Tabiatdagi barcha daryolar ma'lum qiyalikka ega. Suv tortish kuchi ta'sirida daryo o'zan bo'ylab oqadi. Yuqori balandlikdagi suv juda ko'p potentsial energiyani o'z ichiga oladi. Gidrotexnika inshootlari va elektromexanik uskunalar yordamida suv energiyasini elektr energiyasiga aylantirish, ya'ni gidroenergetika ishlab chiqarish mumkin. Gidroenergetikani ishlab chiqarish printsipi bizning elektromagnit induksiyamizdir, ya'ni o'tkazgich magnit maydondagi magnit oqim chiziqlarini kesganda, u oqim hosil qiladi. Ularning orasida o'tkazgichning magnit maydondagi "harakati" suv energiyasini aylanish mexanik energiyaga aylantirish uchun turbinaga ta'sir qiladigan suv oqimi orqali erishiladi; va magnit maydon deyarli har doim generator rotor o'rash orqali oqib qo'zg'atish tizimi tomonidan ishlab chiqarilgan qo'zg'alish oqimi bilan hosil bo'ladi, ya'ni magnitlanish elektr hosil bo'ladi.
1. Qo'zg'alish tizimi nima? Energiya konvertatsiyasini amalga oshirish uchun sinxron generatorga doimiy magnit maydon kerak bo'ladi va bu magnit maydonni hosil qiluvchi doimiy oqim generatorning qo'zg'alish oqimi deb ataladi. Odatda, elektromagnit induksiya printsipiga ko'ra generator rotorida magnit maydon hosil qilish jarayoni qo'zg'alish deb ataladi. Qo'zg'alish tizimi sinxron generator uchun qo'zg'alish oqimini ta'minlaydigan uskunaga ishora qiladi. Bu sinxron generatorning muhim qismidir. U odatda ikkita asosiy qismdan iborat: qo'zg'atuvchi quvvat bloki va qo'zg'atuvchi regulyator. Qo'zg'atuvchi quvvat bloki sinxron generator rotoriga qo'zg'alish oqimini beradi va qo'zg'atuvchi regulyator kirish signali va berilgan tartibga solish mezonlariga muvofiq qo'zg'atuvchi quvvat blokining chiqishini boshqaradi.
2. Qo'zg'alish tizimining funktsiyasi Qo'zg'alish tizimi quyidagi asosiy funktsiyalarga ega: (1) Oddiy ish sharoitida u generatorning qo'zg'alish oqimini ta'minlaydi va kuchlanish barqarorligini saqlash uchun generator terminali kuchlanishiga va yuk sharoitlariga muvofiq qo'zg'alish oqimini berilgan qonunga muvofiq sozlaydi. Nima uchun qo'zg'alish oqimini sozlash orqali kuchlanish barqarorligini saqlab qolish mumkin? Jeneratör stator sargisining induktsiyalangan potentsiali (ya'ni yuksiz potentsial) Ed, terminal kuchlanish Ug, generatorning reaktiv yuk oqimi Ir va uzunlamasına sinxron reaktivlik Xd o'rtasida taxminiy bog'liqlik mavjud:
Induktsiya potentsiali Ed magnit oqimga mutanosib, magnit oqim esa qo'zg'alish oqimining kattaligiga bog'liq. Qo'zg'alish oqimi o'zgarmagan bo'lsa, magnit oqim va induksiyalangan potentsial Ed o'zgarishsiz qoladi. Yuqoridagi formuladan ko'rinib turibdiki, generatorning terminal kuchlanishi reaktiv oqimning oshishi bilan kamayadi. Biroq, foydalanuvchining quvvat sifatiga bo'lgan talablarini qondirish uchun generatorning terminal kuchlanishi asosan o'zgarishsiz qolishi kerak. Shubhasiz, bu talabga erishish yo'li Ir reaktiv oqimi o'zgarganda (ya'ni yuk o'zgaradi) generatorning qo'zg'alish oqimini sozlashdir. (2) Yuklash shartlariga ko'ra, qo'zg'alish oqimi reaktiv quvvatni sozlash uchun berilgan qoidaga muvofiq o'rnatiladi. Nima uchun reaktiv quvvatni sozlash kerak? Transformatorlar, motorlar, payvandlash mashinalari va boshqalar kabi ko'plab elektr jihozlari elektromagnit induksiya tamoyiliga asoslangan holda ishlaydi. Ularning barchasi energiyani aylantirish va uzatish uchun o'zgaruvchan magnit maydonni o'rnatishga tayanadi. O'zgaruvchan magnit maydon va induktsiyalangan magnit oqimni yaratish uchun zarur bo'lgan elektr quvvati reaktiv quvvat deb ataladi. Elektromagnit bobinli barcha elektr jihozlari magnit maydonni yaratish uchun reaktiv quvvat sarflaydi. Reaktiv quvvatsiz vosita aylanmaydi, transformator kuchlanishni o'zgartira olmaydi va ko'plab elektr jihozlari ishlamaydi. Shuning uchun reaktiv quvvat hech qanday foydasiz kuch emas. Oddiy sharoitlarda elektr jihozlari nafaqat generatordan faol quvvat oladi, balki generatordan reaktiv quvvat olishi kerak. Elektr tarmog'idagi reaktiv quvvat etishmovchiligi bo'lsa, elektr jihozlari normal elektromagnit maydonni o'rnatish uchun etarli reaktiv quvvatga ega bo'lmaydi. Keyin ushbu elektr jihozlari nominal ishlashni saqlay olmaydi va elektr jihozlarining terminal kuchlanishi pasayadi, bu esa elektr jihozlarining normal ishlashiga ta'sir qiladi. Shuning uchun reaktiv quvvatni haqiqiy yukga qarab sozlash kerak va generator tomonidan reaktiv quvvat chiqishi qo'zg'alish oqimining kattaligi bilan bog'liq. Muayyan printsip bu erda batafsil ko'rib chiqilmaydi. (3) Elektr tizimida qisqa tutashuvli avariya sodir bo'lganda yoki boshqa sabablar generator terminali kuchlanishining jiddiy pasayishiga olib kelganda, generator quvvat tizimining dinamik barqarorlik chegarasini va o'rni himoyasi harakatining aniqligini yaxshilash uchun majburan hayajonlanishi mumkin. (4) To'satdan yuk tushishi va boshqa sabablarga ko'ra generatorning haddan tashqari kuchlanishi sodir bo'lganda, generator terminali kuchlanishining haddan tashqari oshishini cheklash uchun generatorni majburan demagnetizatsiya qilish mumkin. (5) Quvvat tizimining statik barqarorligini yaxshilash. (6) Jeneratör ichida va uning simlarida fazali qisqa tutashuv sodir bo'lganda yoki generator terminali kuchlanishi juda yuqori bo'lsa, avariyaning kengayishini cheklash uchun demagnetizatsiya tezda amalga oshiriladi. (7) Parallel generatorlarning reaktiv quvvati oqilona taqsimlanishi mumkin.
3. Qo'zg'atuvchi tizimlarning tasnifi Generatorning qo'zg'atuvchi tokni olish usuli (ya'ni qo'zg'atuvchi quvvat manbaining ta'minlash usuli) bo'yicha qo'zg'atuvchi tizimni tashqi qo'zg'atuvchi va o'z-o'zidan qo'zg'atuvchiga bo'lish mumkin: boshqa quvvat manbalaridan olingan qo'zg'atuvchi tok tashqi qo'zg'alish deyiladi; generatorning o'zidan olingan qo'zg'alish oqimi o'z-o'zidan qo'zg'alish deb ataladi. Rektifikatsiya usuliga ko'ra uni aylanma qo'zg'alish va statik qo'zg'alishga bo'lish mumkin. Statik qo'zg'alish tizimida maxsus qo'zg'alish mashinasi yo'q. Agar u qo'zg'alish quvvatini generatorning o'zidan olsa, u o'z-o'zidan qo'zg'aluvchi statik qo'zg'alish deyiladi. O'z-o'zidan qo'zg'aluvchi statik qo'zg'alish o'z-o'zidan parallel qo'zg'alish va o'z-o'zidan qo'zg'aluvchan qo'zg'alishlarga bo'linadi.
Eng ko'p qo'llaniladigan qo'zg'alish usuli quyidagi rasmda ko'rsatilganidek, o'z-o'zidan parallel qo'zg'alish statik qo'zg'alishdir. U qo'zg'alish quvvatini generatorning chiqishiga ulangan rektifikator transformatori orqali oladi va rektifikatsiyadan keyin generatorning qo'zg'alish oqimini beradi.
O'z-o'zidan parallel qo'zg'atuvchi statik rektifikator qo'zg'alish tizimining ulanish sxemasi
O'z-o'zidan parallel qo'zg'atuvchi statik qo'zg'alish tizimi asosan quyidagi qismlardan iborat: qo'zg'atuvchi transformator, rektifikator, demagnetizatsiya moslamasi, tartibga solish boshqaruvchisi va haddan tashqari kuchlanishdan himoya qilish moslamasi. Ushbu besh qism mos ravishda quyidagi funktsiyalarni bajaradi:
(1) Qo'zg'atuvchi transformator: Mashinaning uchidagi kuchlanishni rektifikatorga mos keladigan kuchlanishgacha kamaytiring.
(2) Rektifikator: Bu butun tizimning asosiy komponentidir. Uch fazali to'liq boshqariladigan ko'prik sxemasi ko'pincha o'zgaruvchan tokdan doimiy tokka aylantirish vazifasini bajarish uchun ishlatiladi.
(3) Demagnetizatsiya qurilmasi: Demagnetizatsiya qurilmasi ikki qismdan iborat, ya'ni demagnetizatsiya kaliti va demagnetizatsiya qarshiligi. Ushbu qurilma avariya sodir bo'lgan taqdirda jihozni tezda demagnetizatsiya qilish uchun javobgardir.
(4) Regulyatsiya tekshirgichi: qo'zg'atuvchi tizimning boshqaruv moslamasi generatorning reaktiv quvvatini va kuchlanishini tartibga solish ta'siriga erishish uchun rektifikator qurilmasining tiristorining o'tkazuvchanlik burchagini nazorat qilish orqali qo'zg'alish oqimini o'zgartiradi.
(5) Haddan tashqari kuchlanishdan himoya qilish: Jeneratör rotori pallasida haddan tashqari kuchlanish bo'lsa, zanjir haddan tashqari kuchlanish energiyasini iste'mol qilish, haddan tashqari kuchlanish qiymatini cheklash va generator rotorining o'rashini va unga ulangan uskunani himoya qilish uchun yoqiladi.
O'z-o'zidan parallel qo'zg'atuvchi statik qo'zg'alish tizimining afzalliklari quyidagilardan iborat: oddiy tuzilish, kamroq jihozlar, kam investitsiyalar va kamroq texnik xizmat ko'rsatish. Kamchilik shundaki, generator yoki tizim qisqa tutashganda qo'zg'alish oqimi yo'qoladi yoki juda pasayadi, bu vaqtda qo'zg'alish oqimini juda ko'paytirish (ya'ni majburiy qo'zg'atish) kerak. Biroq, zamonaviy yirik bloklar asosan yopiq shinalardan foydalanishini va yuqori kuchlanishli elektr tarmoqlari odatda tezkor himoya va yuqori ishonchlilik bilan jihozlanganligini hisobga olsak, ushbu qo'zg'alish usulidan foydalanadigan birliklar soni ortib bormoqda va bu ham qoidalar va texnik shartlar bilan tavsiya etilgan qo'zg'alish usuli hisoblanadi. 4. Jihozning elektr tormozi Agregat yuk tushirilganda va to'xtatilganda, rotorning katta aylanish inertsiyasi tufayli mexanik energiyaning bir qismi saqlanadi. Energiyaning bu qismi surish podshipnikining, hidoyat podshipnikining va havoning ishqalanish issiqlik energiyasiga aylantirilgandan keyingina to'liq to'xtatilishi mumkin. Havoning ishqalanish yo'qolishi aylananing chiziqli tezligi kvadratiga mutanosib bo'lganligi sababli, rotor tezligi dastlab juda tez pasayadi, keyin esa past tezlikda uzoq vaqt bo'sh qoladi. Jihoz uzoq vaqt davomida past tezlikda ishlaganda, surish boshi ostidagi ko'zgu plitasi va podshipnik buta o'rtasida yog 'plyonkasi o'rnatib bo'lmaydiganligi sababli, tortish butasi yonib ketishi mumkin. Shu sababli, o'chirish jarayonida, birlikning tezligi ma'lum bir belgilangan qiymatga tushganda, blok tormoz tizimini ishga tushirish kerak. Birlik tormozlash elektr tormozlash, mexanik tormozlash va estrodiol tormozlashga bo'linadi. Elektr tormozlash - generator ajratilgandan va demagnetizatsiya qilingandan so'ng, uch fazali generator statorini mashinaning so'nggi chiqishidagi qisqa tutashuv va qurilma tezligi nominal tezlikning taxminan 50% dan 60% gacha tushishini kutish. Bir qator mantiqiy operatsiyalar orqali tormozlash quvvati ta'minlanadi va qo'zg'alish regulyatori generator rotorining o'rashiga qo'zg'alish oqimini qo'shish uchun elektr tormozlash rejimiga o'tadi. Jeneratör aylanayotganligi sababli, stator rotor magnit maydoni ta'sirida qisqa tutashuv oqimini keltirib chiqaradi. Yaratilgan elektromagnit moment rotorning inertial yo'nalishiga qarama-qarshi bo'lib, u tormoz rolini o'ynaydi. Elektr tormozlashni amalga oshirish jarayonida tormozlash quvvat manbai tashqaridan ta'minlanishi kerak, bu qo'zg'alish tizimining asosiy sxemasi tuzilishi bilan chambarchas bog'liq. Elektr tormoz qo'zg'atuvchi quvvat manbai olishning turli usullari quyidagi rasmda ko'rsatilgan.
Elektr tormoz qo'zg'alish quvvat manbai olishning turli usullari
Birinchi usulda, qo'zg'atuvchi qurilma o'z-o'zidan parallel qo'zg'alish simi usuli hisoblanadi. Mashinaning uchi qisqa tutashgan bo'lsa, qo'zg'atuvchi transformatorda quvvat manbai yo'q. Tormoz quvvat manbai maxsus tormoz transformatoridan keladi va tormoz transformatori zavod quvvatiga ulanadi. Yuqorida aytib o'tilganidek, ko'pchilik gidroenergetika loyihalarida o'z-o'zidan parallel qo'zg'atuvchi statik rektifikator qo'zg'alish tizimi qo'llaniladi va qo'zg'alish tizimi va elektr tormoz tizimi uchun rektifikator ko'prigidan foydalanish ancha tejamkor. Shuning uchun elektr tormoz qo'zg'alish quvvat manbai olishning bu usuli keng tarqalgan. Ushbu usulning elektr tormozlash ish jarayoni quyidagicha:
(1) Qurilmaning chiqish o'chirgichi ochiladi va tizim ajratiladi.
(2) Rotor sargisi magnitsizlangan.
(3) qo'zg'atuvchi transformatorning ikkilamchi tomonidagi quvvat kaliti ochiladi.
(4) Elektr tormoz qisqa tutashuvi kaliti yopiq.
(5) Elektr tormoz transformatorining ikkilamchi tomonidagi quvvat tugmasi yopiq.
(6) Rektifikator ko'prigi tiristori o'tkazish uchun ishga tushiriladi va birlik elektr tormoz holatiga kiradi.
(7) Jihozning tezligi nolga teng bo'lganda, elektr tormozi chiqariladi (agar kombinatsiyalangan tormoz qo'llanilsa, tezlik nominal tezlikning 5% dan 10% gacha yetganda, mexanik tormoz qo'llaniladi). 5. Intellektual qo'zg'alish tizimi Intellektual gidroelektrostantsiya axborotni raqamlashtirish, aloqa tarmog'i, integratsiyalashgan standartlashtirish, biznesning o'zaro ta'siri, operatsiyani optimallashtirish va aqlli qaror qabul qilish bilan gidroelektrostantsiya yoki gidroelektrostantsiyalar guruhiga ishora qiladi. Intellektual GESlar texnologik qatlam tarmog'ining (GOOSE tarmog'i, SV tarmog'i) va stansiya boshqaruv qatlami tarmog'ining (MMS tarmog'i) 3 qatlamli 2 tarmoqli tuzilmasidan foydalangan holda vertikal ravishda texnologik qatlamga, birlik qatlamiga va stansiya boshqaruv qatlamiga bo'linadi. Intellektual GESlar aqlli uskunalar bilan qo'llab-quvvatlanishi kerak. Gidro-turbinali generator majmuasining asosiy boshqaruv tizimi sifatida qo'zg'alish tizimining texnologik rivojlanishi aqlli gidroelektr stantsiyalarini qurishda muhim yordamchi rol o'ynaydi.
Intellektual gidroelektrostansiyalarda turbina generator majmuasini ishga tushirish va to‘xtatish, reaktiv quvvatni oshirish va kamaytirish, favqulodda o‘chirish kabi asosiy vazifalarni bajarishdan tashqari, qo‘zg‘alish tizimi IEC61850 ma’lumotlarini modellashtirish va aloqa funksiyalariga javob berishi va stansiya boshqaruv qatlami tarmog‘i (MMS tarmog‘i) va texnologik tarmoq qatlami tarmog‘i (GOOSE) bilan aloqani qo‘llab-quvvatlashi kerak. Qo'zg'alish tizimining qurilmasi aqlli gidroelektrostantsiya tizimi strukturasining birlik qatlamida, texnologik qatlamda esa birlashtiruvchi blok, aqlli terminal, yordamchi boshqaruv bloki va boshqa qurilmalar yoki aqlli uskunalar joylashtirilgan. Tizimning tuzilishi quyidagi rasmda ko'rsatilgan.
Intellektual qo'zg'alish tizimi
Intellektual GESning stansiya boshqaruv qatlamining asosiy kompyuteri IEC61850 aloqa standarti talablariga javob beradi va qo'zg'alish tizimining signalini MMS tarmog'i orqali monitoring tizimining asosiy kompyuteriga yuboradi. Intellektual qo'zg'alish tizimi jarayon sathida ma'lumotlarni yig'ish uchun GOOSE tarmog'i va SV tarmoq kalitlari bilan ulanishi kerak. Jarayon darajasi CT, PT va mahalliy komponentlar tomonidan chiqarilgan ma'lumotlarning barchasi raqamli shaklda bo'lishini talab qiladi. CT va PT birlashtiruvchi blokga ulanadi (elektron transformatorlar optik kabellar bilan, elektromagnit transformatorlar esa kabellar orqali ulanadi). Oqim va kuchlanish ma'lumotlari raqamlashtirilgandan so'ng, ular optik kabellar orqali SV tarmoq kalitiga ulanadi. Mahalliy komponentlar kabellar orqali aqlli terminalga ulanishi talab qilinadi va kalit yoki analog signallar raqamli signallarga aylantiriladi va optik kabellar orqali GOOSE tarmoq kalitiga uzatiladi. Hozirgi vaqtda qo'zg'alish tizimi asosan stansiya boshqaruv qatlami MMS tarmog'i va texnologik qatlam GOOSE/SV tarmog'i bilan aloqa funktsiyasiga ega. IEC61850 aloqa standartining tarmoq ma'lumotlari bilan o'zaro ta'sirini qondirishdan tashqari, aqlli qo'zg'alish tizimi ham keng qamrovli onlayn monitoring, aqlli nosozlik diagnostikasi va qulay sinovdan foydalanish va texnik xizmat ko'rsatishga ega bo'lishi kerak. To'liq ishlaydigan aqlli qo'zg'atuvchi qurilmaning ishlashi va ta'siri kelajakdagi haqiqiy muhandislik dasturlarida sinovdan o'tkazilishi kerak.
Xabar vaqti: 2024-yil 09-oktabr
