, inqas tagħmir, investiment baxx u inqas manutenzjoni. L-iżvantaġġ huwa li meta l-ġeneratur jew is-sistema jkollhom short-circuit, il-kurrent tal-eċitazzjoni jisparixxi jew jonqos ħafna, filwaqt li l-kurrent tal-eċitazzjoni għandu jiżdied ħafna (jiġifieri eċċitazzjoni sfurzata) f'dan il-ħin. Madankollu, meta wieħed iqis li l-unitajiet kbar moderni jużaw l-aktar busbars magħluqa, u l-grids tal-enerġija ta' vultaġġ għoli ġeneralment huma mgħammra bi protezzjoni rapida u affidabbiltà għolja, l-għadd ta' unitajiet li jużaw dan il-metodu ta' eċċitazzjoni qed jiżdied, u dan huwa wkoll il-metodu ta' eċċitazzjoni rakkomandat mir-regolamenti u l-ispeċifikazzjonijiet. 4. Ibbrejkjar elettriku tal-unità Meta l-unità titgħabba u tintefa, parti mill-enerġija mekkanika tinħażen minħabba l-inerzja rotazzjonali enormi tar-rotor. Din il-parti tal-enerġija tista' titwaqqaf kompletament biss wara li tiġi kkonvertita f'enerġija tas-sħana tal-frizzjoni tal-bearings tal-ispinta, il-bearings tal-gwida u l-arja. Peress li t-telf tal-frizzjoni tal-arja huwa proporzjonali għall-kwadru tal-veloċità lineari taċ-ċirkonferenza, il-veloċità tar-rotor tonqos malajr ħafna għall-ewwel, u mbagħad se tkun wieqfa għal żmien twil b'veloċità baxxa. Meta l-unità taħdem għal żmien twil b'veloċità baxxa, il-bush tal-ispinta jista' jinħaraq għax il-film taż-żejt bejn il-pjanċa tal-mera taħt ir-ras tal-ispinta u l-bush tal-berings ma jistax jiġi stabbilit. Għal din ir-raġuni, matul il-proċess ta' għeluq, meta l-veloċità tal-unità tinżel għal ċertu valur speċifikat, is-sistema tal-ibbrejkjar tal-unità teħtieġ li tibda tintuża. L-ibbrejkjar tal-unità huwa maqsum fi bbrejkjar elettriku, ibbrejkjar mekkaniku u ibbrejkjar ikkombinat. L-ibbrejkjar elettriku huwa li jagħmel short circuit tal-istator tal-ġeneratur bi tliet fażijiet fl-iżbokk tat-tarf tal-magna wara li l-ġeneratur ikun diżakkoppjat u demagnetizzat, u jistenna li l-veloċità tal-unità tinżel għal madwar 50% sa 60% tal-veloċità nominali. Permezz ta' serje ta' operazzjonijiet loġiċi, tiġi pprovduta l-qawwa tal-ibbrejkjar, u r-regolatur tal-eċitazzjoni jaqleb għall-modalità tal-ibbrejkjar elettriku biex iżid kurrent ta' eċitazzjoni mal-istralċ tar-rotor tal-ġeneratur. Minħabba li l-ġeneratur ikun qed idur, l-istator jikkaġuna kurrent ta' short circuit taħt l-azzjoni tal-kamp manjetiku tar-rotor. It-torque elettromanjetiku ġġenerat huwa eżatt oppost għad-direzzjoni inerzjali tar-rotor, li għandu rwol ta' ibbrejkjar. Fil-proċess tat-twettiq tal-ibbrejkjar elettriku, il-provvista tal-enerġija tal-ibbrejkjar trid tiġi pprovduta esternament, li hija relatata mill-qrib mal-istruttura taċ-ċirkwit prinċipali tas-sistema ta' eċċitazzjoni. Diversi modi kif tinkiseb il-provvista tal-enerġija tal-eċitazzjoni tal-brejk elettriku huma murija fil-figura hawn taħt.
Diversi modi kif tikseb il-provvista tal-enerġija tal-eċitazzjoni tal-brejk elettriku
Fl-ewwel mod, l-apparat ta' eċċitazzjoni huwa metodu ta' wajers ta' eċċitazzjoni awto-paralleli. Meta t-tarf tal-magna jkun short-circuited, it-transformer tal-eċitazzjoni ma jkollux provvista ta' enerġija. Il-provvista tal-enerġija tal-ibbrejkjar tiġi minn transformer tal-brejk dedikat, u t-transformer tal-brejk ikun imqabbad mal-enerġija tal-impjant. Kif imsemmi hawn fuq, il-biċċa l-kbira tal-proġetti tal-idroenerġija jużaw sistema ta' eċċitazzjoni ta' rettifikatur statiku ta' eċċitazzjoni awto-parallela, u huwa aktar ekonomiku li jintuża pont rettifikatur għas-sistema ta' eċċitazzjoni u s-sistema tal-brejkijiet elettriċi. Għalhekk, dan il-metodu biex tinkiseb il-provvista tal-enerġija tal-eċitazzjoni tal-brejkijiet elettriċi huwa aktar komuni. Il-fluss tax-xogħol tal-ibbrejkjar elettriku ta' dan il-metodu huwa kif ġej:
(1) Is-circuit breaker tal-ħruġ tal-unità jinfetaħ u s-sistema tiġi diżakkoppjata.
(2) L-istralċ tar-rotor huwa demagnetizzat.
(3) Is-swiċċ tal-enerġija fuq in-naħa sekondarja tat-transformer tal-eċitazzjoni jinfetaħ.
(4) Is-swiċċ taċ-ċirkwit qasir tal-brejk elettriku tal-unità huwa magħluq.
(5) Is-swiċċ tal-enerġija fuq in-naħa sekondarja tat-transformer tal-brejk elettriku huwa magħluq.
(6) It-tiristor tal-pont tar-rettifikatur jiġi attivat biex jikkonduċi, u l-unità tidħol fl-istat tal-brejk elettriku.
(7) Meta l-veloċità tal-unità tkun żero, il-brejk elettriku jiġi rilaxxat (jekk jintuża bbrejkjar ikkombinat, meta l-veloċità tilħaq 5% sa 10% tal-veloċità nominali, jiġi applikat ibbrejkjar mekkaniku). 5. Sistema ta' eċċitazzjoni intelliġenti Impjant idroelettriku intelliġenti jirreferi għal impjant idroelettriku jew grupp ta' stazzjonijiet idroelettriku b'diġitalizzazzjoni tal-informazzjoni, netwerking tal-komunikazzjoni, standardizzazzjoni integrata, interazzjoni kummerċjali, ottimizzazzjoni tal-operazzjoni, u teħid ta' deċiżjonijiet intelliġenti. L-impjanti idroelettriku intelliġenti huma maqsuma vertikalment f'saff tal-proċess, saff tal-unità, u saff ta' kontroll tal-istazzjon, bl-użu ta' struttura ta' 3 saffi u 2 netwerks ta' netwerk tas-saff tal-proċess (netwerk GOOSE, netwerk SV) u netwerk tas-saff ta' kontroll tal-istazzjon (netwerk MMS). L-impjanti idroelettriku intelliġenti jeħtieġ li jkunu appoġġjati minn tagħmir intelliġenti. Bħala s-sistema ta' kontroll ewlenija tas-sett tal-ġeneratur tat-turbini idro, l-iżvilupp teknoloġiku tas-sistema ta' eċċitazzjoni għandu rwol importanti ta' appoġġ fil-kostruzzjoni ta' impjanti idroelettriku intelliġenti.
Fl-impjanti tal-idroenerġija intelliġenti, minbarra li jlestu kompiti bażiċi bħall-istartjar u t-twaqqif tas-sett tal-ġeneratur tat-turbini, iż-żieda u t-tnaqqis tal-qawwa reattiva, u l-għeluq ta' emerġenza, is-sistema ta' eċċitazzjoni għandha tkun tista' wkoll tissodisfa l-funzjonijiet tal-immudellar tad-dejta u l-komunikazzjoni tal-IEC61850, u tappoġġja l-komunikazzjoni man-netwerk tas-saff tal-kontroll tal-istazzjon (netwerk MMS) u n-netwerk tas-saff tal-proċess (netwerk GOOSE u netwerk SV). L-apparat tas-sistema ta' eċċitazzjoni huwa rranġat fis-saff tal-unità tal-istruttura tas-sistema tal-istazzjon tal-idroenerġija intelliġenti, u l-unità ta' għaqda, it-terminal intelliġenti, l-unità ta' kontroll awżiljarja u apparati oħra jew tagħmir intelliġenti huma rranġati fis-saff tal-proċess. L-istruttura tas-sistema hija murija fil-figura hawn taħt.
Sistema ta' eċċitazzjoni intelliġenti
Il-kompjuter ospitanti tas-saff tal-kontroll tal-istazzjon tal-impjant tal-idroenerġija intelliġenti jissodisfa r-rekwiżiti tal-istandard ta' komunikazzjoni IEC61850, u jibgħat is-sinjal tas-sistema ta' eċċitazzjoni lill-kompjuter ospitanti tas-sistema ta' monitoraġġ permezz tan-netwerk MMS. Is-sistema ta' eċċitazzjoni intelliġenti għandha tkun tista' tikkonnettja man-netwerk GOOSE u s-swiċċijiet tan-netwerk SV biex tiġbor dejta fis-saff tal-proċess. Is-saff tal-proċess jirrikjedi li d-dejta li toħroġ mis-CT, il-PT u l-komponenti lokali tkun kollha f'forma diġitali. Is-CT u l-PT huma konnessi mal-unità ta' għaqda (it-transformers elettroniċi huma konnessi permezz ta' kejbils ottiċi, u t-transformers elettromanjetiċi huma konnessi permezz ta' kejbils). Wara li d-dejta tal-kurrent u l-vultaġġ tiġi diġitalizzata, tiġi konnessa mas-swiċċ tan-netwerk SV permezz ta' kejbils ottiċi. Il-komponenti lokali huma meħtieġa li jkunu konnessi mat-terminal intelliġenti permezz ta' kejbils, u s-swiċċ jew is-sinjali analogi jiġu konvertiti f'sinjali diġitali u trażmessi lis-swiċċ tan-netwerk GOOSE permezz ta' kejbils ottiċi. Fil-preżent, is-sistema ta' eċċitazzjoni għandha bażikament il-funzjoni ta' komunikazzjoni man-netwerk MMS tas-saff tal-kontroll tal-istazzjon u n-netwerk GOOSE/SV tas-saff tal-proċess. Minbarra li tissodisfa l-interazzjoni tal-informazzjoni tan-netwerk tal-istandard ta' komunikazzjoni IEC61850, is-sistema ta' eċċitazzjoni intelliġenti għandu jkollha wkoll monitoraġġ online komprensiv, dijanjosi intelliġenti ta' ħsarat u operazzjoni u manutenzjoni tat-test konvenjenti. Il-prestazzjoni u l-effett tal-applikazzjoni tal-apparat ta' eċċitazzjoni intelliġenti kompletament funzjonali jeħtieġ li jiġu ttestjati f'applikazzjonijiet ta' inġinerija attwali futuri.
Ħin tal-posta: 09 ta' Ottubru 2024
