Mito katika asili yote ina mteremko fulani. Maji hutiririka kando ya mto chini ya hatua ya mvuto. Maji kwenye miinuko ya juu yana nishati nyingi inayoweza kutokea. Kwa msaada wa miundo ya majimaji na vifaa vya electromechanical, nishati ya maji inaweza kubadilishwa kuwa nishati ya umeme, yaani, kizazi cha umeme. Kanuni ya uzalishaji wa umeme wa maji ni uingizaji wetu wa sumakuumeme, yaani, wakati kondakta anakata mistari ya magnetic flux katika uwanja wa magnetic, itazalisha sasa. Miongoni mwao, "harakati" ya kondakta katika uwanja wa magnetic inafanikiwa na mtiririko wa maji unaoathiri turbine ili kubadilisha nishati ya maji katika nishati ya mitambo ya mzunguko; na uwanja wa sumaku karibu kila wakati huundwa na mkondo wa msisimko unaotokana na mfumo wa uchochezi unaopita kupitia vilima vya rotor ya jenereta, ambayo ni, sumaku huzalishwa na umeme.
1. Mfumo wa uchochezi ni nini? Ili kutambua ubadilishaji wa nishati, jenereta ya synchronous inahitaji uwanja wa magnetic wa DC, na sasa ya DC inayozalisha uwanja huu wa magnetic inaitwa sasa ya msisimko wa jenereta. Kwa ujumla, mchakato wa kutengeneza uwanja wa sumaku kwenye rotor ya jenereta kulingana na kanuni ya induction ya sumakuumeme inaitwa uchochezi. Mfumo wa msisimko unarejelea vifaa ambavyo hutoa msisimko wa sasa kwa jenereta ya synchronous. Ni sehemu muhimu ya jenereta ya synchronous. Kwa ujumla lina sehemu kuu mbili: kitengo cha nguvu ya msisimko na kidhibiti cha msisimko. Kitengo cha nguvu cha msisimko hutoa sasa ya msisimko kwa rotor ya jenereta ya synchronous, na mdhibiti wa uchochezi hudhibiti pato la kitengo cha nguvu cha msisimko kulingana na ishara ya pembejeo na vigezo vya udhibiti vilivyotolewa.
2. Kazi ya mfumo wa uchochezi Mfumo wa uchochezi una kazi kuu zifuatazo: (1) Katika hali ya kawaida ya uendeshaji, hutoa sasa ya uchochezi wa jenereta, na kurekebisha sasa ya uchochezi kulingana na sheria iliyotolewa kulingana na voltage ya terminal ya jenereta na hali ya mzigo ili kudumisha utulivu wa voltage. Kwa nini utulivu wa voltage unaweza kudumishwa kwa kurekebisha sasa ya msisimko? Kuna uhusiano wa takriban kati ya uwezo unaoshawishiwa (yaani uwezo wa kutopakia) Ed wa vilima vya stator ya jenereta, voltage terminal Ug, Ir ya sasa ya mzigo wa jenereta, na mwitikio wa longitudinal synchronous Xd:
Uwezo unaosababishwa Ed ni sawia na flux magnetic, na flux magnetic inategemea ukubwa wa sasa msisimko. Wakati msisimko wa sasa unabaki bila kubadilika, flux ya sumaku na Ed inayowezekana inabaki bila kubadilika. Kutoka kwa formula hapo juu, inaweza kuonekana kuwa voltage ya terminal ya jenereta itapungua kwa ongezeko la sasa tendaji. Hata hivyo, ili kukidhi mahitaji ya mtumiaji kwa ubora wa nguvu, voltage ya mwisho ya jenereta inapaswa kubaki kimsingi bila kubadilika. Ni wazi, njia ya kufikia hitaji hili ni kurekebisha mkondo wa msisimko wa jenereta kadiri Ir ya sasa inavyobadilika (yaani, mabadiliko ya mzigo). (2) Kwa mujibu wa hali ya mzigo, sasa ya kusisimua inarekebishwa kulingana na kanuni iliyotolewa ili kurekebisha nguvu tendaji. Kwa nini ni muhimu kurekebisha nguvu tendaji? Vifaa vingi vya umeme hufanya kazi kwa kuzingatia kanuni ya induction ya sumakuumeme, kama vile transfoma, motors, mashine za kulehemu, n.k. Vyote vinategemea uanzishwaji wa uwanja wa sumaku unaopishana kubadilisha na kuhamisha nishati. Nguvu ya umeme inayohitajika kuanzisha uwanja wa sumaku unaopishana na mtiririko wa sumaku unaosababishwa huitwa nguvu tendaji. Vifaa vyote vya umeme vilivyo na koili za sumakuumeme hutumia nguvu tendaji ili kuanzisha uwanja wa sumaku. Bila nguvu tendaji, motor haitazunguka, transformer haitaweza kubadilisha voltage, na vifaa vingi vya umeme haitafanya kazi. Kwa hivyo, nguvu tendaji sio nguvu isiyo na maana. Katika hali ya kawaida, vifaa vya umeme sio tu kupata nguvu ya kazi kutoka kwa jenereta, lakini pia inahitaji kupata nguvu tendaji kutoka kwa jenereta. Ikiwa nguvu tendaji katika gridi ya umeme ni chache, vifaa vya umeme havitakuwa na nguvu tendaji ya kutosha kuanzisha uwanja wa kawaida wa sumakuumeme. Kisha vifaa hivi vya umeme haviwezi kudumisha uendeshaji uliopimwa, na voltage ya mwisho ya vifaa vya umeme itashuka, na hivyo kuathiri uendeshaji wa kawaida wa vifaa vya umeme. Kwa hiyo, ni muhimu kurekebisha nguvu tendaji kulingana na mzigo halisi, na pato la nguvu tendaji na jenereta linahusiana na ukubwa wa sasa wa msisimko. Kanuni maalum haitafafanuliwa hapa. (3) Wakati ajali ya mzunguko mfupi inapotokea katika mfumo wa nguvu au sababu nyinginezo kusababisha voltage ya terminal ya jenereta kushuka kwa uzito, jenereta inaweza kusisimka kwa nguvu ili kuboresha kikomo cha utulivu wa nguvu ya mfumo wa nguvu na usahihi wa hatua ya ulinzi wa relay. 4 (5) Kuboresha utulivu tuli wa mfumo wa nguvu. (6) Wakati mzunguko mfupi wa awamu hadi awamu unatokea ndani ya jenereta na kwenye waya zake za risasi au voltage ya terminal ya jenereta ni kubwa sana, upunguzaji wa sumaku hufanywa haraka ili kupunguza upanuzi wa ajali. (7) Nguvu tendaji ya jenereta sambamba inaweza kusambazwa ipasavyo.
3. Uainishaji wa mifumo ya uchochezi Kulingana na njia ya jenereta inapata sasa ya msisimko (yaani, njia ya ugavi wa ugavi wa umeme wa msisimko), mfumo wa uchochezi unaweza kugawanywa katika msisimko wa nje na uchochezi wa kujitegemea: sasa ya kusisimua inayopatikana kutoka kwa vifaa vingine vya nguvu inaitwa msisimko wa nje; msisimko wa sasa unaopatikana kutoka kwa jenereta yenyewe inaitwa kujitegemea. Kulingana na njia ya kurekebisha, inaweza kugawanywa katika msisimko wa mzunguko na msisimko wa tuli. Mfumo wa uchochezi wa tuli hauna mashine maalum ya kusisimua. Ikiwa inapata nguvu ya msisimko kutoka kwa jenereta yenyewe, inaitwa uchochezi wa tuli wa kujitegemea. Msisimko wa tuli wa kujisisimua unaweza kugawanywa katika msisimko unaoendana na mtu binafsi na msisimko wa kujichanganya.
Mbinu ya uchochezi inayotumika zaidi ni msisimko wa tuli wa uchochezi unaojiendesha wenyewe, kama inavyoonyeshwa kwenye takwimu hapa chini. Inapata nguvu ya msisimko kupitia kibadilishaji cha kirekebishaji kilichounganishwa kwenye kituo cha jenereta, na hutoa sasa msisimko wa jenereta baada ya urekebishaji.
Mchoro wa wiring wa mfumo wa uchochezi wa kirekebishaji tuli cha msisimko wa kibinafsi
Mfumo wa uchochezi wa tuli wa msisimko wa kibinafsi unajumuisha sehemu zifuatazo: kibadilishaji cha uchochezi, kirekebishaji, kifaa cha kuondoa sumaku, kidhibiti cha udhibiti na kifaa cha ulinzi wa overvoltage. Sehemu hizi tano kwa mtiririko huo hukamilisha kazi zifuatazo:
(1) Kibadilishaji cha msisimko: Punguza volteji kwenye mwisho wa mashine hadi voltage inayolingana na kirekebishaji.
(2) Kirekebishaji: Ni sehemu ya msingi ya mfumo mzima. Mzunguko wa daraja la awamu tatu unaodhibitiwa kikamilifu mara nyingi hutumiwa kukamilisha kazi ya ubadilishaji kutoka AC hadi DC.
(3) Kifaa cha kupunguza sumaku: Kifaa cha kuzuia sumaku kina sehemu mbili, ambazo ni swichi ya kuzima sumaku na kipinga upunguzaji sumaku. Kifaa hiki kinawajibika kwa demagnetization ya haraka ya kitengo katika tukio la ajali.
(4) Kidhibiti cha udhibiti: Kifaa cha udhibiti wa mfumo wa msisimko hubadilisha mkondo wa msisimko kwa kudhibiti pembe ya upitishaji ya thyristor ya kifaa cha kurekebisha ili kufikia athari ya kudhibiti nguvu tendaji na voltage ya jenereta.
(5) Ulinzi wa overvoltage: Wakati mzunguko wa rota ya jenereta ina overvoltage, mzunguko huwashwa ili kutumia nishati ya overvoltage, kupunguza thamani ya overvoltage, na kulinda upepo wa rota ya jenereta na vifaa vyake vilivyounganishwa.
Faida za mfumo wa uchochezi wa tuli wa uchochezi wa kibinafsi ni: muundo rahisi, vifaa kidogo, uwekezaji mdogo na matengenezo kidogo. Ubaya ni kwamba jenereta au mfumo unapokuwa na mzunguko mfupi, mkondo wa msisimko utatoweka au kushuka sana, wakati mkondo wa msisimko unapaswa kuongezeka sana (yaani msisimko wa kulazimishwa) kwa wakati huu. Hata hivyo, kwa kuzingatia kwamba vitengo vikubwa vya kisasa hutumia zaidi mabasi yaliyofungwa, na gridi za nguvu za juu-voltage kwa ujumla zina vifaa vya ulinzi wa haraka na kuegemea juu, idadi ya vitengo vinavyotumia njia hii ya kusisimua inaongezeka, na hii pia ni njia ya uchochezi inayopendekezwa na kanuni na vipimo. 4. Umeme wa kusimama wa kitengo Wakati kitengo kinapakuliwa na kufungwa, sehemu ya nishati ya mitambo huhifadhiwa kutokana na inertia kubwa ya mzunguko wa rotor. Sehemu hii ya nishati inaweza tu kusimamishwa kabisa baada ya kubadilishwa kuwa nishati ya joto ya msuguano ya kuzaa kwa kutia, kuzaa kwa mwongozo na hewa. Kwa kuwa upotezaji wa msuguano wa hewa ni sawa na mraba wa kasi ya mstari wa mduara, kasi ya rotor inashuka haraka sana mwanzoni, na kisha itakuwa bila kazi kwa muda mrefu kwa kasi ya chini. Wakati kitengo kinaendesha kwa muda mrefu kwa kasi ya chini, kichaka cha kutia kinaweza kuchomwa kwa sababu filamu ya mafuta kati ya sahani ya kioo chini ya kichwa cha kutia na kichaka cha kuzaa haiwezi kuanzishwa. Kwa sababu hii, wakati wa mchakato wa kuzima, wakati kasi ya kitengo inashuka kwa thamani fulani maalum, mfumo wa kuvunja kitengo unahitaji kutumika. Kitengo cha kusimama kimegawanywa katika kusimama kwa umeme, kusimama kwa mitambo na kuunganisha kwa pamoja. Kuweka breki ya umeme ni kuzungusha kwa muda mfupi stator ya awamu ya tatu ya jenereta kwenye sehemu ya mwisho ya mashine baada ya jenereta kutenganishwa na kukatwa sumaku, na kusubiri kasi ya kitengo kushuka hadi takriban 50% hadi 60% ya kasi iliyokadiriwa. Kupitia mfululizo wa shughuli za kimantiki, nguvu ya kusimama hutolewa, na kidhibiti cha msisimko hubadilika kwa hali ya kuvunja umeme ili kuongeza msisimko wa sasa kwa upepo wa rotor ya jenereta. Kwa sababu jenereta inazunguka, stator inaleta sasa ya mzunguko mfupi chini ya hatua ya shamba la magnetic rotor. Torque ya sumakuumeme inayozalishwa ni kinyume tu na mwelekeo wa inertial wa rotor, ambayo ina jukumu la kuvunja. Katika mchakato wa kutambua kuumega kwa umeme, ugavi wa umeme wa kusimama unahitaji kutolewa nje, ambao unahusiana kwa karibu na muundo mkuu wa mzunguko wa mfumo wa uchochezi. Njia anuwai za kupata usambazaji wa umeme wa uchochezi wa breki zinaonyeshwa kwenye takwimu hapa chini.
Njia anuwai za kupata umeme wa uchochezi wa breki ya umeme
Kwa njia ya kwanza, kifaa cha kusisimua ni njia ya wiring ya uchochezi ya kujitegemea. Wakati mwisho wa mashine ni mfupi-mzunguko, transformer ya kusisimua haina ugavi wa nguvu. Ugavi wa umeme wa breki hutoka kwa kibadilishaji cha breki kilichojitolea, na kibadilishaji cha breki kinaunganishwa na nguvu za mmea. Kama ilivyoelezwa hapo juu, miradi mingi ya umeme wa maji hutumia mfumo wa msisimko wa kirekebishaji tuli cha msisimko wa kibinafsi, na ni kiuchumi zaidi kutumia daraja la kusahihisha kwa mfumo wa uchochezi na mfumo wa breki ya umeme. Kwa hivyo, njia hii ya kupata umeme wa uchochezi wa breki ya umeme ni ya kawaida zaidi. Mtiririko wa breki ya umeme wa njia hii ni kama ifuatavyo.
(1) Kivunja mzunguko wa sehemu ya kitengo hufunguliwa na mfumo umetenganishwa.
(2) Upepo wa rota umeondolewa sumaku.
(3) Kubadili nguvu kwenye upande wa pili wa kibadilishaji cha msisimko hufunguliwa.
(4) Kitengo cha kubadili umeme cha kuvunja breki kimefungwa.
(5) Kibadilishaji cha nguvu kwenye upande wa pili wa kibadilishaji cha breki cha umeme kimefungwa.
(6) Thyristor ya daraja la kurekebisha huchochewa kufanya, na kitengo huingia katika hali ya breki ya umeme.
(7) Wakati kasi ya kitengo ni sifuri, kuvunja kwa umeme hutolewa (ikiwa kuunganishwa kwa pamoja kunatumiwa, wakati kasi inafikia 5% hadi 10% ya kasi iliyopimwa, kuvunja kwa mitambo hutumiwa). 5. Mfumo wa uchochezi wa akili Kiwanda chenye akili cha kuzalisha umeme kwa maji kinarejelea mtambo wa kuzalisha umeme kwa maji au kikundi cha kituo cha kuzalisha umeme kwa njia ya maji chenye uwekaji taarifa kidijitali, mtandao wa mawasiliano, uwekaji viwango vilivyojumuishwa, mwingiliano wa biashara, uboreshaji wa uendeshaji, na kufanya maamuzi kwa akili. Mimea yenye akili ya nguvu za maji imegawanywa kiwima katika safu ya mchakato, safu ya kitengo, na safu ya udhibiti wa kituo, kwa kutumia muundo wa safu-2 wa safu-2 ya mtandao wa safu ya mchakato (mtandao wa GOOSE, mtandao wa SV) na mtandao wa safu ya udhibiti wa kituo (mtandao wa MMS). Mitambo yenye akili ya kuzalisha umeme kwa maji inahitaji kuungwa mkono na vifaa mahiri. Kama mfumo mkuu wa udhibiti wa jenereta ya hydro-turbine ulivyowekwa, ukuzaji wa kiteknolojia wa mfumo wa uchochezi una jukumu muhimu katika ujenzi wa mitambo ya akili ya maji.
Katika mitambo yenye akili ya kufua umeme wa maji, pamoja na kukamilisha kazi za msingi kama vile kuanzisha na kusimamisha seti ya jenereta ya turbine, kuongeza na kupunguza nguvu tendaji, na kuzima kwa dharura, mfumo wa uchochezi unapaswa pia kuwa na uwezo wa kukidhi kazi za uundaji wa data za IEC61850 na mawasiliano, na kusaidia mawasiliano na mtandao wa safu ya udhibiti wa kituo (mtandao wa MMS) na mtandao wa safu ya mchakato na mtandao wa GOOSE (GOOSE). Kifaa cha mfumo wa uchochezi hupangwa kwenye safu ya kitengo cha muundo wa mfumo wa kituo cha nguvu cha maji, na kitengo cha kuunganisha, terminal ya akili, kitengo cha kudhibiti msaidizi na vifaa vingine au vifaa vya akili vinapangwa kwenye safu ya mchakato. Muundo wa mfumo unaonyeshwa kwenye takwimu hapa chini.
Mfumo wa kusisimua wa akili
Kompyuta mwenyeji ya safu ya udhibiti wa kituo cha mtambo wa akili wa nguvu za maji inakidhi mahitaji ya kiwango cha mawasiliano cha IEC61850, na hutuma ishara ya mfumo wa msisimko kwa kompyuta mwenyeji wa mfumo wa ufuatiliaji kupitia mtandao wa MMS. Mfumo wa akili wa kusisimua unapaswa kuwa na uwezo wa kuunganishwa na mtandao wa GOOSE na swichi za mtandao wa SV ili kukusanya data kwenye safu ya mchakato. Safu ya mchakato inahitaji kwamba matokeo ya data kwa CT, PT na vipengee vya ndani vyote viko katika mfumo wa dijitali. CT na PT zimeunganishwa kwenye kitengo cha kuunganisha (transfoma za elektroniki zinaunganishwa na nyaya za macho, na transfoma ya umeme yanaunganishwa na nyaya). Baada ya data ya sasa na ya voltage ni digitized, huunganishwa na kubadili mtandao wa SV kupitia nyaya za macho. Vipengele vya ndani vinatakiwa kuunganishwa kwenye terminal yenye akili kupitia nyaya, na swichi au ishara za analogi zinabadilishwa kuwa ishara za dijiti na kupitishwa kwa swichi ya mtandao ya GOOSE kupitia nyaya za macho. Kwa sasa, mfumo wa uchochezi una kimsingi kazi ya mawasiliano na safu ya udhibiti wa kituo cha MMS mtandao na safu ya mchakato GOOSE/SV mtandao. Mbali na kukidhi mwingiliano wa taarifa za mtandao wa kiwango cha mawasiliano cha IEC61850, mfumo wa akili wa kusisimua unapaswa pia kuwa na ufuatiliaji wa kina wa mtandaoni, utambuzi wa makosa ya akili na uendeshaji na matengenezo rahisi ya mtihani. Utendaji na madoido ya utendakazi wa kifaa cha kusisimua mahiri kinahitaji kujaribiwa katika programu halisi za uhandisi za siku zijazo.
Muda wa kutuma: Oct-09-2024
