Mito katika asili yote ina mteremko fulani. Maji hutiririka kando ya mto chini ya ushawishi wa mvuto. Maji katika miinuko ya juu yana nishati nyingi inayowezekana. Kwa msaada wa miundo ya majimaji na vifaa vya umeme, nishati ya maji inaweza kubadilishwa kuwa nishati ya umeme, yaani, uzalishaji wa umeme wa maji. Kanuni ya uzalishaji wa umeme wa maji ni uanzishaji wetu wa sumakuumeme, yaani, wakati kondakta anakata mistari ya mtiririko wa sumaku katika uwanja wa sumaku, itatoa mkondo. Miongoni mwao, "mwendo" wa kondakta katika uwanja wa sumaku unapatikana kwa mtiririko wa maji unaoathiri turbine ili kubadilisha nishati ya maji kuwa nishati ya mitambo ya mzunguko; na uwanja wa sumaku karibu kila mara huundwa na mkondo wa uchochezi unaotokana na mfumo wa uchochezi unaopita kupitia vilima vya rotor ya jenereta, yaani, sumaku huzalishwa na umeme.
1. Mfumo wa uchochezi ni nini? Ili kufikia ubadilishaji wa nishati, jenereta inayolingana inahitaji uwanja wa sumaku wa DC, na mkondo wa DC unaozalisha uwanja huu wa sumaku unaitwa mkondo wa uchochezi wa jenereta. Kwa ujumla, mchakato wa kuunda uwanja wa sumaku katika rotor ya jenereta kulingana na kanuni ya uanzishaji wa sumaku huitwa uchochezi. Mfumo wa uchochezi hurejelea vifaa vinavyotoa mkondo wa uchochezi kwa jenereta inayolingana. Ni sehemu muhimu ya jenereta inayolingana. Kwa ujumla ina sehemu mbili kuu: kitengo cha nguvu ya uchochezi na kidhibiti cha uchochezi. Kitengo cha nguvu ya uchochezi hutoa mkondo wa uchochezi kwa rotor ya jenereta inayolingana, na kidhibiti cha uchochezi hudhibiti matokeo ya kitengo cha nguvu ya uchochezi kulingana na ishara ya ingizo na vigezo vya kanuni vilivyotolewa.
2. Kazi ya mfumo wa uchochezi Mfumo wa uchochezi una kazi kuu zifuatazo: (1) Katika hali ya kawaida ya uendeshaji, hutoa mkondo wa uchochezi wa jenereta, na hurekebisha mkondo wa uchochezi kulingana na sheria iliyotolewa kulingana na volteji ya terminal ya jenereta na hali ya mzigo ili kudumisha utulivu wa volteji. Kwa nini utulivu wa volteji unaweza kudumishwa kwa kurekebisha mkondo wa uchochezi? Kuna uhusiano wa takriban kati ya uwezo unaosababishwa (yaani uwezo usio na mzigo) Ed ya vilima vya stator ya jenereta, volteji ya terminal Ug, mkondo wa mzigo tendaji Ir wa jenereta, na mmenyuko wa sanjari wa longitudinal Xd:
Ed inayoweza kusababishwa inalingana na mtiririko wa sumaku, na mtiririko wa sumaku hutegemea ukubwa wa mkondo wa uchochezi. Wakati mkondo wa uchochezi unabaki bila kubadilika, mtiririko wa sumaku na Ed inayoweza kusababishwa inabaki bila kubadilika. Kutoka kwa fomula hapo juu, inaweza kuonekana kwamba voltage ya mwisho ya jenereta itapungua kadri mkondo tendaji unavyoongezeka. Hata hivyo, ili kukidhi mahitaji ya mtumiaji kwa ubora wa nguvu, voltage ya mwisho ya jenereta inapaswa kubaki bila kubadilika kimsingi. Ni wazi, njia ya kufikia hitaji hili ni kurekebisha mkondo wa uchochezi wa jenereta kadri mkondo tendaji Ir unavyobadilika (yaani, mzigo unavyobadilika). (2) Kulingana na hali ya mzigo, mkondo wa uchochezi hurekebishwa kulingana na sheria fulani ili kurekebisha nguvu tendaji. Kwa nini ni muhimu kurekebisha nguvu tendaji? Vifaa vingi vya umeme hufanya kazi kulingana na kanuni ya induction ya sumaku, kama vile transfoma, mota, mashine za kulehemu, n.k. Zote hutegemea uanzishwaji wa uwanja tendaji wa sumaku ili kubadilisha na kuhamisha nishati. Nguvu ya umeme inayohitajika kuanzisha uwanja tendaji wa sumaku na mtiririko tendaji wa sumaku unaosababishwa huitwa nguvu tendaji. Vifaa vyote vya umeme vyenye koili za sumaku hutumia nguvu tendaji ili kuanzisha uwanja sumaku. Bila nguvu tendaji, mota haitazunguka, transfoma haitaweza kubadilisha volteji, na vifaa vingi vya umeme havitafanya kazi. Kwa hivyo, nguvu tendaji si nguvu isiyofaa. Katika hali ya kawaida, vifaa vya umeme havipati tu nguvu tendaji kutoka kwa jenereta, lakini pia vinahitaji kupata nguvu tendaji kutoka kwa jenereta. Ikiwa nguvu tendaji katika gridi ya umeme ni pungufu, vifaa vya umeme havitakuwa na nguvu tendaji ya kutosha kuanzisha uwanja wa kawaida wa sumakuumeme. Kisha vifaa hivi vya umeme haviwezi kudumisha operesheni iliyokadiriwa, na volteji ya mwisho ya vifaa vya umeme itashuka, na hivyo kuathiri uendeshaji wa kawaida wa vifaa vya umeme. Kwa hivyo, ni muhimu kurekebisha nguvu tendaji kulingana na mzigo halisi, na matokeo ya nguvu tendaji kutoka kwa jenereta yanahusiana na ukubwa wa mkondo wa uchochezi. Kanuni maalum haitafafanuliwa hapa. (3) Wakati ajali ya mzunguko mfupi inatokea katika mfumo wa umeme au sababu zingine zinazosababisha volteji ya mwisho ya jenereta kushuka kwa uzito, jenereta inaweza kusisimka kwa nguvu ili kuboresha kikomo cha utulivu wa nguvu cha mfumo wa umeme na usahihi wa hatua ya ulinzi wa relay. (4) Wakati volteji ya jenereta inapozidi kutokana na kukatika kwa mzigo ghafla na sababu zingine, jenereta inaweza kupunguzwa sumaku kwa nguvu ili kupunguza ongezeko kubwa la volteji ya terminal ya jenereta. (5) Kuboresha utulivu tuli wa mfumo wa umeme. (6) Wakati mzunguko mfupi wa awamu hadi awamu unapotokea ndani ya jenereta na kwenye waya zake za risasi au volteji ya terminal ya jenereta ikiwa juu 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 jinsi jenereta inavyopata mkondo wa uchochezi (yaani, njia ya usambazaji wa usambazaji wa umeme wa uchochezi), mfumo wa uchochezi unaweza kugawanywa katika uchochezi wa nje na uchochezi wa kujitegemea: mkondo wa uchochezi unaopatikana kutoka kwa vifaa vingine vya umeme unaitwa uchochezi wa nje; mkondo wa uchochezi unaopatikana kutoka kwa jenereta yenyewe unaitwa uchochezi wa kujitegemea. Kulingana na mbinu ya kurekebisha, unaweza kugawanywa katika uchochezi wa mzunguko na uchochezi tuli. Mfumo wa uchochezi tuli hauna mashine maalum ya uchochezi. Ikiwa utapata nguvu ya uchochezi kutoka kwa jenereta yenyewe, inaitwa uchochezi tuli wa kujitegemea. Msisimko tuli wa kujitegemea unaweza kugawanywa katika uchochezi sambamba na uchochezi unaojikusanya.
Njia ya uchochezi inayotumika sana ni uchochezi tuli wa uchochezi unaojiendesha, kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro ulio hapa chini. Hupata nguvu ya uchochezi kupitia kibadilishaji cha kurekebisha kilichounganishwa na sehemu ya kutolea umeme ya jenereta, na hutoa mkondo wa uchochezi wa jenereta baada ya kurekebisha.
Mchoro wa waya wa mfumo wa uchochezi wa kirekebisha tuli cha kusisimua kinachojiendesha chenyewe
Mfumo wa uchochezi tuli wa uchochezi unaojiendesha wenyewe una sehemu zifuatazo: kibadilishaji cha uchochezi, kirekebishaji, kifaa cha kuondoa sumaku, kidhibiti cha udhibiti na kifaa cha ulinzi wa volteji kupita kiasi. Sehemu hizi tano mtawalia hukamilisha kazi zifuatazo:
(1) Kibadilishaji cha msisimko: Punguza volteji kwenye ncha ya mashine hadi volteji inayolingana na kirekebishaji.
(2) Kirekebishaji: Ni sehemu kuu ya mfumo mzima. Saketi ya daraja inayodhibitiwa kikamilifu ya awamu tatu mara nyingi hutumika kukamilisha kazi ya ubadilishaji kutoka AC hadi DC.
(3) Kifaa cha kuondoa sumaku: Kifaa cha kuondoa sumaku kina sehemu mbili, yaani swichi ya kuondoa sumaku na kipingamizi cha kuondoa sumaku. Kifaa hiki kinawajibika kwa kuondoa sumaku haraka kwa kitengo iwapo ajali itatokea.
(4) Kidhibiti cha kanuni: Kifaa cha udhibiti cha mfumo wa uchochezi hubadilisha mkondo wa uchochezi kwa kudhibiti pembe ya upitishaji wa thyristor ya kifaa cha kurekebisha ili kufikia athari ya kudhibiti nguvu tendaji na volteji ya jenereta.
(5) Ulinzi wa volteji nyingi: Wakati mzunguko wa rotor ya jenereta una volteji nyingi, mzunguko huwashwa ili kutumia nishati ya volteji nyingi, kupunguza thamani ya volteji nyingi, na kulinda vilima vya rotor ya jenereta na vifaa vyake vilivyounganishwa.
Faida za mfumo wa uchochezi tuli wa uchochezi unaojiendesha ni: muundo rahisi, vifaa vichache, uwekezaji mdogo na matengenezo machache. Hasara ni kwamba jenereta au mfumo unapopunguzwa mzunguko, mkondo wa uchochezi utatoweka au kushuka sana, huku mkondo wa uchochezi ukipaswa 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 umeme zenye volteji nyingi kwa ujumla zina ulinzi wa haraka na uaminifu mkubwa, idadi ya vitengo vinavyotumia njia hii ya uchochezi inaongezeka, na hii pia ni njia ya uchochezi inayopendekezwa na kanuni na vipimo. 4. Breki ya umeme ya kitengo Wakati kitengo kinapopakuliwa na kufungwa, sehemu ya nishati ya mitambo huhifadhiwa kutokana na hali kubwa ya mzunguko wa rotor. Sehemu hii ya nishati inaweza kusimamishwa kabisa tu baada ya kubadilishwa kuwa nishati ya joto ya msuguano ya fani ya msukumo, fani ya mwongozo na hewa. Kwa kuwa upotevu wa msuguano wa hewa ni sawia na mraba wa kasi ya mstari wa mzingo, kasi ya rotor hupungua haraka sana mwanzoni, na kisha itasimama kwa muda mrefu kwa kasi ya chini. Wakati kitengo kinapoendesha kwa muda mrefu kwa kasi ya chini, kichaka cha kusukuma kinaweza kuungua kwa sababu filamu ya mafuta kati ya bamba la kioo chini ya kichwa cha kusukuma na kichaka cha kubeba haiwezi kuanzishwa. Kwa sababu hii, wakati wa mchakato wa kuzima, wakati kasi ya kitengo inapungua hadi thamani fulani maalum, mfumo wa kusimama wa kitengo unahitaji kutumika. Kusimama kwa kitengo kumegawanywa katika breki ya umeme, breki ya mitambo na breki ya pamoja. Kusimama kwa umeme ni kufupisha stata ya jenereta ya awamu tatu kwenye sehemu ya mwisho ya mashine baada ya jenereta kutenganishwa na kutolewa sumaku, na kusubiri kasi ya kitengo ishuke hadi takriban 50% hadi 60% ya kasi iliyokadiriwa. Kupitia mfululizo wa shughuli za kimantiki, nguvu ya kusimama hutolewa, na kidhibiti cha uchochezi hubadilika hadi hali ya kusimama kwa umeme ili kuongeza mkondo wa uchochezi kwenye ukingo wa rota ya jenereta. Kwa sababu jenereta inazunguka, stata huchochea mkondo wa mzunguko mfupi chini ya kitendo cha uwanja wa sumaku wa rota. Torque ya sumakuumeme inayozalishwa ni kinyume kidogo na mwelekeo wa inertial wa rota, ambayo ina jukumu la kusimama. Katika mchakato wa kutekeleza breki ya umeme, usambazaji wa umeme wa breki unahitaji kutolewa nje, ambao unahusiana kwa karibu na muundo mkuu wa saketi ya mfumo wa uchochezi. Njia mbalimbali za kupata usambazaji wa umeme wa uchochezi wa breki ya umeme zinaonyeshwa kwenye mchoro ulio hapa chini.
Njia mbalimbali za kupata umeme wa kusisimua breki ya umeme
Kwa njia ya kwanza, kifaa cha uchochezi ni njia ya kuunganisha waya za uchochezi zinazojiendesha zenyewe. Wakati ncha ya mashine inapofupishwa, kibadilishaji cha uchochezi hakina usambazaji wa umeme. Usambazaji wa umeme wa breki hutoka kwa kibadilishaji maalum cha breki, na kibadilishaji cha breki kimeunganishwa na nguvu ya kiwanda. Kama ilivyoelezwa hapo juu, miradi mingi ya umeme wa maji hutumia mfumo wa uchochezi wa kirekebishaji tuli cha uchochezi unaojiendesha chenyewe, na ni rahisi zaidi kutumia daraja la kirekebishaji kwa mfumo wa uchochezi na mfumo wa breki za umeme. Kwa hivyo, njia hii ya kupata usambazaji wa umeme wa kichocheaji cha breki za umeme ni ya kawaida zaidi. Mtiririko wa kazi wa breki za umeme wa njia hii ni kama ifuatavyo:
(1) Kivunja mzunguko wa sehemu ya kutoa umeme hufunguliwa na mfumo hutenganishwa.
(2) Kizunguko cha rotor kimeondolewa sumaku.
(3) Kibadilishaji cha umeme upande wa pili wa kibadilishaji cha msisimko hufunguliwa.
(4) Swichi ya mzunguko mfupi wa breki ya umeme ya kitengo imefungwa.
(5) Kibadilishaji cha umeme upande wa pili wa kibadilishaji cha breki ya umeme kimefungwa.
(6) Thyristor ya daraja la kurekebisha huchochewa kuendesha, na kitengo huingia katika hali ya breki ya umeme.
(7) Wakati kasi ya kitengo ni sifuri, breki ya umeme hutolewa (ikiwa breki ya pamoja inatumika, wakati kasi inafikia 5% hadi 10% ya kasi iliyokadiriwa, breki ya mitambo inatumika). 5. Mfumo wa kusisimua wenye akili. Kiwanda cha umeme wa maji chenye akili kinarejelea kiwanda cha umeme wa maji au kikundi cha kituo cha umeme wa maji chenye uandishi wa habari kidijitali, mitandao ya mawasiliano, usanifishaji jumuishi, mwingiliano wa biashara, uboreshaji wa uendeshaji, na kufanya maamuzi kwa busara. Mitambo ya umeme wa maji yenye akili imegawanywa wima katika safu ya mchakato, safu ya kitengo, na safu ya udhibiti wa kituo, kwa kutumia muundo wa mtandao wa safu 2 wa safu 3 wa mtandao wa safu ya mchakato (mtandao wa GOOSE, mtandao wa SV) na mtandao wa safu ya udhibiti wa kituo (mtandao wa MMS). Mitambo ya umeme wa maji yenye akili inahitaji kuungwa mkono na vifaa vya busara. Kama mfumo mkuu wa udhibiti wa seti ya jenereta ya turbini ya maji, maendeleo ya kiteknolojia ya mfumo wa kusisimua yana jukumu muhimu la kusaidia katika ujenzi wa mitambo ya umeme wa maji yenye akili.
Katika mitambo ya umeme wa maji yenye akili, 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 kuweza kukidhi kazi za uundaji wa data wa IEC61850 na mawasiliano, na kusaidia mawasiliano na mtandao wa safu ya udhibiti wa kituo (mtandao wa MMS) na mtandao wa safu ya mchakato (mtandao wa GOOSE na mtandao wa SV). Kifaa cha mfumo wa uchochezi kimepangwa kwenye safu ya kitengo cha muundo wa mfumo wa kituo cha umeme wa maji chenye akili, na kitengo cha kuunganisha, kituo cha akili, kitengo cha udhibiti msaidizi na vifaa vingine au vifaa vya akili vimepangwa kwenye safu ya mchakato. Muundo wa mfumo umeonyeshwa kwenye mchoro ulio hapa chini.
Mfumo wa kusisimua wenye akili
Kompyuta mwenyeji wa safu ya udhibiti wa kituo cha mtambo wa umeme wa maji wenye akili inakidhi mahitaji ya kiwango cha mawasiliano cha IEC61850, na hutuma ishara ya mfumo wa uchochezi kwa kompyuta mwenyeji wa mfumo wa ufuatiliaji kupitia mtandao wa MMS. Mfumo wa uchochezi wenye akili unapaswa kuweza kuungana 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 na CT, PT na vipengele vya ndani vyote viwe katika umbo la kidijitali. CT na PT zimeunganishwa kwenye kitengo cha kuunganisha (vibadilishaji vya kielektroniki vimeunganishwa na nyaya za macho, na vibadilishaji vya sumakuumeme vimeunganishwa na nyaya). Baada ya data ya mkondo na volteji kubadilishwa kuwa dijitali, huunganishwa kwenye swichi ya mtandao wa SV kupitia nyaya za macho. Vipengele vya ndani vinatakiwa kuunganishwa kwenye kituo cha akili kupitia nyaya, na swichi au ishara za analogi hubadilishwa kuwa ishara za kidijitali na kupitishwa kwenye swichi ya mtandao wa GOOSE kupitia nyaya za macho. Kwa sasa, mfumo wa uchochezi kimsingi una kazi ya mawasiliano na mtandao wa MMS wa safu ya udhibiti wa kituo na mtandao wa GOOSE/SV wa safu ya mchakato. Mbali na kukidhi mwingiliano wa taarifa za mtandao wa kiwango cha mawasiliano cha IEC61850, mfumo wa uchochezi wa akili unapaswa pia kuwa na ufuatiliaji kamili mtandaoni, utambuzi wa makosa wa akili na uendeshaji na matengenezo rahisi ya majaribio. Athari ya utendaji na matumizi ya kifaa cha uchochezi wa akili kinachofanya kazi kikamilifu yanahitaji kupimwa katika matumizi halisi ya uhandisi ya siku zijazo.
Muda wa chapisho: Oktoba-09-2024
