Walungan di alam sadayana gaduh lamping anu tangtu. Cai ngalir sapanjang dasar walungan dina pangaruh gravitasi. Cai dina dataran luhur ngandung énergi poténsial anu seueur. Kalayan bantosan struktur hidrolik sareng alat éléktromékanis, énergi cai tiasa dirobih janten énergi listrik, nyaéta, pembangkit listrik tenaga cai. Prinsip pembangkit listrik tenaga cai nyaéta induksi éléktromagnétik urang, nyaéta, nalika konduktor motong garis fluks magnét dina médan magnét, éta bakal ngahasilkeun arus. Di antarana, "gerakan" konduktor dina médan magnét kahontal ku aliran cai anu mangaruhan turbin pikeun ngarobih énergi cai janten énergi mékanis rotasi; sareng médan magnét ampir sok dibentuk ku arus éksitasi anu dihasilkeun ku sistem éksitasi anu ngalir ngaliwatan gulungan rotor generator, nyaéta, magnétisme dihasilkeun ku listrik.
1. Naon ari sistem éksitasi? Pikeun ngawujudkeun konvérsi énergi, generator sinkron peryogi médan magnét DC, sareng arus DC anu ngahasilkeun médan magnét ieu disebut arus éksitasi generator. Sacara umum, prosés ngabentuk médan magnét dina rotor generator numutkeun prinsip induksi éléktromagnétik disebut éksitasi. Sistem éksitasi nujul kana alat anu nyayogikeun arus éksitasi pikeun generator sinkron. Éta mangrupikeun bagian penting tina generator sinkron. Sacara umum diwangun ku dua bagian utama: unit daya éksitasi sareng régulator éksitasi. Unit daya éksitasi nyayogikeun arus éksitasi ka rotor generator sinkron, sareng régulator éksitasi ngontrol kaluaran unit daya éksitasi numutkeun sinyal input sareng kriteria pangaturan anu dipasihkeun.
2. Fungsi sistem eksitasi Sistem eksitasi mibanda fungsi utama ieu: (1) Dina kaayaan operasi normal, éta nyayogikeun arus eksitasi ka generator, sareng nyaluyukeun arus eksitasi numutkeun hukum anu dipasihkeun numutkeun tegangan terminal generator sareng kaayaan beban pikeun ngajaga stabilitas tegangan. Naha stabilitas tegangan tiasa dijaga ku cara nyaluyukeun arus eksitasi? Aya hubungan anu ampir antara poténsial anu diinduksi (nyaéta poténsial tanpa beban) Ed tina gulungan stator generator, tegangan terminal Ug, arus beban réaktif Ir tina generator, sareng réaktansi sinkron longitudinal Xd:
Poténsial anu diinduksi Ed sabanding jeung fluks magnét, sarta fluks magnét gumantung kana gedéna arus éksitasi. Nalika arus éksitasi tetep teu robah, fluks magnét jeung poténsial anu diinduksi Ed tetep teu robah. Tina rumus di luhur, bisa ditempo yén tegangan terminal generator bakal turun kalawan ningkatna arus réaktif. Nanging, pikeun minuhan sarat pangguna pikeun kualitas daya, tegangan terminal generator kedah tetep teu robah. Jelas, cara pikeun ngahontal sarat ieu nyaéta ku cara nyaluyukeun arus éksitasi generator nalika arus réaktif Ir robah (nyaéta, beban robah). (2) Numutkeun kaayaan beban, arus éksitasi disaluyukeun nurutkeun aturan anu dibikeun pikeun nyaluyukeun daya réaktif. Naha perlu nyaluyukeun daya réaktif? Seueur alat listrik anu dianggo dumasar kana prinsip induksi éléktromagnétik, sapertos transformator, motor, mesin las, jsb. Éta sadayana ngandelkeun kana ngadegna médan magnét bolak-balik pikeun ngarobah sareng mindahkeun énergi. Daya listrik anu diperyogikeun pikeun ngadegkeun médan magnét bolak-balik sareng fluks magnét anu diinduksi disebut daya réaktif. Sadaya alat listrik kalayan kumparan éléktromagnétik ngonsumsi daya réaktif pikeun ngadegkeun médan magnét. Tanpa daya reaktif, motor moal muter, transformator moal tiasa ngarobih tegangan, sareng seueur alat listrik moal tiasa dianggo. Ku kituna, daya reaktif sanés daya anu teu aya gunana. Dina kaayaan normal, alat listrik henteu ngan ukur kéngingkeun daya aktif tina generator, tapi ogé kedah kéngingkeun daya reaktif tina generator. Upami daya reaktif dina jaringan listrik kakurangan, alat listrik moal gaduh daya reaktif anu cekap pikeun ngawangun medan éléktromagnétik normal. Maka alat listrik ieu henteu tiasa ngajaga operasi anu dipeunteun, sareng tegangan terminal alat listrik bakal turun, sahingga mangaruhan operasi normal alat listrik. Ku alatan éta, perlu pikeun nyaluyukeun daya reaktif numutkeun beban anu saleresna, sareng kaluaran daya reaktif ku generator aya hubunganana sareng ageungna arus eksitasi. Prinsip khusus moal dijelaskeun di dieu. (3) Nalika kacilakaan sirkuit pondok kajantenan dina sistem daya atanapi alesan sanés anu nyababkeun tegangan terminal generator turun sacara serius, generator tiasa dipaksa di-excite pikeun ningkatkeun wates stabilitas dinamis sistem daya sareng akurasi tindakan panyalindungan relay. (4) Nalika tegangan generator kaleuleuwihi lumangsung kusabab pelepasan beban anu ujug-ujug sareng alesan sanésna, generator tiasa didemagnetisasi sacara paksa pikeun ngawatesan kanaékan tegangan terminal generator anu kaleuleuwihi. (5) Ningkatkeun stabilitas statis sistem daya. (6) Nalika sirkuit pondok fase-ka-fase lumangsung di jero generator sareng dina kabel utama na atanapi tegangan terminal generator teuing luhur, demagnetisasi dilaksanakeun gancang pikeun ngawatesan ékspansi kacilakaan. (7) Daya réaktif generator paralel tiasa disebarkeun sacara wajar.
3. Klasifikasi sistem eksitasi Numutkeun cara generator kéngingkeun arus eksitasi (nyaéta, metode suplai catu daya eksitasi), sistem eksitasi tiasa dibagi kana eksitasi éksternal sareng eksitasi mandiri: arus eksitasi anu diala tina catu daya sanés disebut eksitasi éksternal; arus eksitasi anu diala tina generator éta sorangan disebut eksitasi mandiri. Numutkeun metode rektifikasi, éta tiasa dibagi kana eksitasi rotary sareng eksitasi statis. Sistem eksitasi statis henteu gaduh mesin eksitasi khusus. Upami éta kéngingkeun daya eksitasi tina generator éta sorangan, éta disebut eksitasi statis eksitasi mandiri. Eksitasi statis eksitasi mandiri tiasa dibagi kana eksitasi paralel mandiri sareng eksitasi majemuk mandiri.
Métode éksitasi anu paling umum dianggo nyaéta éksitasi statik éksitasi paralel mandiri, sapertos anu dipidangkeun dina gambar di handap ieu. Métode ieu kéngingkeun daya éksitasi ngalangkungan transformator penyearah anu disambungkeun ka stop kontak generator, sareng nyayogikeun arus éksitasi generator saatos réktifikasi.
Diagram kabel sistem eksitasi penyearah statis eksitasi paralel mandiri
Sistem eksitasi statik eksitasi paralel mandiri utamina diwangun ku bagian-bagian ieu: transformator eksitasi, penyearah, alat demagnetisasi, pangontrol pangaturan sareng alat panyalindungan tegangan kaleuleuwihan. Lima bagian ieu masing-masing ngalengkepan fungsi-fungsi ieu:
(1) Transformator eksitasi: Turunkeun tegangan dina tungtung mesin ka tegangan anu cocog sareng rectifier.
(2) Penyearah: Ieu mangrupikeun komponén inti tina sakumna sistem. Sirkuit sasak tilu fase anu dikontrol sapinuhna sering dianggo pikeun ngalengkepan tugas konvérsi tina AC ka DC.
(3) Alat démagnétisasi: Alat démagnétisasi diwangun ku dua bagian, nyaéta saklar démagnétisasi sareng résistor démagnétisasi. Alat ieu tanggung jawab pikeun démagnétisasi unit anu gancang upami aya kacilakaan.
(4) Pangontrol pangaturan: Alat kontrol sistem éksitasi ngarobih arus éksitasi ku cara ngontrol sudut konduksi thyristor alat panyearah pikeun ngahontal pangaruh ngatur daya réaktif sareng tegangan generator.
(5) Protéksi tegangan kaleuleuwihan: Nalika sirkuit rotor generator ngagaduhan tegangan kaleuleuwihan, sirkuit dihurungkeun pikeun ngonsumsi énergi tegangan kaleuleuwihan, ngawatesan nilai tegangan kaleuleuwihan, sareng ngajaga gulungan rotor generator sareng peralatan anu nyambung.
Kaunggulan tina sistem eksitasi statis eksitasi paralel mandiri nyaéta: struktur saderhana, peralatan anu langkung sakedik, investasi anu rendah sareng pangropéa anu langkung sakedik. Kakuranganna nyaéta nalika generator atanapi sistem dihubungkeun pondok, arus eksitasi bakal ngaleungit atanapi turun pisan, sedengkeun arus eksitasi kedah ningkat pisan (nyaéta eksitasi paksa) dina waktos ayeuna. Nanging, ngémutan yén unit ageung modéren biasana nganggo busbar anu ditutup, sareng jaringan listrik tegangan tinggi umumna dilengkepan ku panyalindungan anu gancang sareng reliabilitas anu luhur, jumlah unit anu nganggo metode eksitasi ieu ningkat, sareng ieu ogé metode eksitasi anu disarankeun ku peraturan sareng spésifikasi. 4. Pengereman listrik unit Nalika unit dibongkar sareng dipareuman, sabagian énergi mékanis disimpen kusabab inersia rotasi rotor anu ageung. Bagian énergi ieu ngan ukur tiasa dieureunkeun sapinuhna saatos dirobih janten énergi panas gesekan bantalan dorong, bantalan pituduh sareng hawa. Kusabab leungitna gesekan hawa sabanding sareng kuadrat tina kecepatan linier keliling, kecepatan rotor turun gancang pisan dina mimitina, teras éta bakal nganggur salami lami dina kecepatan anu handap. Nalika unit dijalankeun lila dina kecepatan anu handap, thrust bush tiasa kaduruk sabab lapisan oli antara pelat eunteung di handapeun sirah thrust sareng bearing bush teu tiasa ditetepkeun. Kusabab kitu, salami prosés mareuman, nalika kecepatan unit turun kana nilai anu ditangtukeun, sistem ngerem unit kedah dianggo. Ngerem unit dibagi kana ngerem listrik, ngerem mékanis sareng ngerem gabungan. Ngerem listrik nyaéta pikeun ngahubungkeun stator generator tilu fase dina stop kontak tungtung mesin saatos generator dipisahkeun sareng didemagnetisasi, teras ngantosan kecepatan unit turun janten sakitar 50% dugi ka 60% tina kecepatan anu dipeunteun. Ngaliwatan serangkaian operasi logis, kakuatan ngerem disayogikeun, sareng regulator eksitasi ngalih ka mode ngerem listrik pikeun nambihan arus eksitasi kana gulungan rotor generator. Kusabab generator muter, stator ngainduksi arus hubung pondok dina aksi medan magnét rotor. Torsi éléktromagnétik anu dihasilkeun sabalikna tina arah inersia rotor, anu maénkeun peran ngerem. Dina prosés ngawujudkeun pangerem listrik, catu daya pangerem kedah disayogikeun sacara éksternal, anu raket patalina sareng struktur sirkuit utama sistem eksitasi. Rupa-rupa cara pikeun kéngingkeun catu daya eksitasi pangerem listrik dipidangkeun dina gambar di handap ieu.
Rupa-rupa cara pikeun kéngingkeun catu daya eksitasi rem listrik
Dina cara anu kahiji, alat eksitasi nyaéta metode kabel eksitasi paralel mandiri. Nalika tungtung mesin dihubungkeun pondok, transformator eksitasi teu gaduh catu daya. Catu daya pengereman asalna tina transformator rem khusus, sareng transformator rem disambungkeun kana daya pembangkit listrik. Sakumaha anu parantos disebatkeun di luhur, kaseueuran proyék PLTA nganggo sistem eksitasi penyearah statis eksitasi paralel mandiri, sareng langkung ekonomis nganggo jembatan penyearah pikeun sistem eksitasi sareng sistem rem listrik. Ku alatan éta, metode pikeun kéngingkeun catu daya eksitasi rem listrik ieu langkung umum. Alur kerja pengereman listrik tina metode ieu nyaéta sapertos kieu:
(1) Pemutus sirkuit stop kontak unit dibuka sareng sistem dipisahkeun.
(2) Gulungan rotor teu kamagnetan.
(3) Saklar daya di sisi sekundér transformator eksitasi dibuka.
(4) Saklar hubung singkat rem listrik unit ditutup.
(5) Saklar daya di sisi sekundér transformator rem listrik ditutup.
(6) Tiristor sasak panyearah dipicu pikeun ngalirkeun arus, sareng unitna lebet kana kaayaan rem listrik.
(7) Nalika kecepatan unit nol, rem listrik dileupaskeun (upami pengereman gabungan dianggo, nalika kecepatan ngahontal 5% dugi ka 10% tina kecepatan anu dipeunteun, pengereman mékanis diterapkeun). 5. Sistem eksitasi cerdas Pembangkit listrik tenaga air cerdas nujul kana grup pembangkit listrik tenaga air atanapi stasiun tenaga air kalayan digitalisasi inpormasi, jaringan komunikasi, standardisasi terpadu, interaksi bisnis, optimasi operasi, sareng pangambilan kaputusan cerdas. Pembangkit listrik tenaga air cerdas dibagi sacara vertikal kana lapisan prosés, lapisan unit, sareng lapisan kontrol stasiun, nganggo struktur 3-lapisan 2-jaringan jaringan lapisan prosés (jaringan GOOSE, jaringan SV) sareng jaringan lapisan kontrol stasiun (jaringan MMS). Pembangkit listrik tenaga air cerdas kedah dirojong ku alat cerdas. Salaku sistem kontrol inti tina set generator hidro-turbin, pamekaran téknologi sistem eksitasi maénkeun peran pendukung anu penting dina pangwangunan pembangkit listrik tenaga air cerdas.
Dina pembangkit listrik tenaga air anu cerdas, salian ti ngalengkepan tugas dasar sapertos ngamimitian sareng ngeureunkeun set generator turbin, ningkatkeun sareng ngirangan daya reaktif, sareng mareuman darurat, sistem eksitasi ogé kedah tiasa nyumponan fungsi modél data sareng komunikasi IEC61850, sareng ngadukung komunikasi sareng jaringan lapisan kontrol stasiun (jaringan MMS) sareng jaringan lapisan prosés (jaringan GOOSE sareng jaringan SV). Alat sistem eksitasi disusun dina lapisan unit struktur sistem stasiun tenaga air anu cerdas, sareng unit penggabungan, terminal cerdas, unit kontrol bantu sareng alat sanés atanapi peralatan cerdas disusun dina lapisan prosés. Struktur sistem dipidangkeun dina gambar di handap ieu.
Sistem eksitasi anu cerdas
Komputer host tina lapisan kontrol stasiun pembangkit listrik tenaga air cerdas nyumponan sarat standar komunikasi IEC61850, sareng ngirim sinyal sistem eksitasi ka komputer host sistem monitoring ngalangkungan jaringan MMS. Sistem eksitasi cerdas kedah tiasa nyambung sareng jaringan GOOSE sareng saklar jaringan SV pikeun ngumpulkeun data dina lapisan prosés. Lapisan prosés ngabutuhkeun data anu kaluaran ku CT, PT sareng komponén lokal sadayana dina bentuk digital. CT sareng PT disambungkeun kana unit penggabungan (trafo éléktronik disambungkeun ku kabel optik, sareng transformator éléktromagnétik disambungkeun ku kabel). Saatos data arus sareng tegangan didigitalkeun, aranjeunna disambungkeun kana saklar jaringan SV ngalangkungan kabel optik. Komponen lokal kedah disambungkeun kana terminal cerdas ngalangkungan kabel, sareng sinyal saklar atanapi analog dirobih janten sinyal digital sareng dikirimkeun ka saklar jaringan GOOSE ngalangkungan kabel optik. Ayeuna, sistem eksitasi dasarna gaduh fungsi komunikasi sareng jaringan MMS lapisan kontrol stasiun sareng jaringan GOOSE/SV lapisan prosés. Salian ti minuhan interaksi informasi jaringan tina standar komunikasi IEC61850, sistem eksitasi calakan ogé kedah ngagaduhan pangawasan online anu komprehensif, diagnosis gangguan calakan sareng operasi uji coba sareng pangropéa anu merenah. Kinerja sareng pangaruh aplikasi tina alat eksitasi calakan anu fungsina pinuh kedah diuji dina aplikasi rékayasa anu saleresna ka hareup.
Waktos posting: 09-Okt-2024
