Салхин турбины хүчдэлийг зохицуулахад трансформаторын үүрэг
Салхин турбинууд нь салхины кинетик энергийг шууд ялгаруулалтгүйгээр цахилгаан энерги болгон хувиргаж чаддаг тул хурдацтай хөгжиж буй сэргээгдэх эрчим хүчний технологи гэгддэг. Гэсэн хэдий ч салхин турбинуудаас үүссэн цахилгааныг айл өрх, үйлдвэрүүд шууд ашиглах боломжгүй, эсвэл сүлжээнд түгээдэггүй. Салхин турбинаас цахилгааныг "ашиглахад бэлэн" болгодог нэг гол бүрэлдэхүүн хэсэг бол трансформатор юм. Трансформаторын үндсэн үүрэг бол хүчдэлийг зохицуулах, үр ашигтай дамжуулахын тулд хүчдэлийн түвшинг тохируулах, салхин турбины системээс ачаалал эсвэл сүлжээнд цахилгаан дамжуулах чанар, тогтвортой байдлыг хадгалах явдал юм.
Салхин турбинуудын хүчдэлийн шинж чанарууд
Трансформаторын үүргийг ойлгохоос өмнө салхин турбинуудын үйлдвэрлэсэн цахилгаан эрчим хүчний мөн чанарыг ойлгох нь чухал юм. Салхин турбинууд нь сэнсний босоо амтай холбогдсон генератороор дамжуулан цахилгаан үүсгэдэг. Турбины эргэлтийн хурд нь салхины хурдны хэлбэлзлээс ихээхэн хамаардаг тул генераторын хүчдэл ба давтамж нь хэлбэлзэлтэй байж болно, ялангуяа хувьсах хурдтай салхин турбинуудад.
Орчин үеийн олон салхин турбины системд генераторын үүсгэсэн цахилгаан эрчим хүчийг стандарт хувьсах гүйдэл (AC) хэлбэрээр сүлжээнд шууд хуваарилдаггүй, харин шулуутгагч, инвертер, хянагч зэрэг цахилгаан электрон хэлхээгээр дамжуулан түгээдэг. Гэсэн хэдий ч хувиргах үйл явцын дараа цахилгаан эрчим хүчийг орон нутгийн түгээлтийн системтэй тохируулахын тулд хүчдэлийн тохируулга хийх шаардлагатай хэвээр байна. Энэ бол сүлжээний нийцтэй байдлыг хангахын тулд хүчдэлийн түвшинг зохицуулахад трансформаторууд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг газар юм.
Трансформаторын тухай ойлголт ба ажиллах зарчим
Трансформатор гэдэг нь цахилгаан соронзон индукцийн зарчмаар ажилладаг, хувьсах гүйдлийн хүчдэлийг нэмэгдүүлэх (нэмэлт) эсвэл бууруулах (бууруулах) статик цахилгаан төхөөрөмж юм. Трансформатор нь төмрийн цөмийг ороосон анхдагч ба хоёрдогч ороомогоос бүрдэнэ. Хувьсах гүйдэл анхдагч ороомогоор урсах үед өөрчлөгдөж буй соронзон орон нь хоёрдогч ороомогт хүчдэл үүсгэдэг. Эргэлтийн тооны харьцаа нь хүчдэл нэмэгдэх эсвэл буурах эсэхийг тодорхойлдог.
Салхин турбины системд трансформаторыг ерөнхийдөө шаталсан трансформатор болгон ашигладаг, учир нь генератороос гарч буй цахилгаан эрчим хүч нь ихэвчлэн дунд эсвэл бага хүчдэлийн түвшинд байдаг бол холын зайн дамжуулалт нь өндөр хүчдэлд илүү үр ашигтай байдаг.
Салхин турбины систем дэх трансформаторын үндсэн үүрэг
1. Цахилгаан сүлжээнд тохируулан хүчдэлийг тохируулна уу
Трансформаторын хамгийн чухал үүргүүдийн нэг бол салхин турбины гаралтын хүчдэл нь сүлжээний стандартыг хангаж байгаа эсэхийг баталгаажуулах явдал юм. Ашиглалтын хэмжээний салхин турбинууд нь ихэвчлэн хэдэн зуун вольтоос хэдэн киловольт хүртэлх хүчдэл үүсгэдэг. Үүний зэрэгцээ түгээх болон дамжуулах сүлжээ нь тухайн улсын цахилгаан эрчим хүчний системээс хамааран 20 кВ, 33 кВ, 70 кВ эсвэл түүнээс дээш зэрэг илүү өндөр хүчдэлийн түвшинд ажилладаг.
Трансформаторууд хүчдэлийг нэмэгдүүлснээр салхин турбинаас гарч буй эрчим хүчийг хэт их гүйдэл үүсгэхгүйгээр сүлжээнд шилжүүлэх боломжийг олгодог. Хүчдэлийг нэмэгдүүлэхгүй бол ижил чадлын гүйдэл маш өндөр байх бөгөөд энэ нь ихээхэн алдагдалд хүргэх болно.
2. Дамжуулах үед цахилгаан алдагдлыг бууруулах
Цахилгаан системд кабелийн цахилгаан алдагдал нь ерөнхийдөө гүйдлийн урсгал болон дамжуулагчийн эсэргүүцлээс хамаардаг. Энэхүү чадлын алдагдлыг I²R томъёогоор илэрхийлдэг бөгөөд энэ нь гүйдэл их байх тусам дулаан болж хувирдаг чадлын алдагдлыг ихэсгэдэг гэсэн үг юм.
Трансформаторууд нь хүчдэлийг нэмэгдүүлэх замаар гүйдлийг бууруулахад тусалдаг. Хүчдэл нэмэгдэхэд ижил хэмжээний чадлын хувьд гүйдлийг бууруулж болно. Үүний үр дүнд цахилгааны алдагдал мэдэгдэхүйц буурч, кабелийг дулаан байлгаж, цахилгаан дамжуулах үр ашгийг нэмэгдүүлдэг. Энэ нь ихэвчлэн алслагдсан байршилд байрладаг бөгөөд дэд станц эсвэл сүлжээний холболтын цэгүүд хүртэл урт кабель татах шаардлагатай салхин цахилгаан станцуудад онцгой чухал юм.
3. Үйл ажиллагааны тогтвортой байдал болон эрчим хүчний чанарыг дэмждэг
Хүчдэлийг нэмэгдүүлэх эсвэл бууруулахаас гадна трансформаторууд нь цахилгааны чанарыг дэмжихэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Цахилгааны чанарын менежментийг ихэвчлэн инвертер болон хяналтын системүүд хариуцдаг бол трансформаторууд нь гармоникийг дарах эсвэл газардуулгыг оновчтой болгохын тулд цахилгаан тусгаарлалт, хөндлөнгийн оролцоог бууруулах, системийн холболтын тохируулга (жишээлбэл, од эсвэл гурвалжин тохиргоо) хийхэд тусалдаг.
Цахилгаан хувиргагч ашигладаг орчин үеийн салхин турбинууд нь ихэвчлэн тодорхой гармоник үүсгэдэг. Трансформаторын зөв загвар нь гармоникийн нөлөөллийг бууруулж, сүлжээний талын хүчдэлийг стандарт хязгаарт байлгахад тусалдаг.
4. Системийн тусгаарлалт болон хамгаалалтыг хангадаг
Трансформаторууд нь салхин турбин болон цахилгаан сүлжээний хооронд гальваник тусгаарлалт хийдэг. Энэхүү тусгаарлалт нь аюулгүй байдлыг сайжруулах, тоног төхөөрөмжийг хэт хүчдэлээс хамгаалах, аянга цахилгаан эсвэл сүлжээг асаахаас үүсэх хүчдэлийн огцом өсөлтөөс үүсэх гэмтлийн эрсдлийг бууруулахад зайлшгүй шаардлагатай.
Салхин турбинууд нь өндөрлөг газар, ил задгай байрладаг тул аянга цахилгаанаас хамгаалах нь чухал юм. Трансформаторууд нь газардуулгын систем болон бусад хамгаалалтын төхөөрөмжүүдийн хамт хөрвүүлэгч болон электрон удирдлага зэрэг мэдрэмтгий тоног төхөөрөмжийг гэмтээж болзошгүй эвдрэлийн нөлөөллийг бууруулахад тусалдаг.
5. Том хэмжээний салхин турбиныг нэгтгэх боломжийг олгодог
Салхин цахилгаан станцуудад олон турбины эрчим хүчийг дэд станц руу орохоос өмнө коллекторын системд цуглуулдаг. Турбин бүр нь ихэвчлэн генераторын хүчдэлийг коллекторын хүчдэл хүртэл нэмэгдүүлдэг трансформатортой байдаг (жишээлбэл, 0,69 кВ-аас 33 кВ хүртэл). Дараа нь дэд станц нь холын зайн дамжуулалтад хүчдэлийг цаашид нэмэгдүүлдэг.
Трансформаторгүйгээр салхин цахилгаан станцаас хэдэн зуун мегаватт эрчим хүчийг нэгтгэх нь үр ашиггүй бөгөөд эрчим хүчний алдагдал, сүлжээний тогтворгүй байдал үүсэх эрсдэл өндөр байх болно.
Салхин турбин дахь трансформаторын нийтлэг төрлүүд
Салхин турбины трансформаторыг турбины загвараас хамааран хэд хэдэн газарт байрлуулж болно. Зарим загварт бага хүчдэлийн кабелийн уртыг багасгахын тулд трансформаторыг цамхагийн дээд хэсэгт байрлах турбины гэр (гондола) дотор байрлуулдаг. Гэсэн хэдий ч олон загварт засвар үйлчилгээг хөнгөвчлөх, цамхагийн ачааллыг бууруулахын тулд цамхагийн суурь эсвэл турбины ойролцоох тусдаа хэсэгт байрлуулдаг.
Салхин турбины трансформаторууд нь ерөнхийдөө орчны нөхцөл байдал болон аюулгүй байдлын шаардлагаас хамааран тосон хөргөлттэй эсвэл хуурай хөргөлттэй түгээх трансформаторууд байдаг. Галын эрсдэл багатай орчинд хуурай хөргөлттэй трансформаторууд нь сонголт байж болох бол өндөр хүчин чадалтай хэрэглээнд тосон хөргөлттэй трансформаторуудыг илүү үр дүнтэй дулаан ялгаруулдаг тул ихэвчлэн сонгодог.
Сорилт: Салхины хэлбэлзэл ба тэдгээрийн хүчдэлд үзүүлэх нөлөө
Салхи тогтмол биш тул салхин турбины гаралтын чадал хэлбэлзэх хандлагатай байдаг. Турбины удирдлагын систем, хөрвүүлэгч болон трансформатор нь динамик ачааллын нөхцөлд ажиллах чадвартай байх ёстой. Трансформаторуудыг гүйдэл болон хүчдэлийн хэлбэлзлийн үед тогтвортой байлгахаар зохион бүтээсэн бөгөөд үүнд салхины хурд өөрчлөгдөх эсвэл турбин асах, зогсох үед агшин зуурын огцом өсөлтийг зохицуулах чадвартай байдаг.
Түүнчлэн, трансформаторууд нь өндөр чийгшил, давсны манан (далайн турбинуудын хувьд), температурын хэт хэлбэлзэл, чичиргээ зэрэг орчны нөхцөл байдлыг тэсвэрлэхээр зохион бүтээгдсэн байх ёстой. Эдгээр бүх хүчин зүйлс нь трансформаторын ашиглалтын хугацаа болон цахилгаан дамжуулах найдвартай байдалд нөлөөлдөг.
Дүгнэлт
Трансформаторууд нь салхин турбины системд гол үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд ялангуяа үүссэн цахилгааныг цахилгаан сүлжээнд үр ашигтай, аюулгүй хуваарилахын тулд хүчдэлийг зохицуулах, тохируулахад гол үүрэг гүйцэтгэдэг. Тэдний үндсэн үүрэгт дамжуулах алдагдлыг бууруулахын тулд хүчдэлийг нэмэгдүүлэх, сүлжээний нийцтэй байдлыг сайжруулах, цахилгаан эрчим хүчний чанарыг дэмжих, тусгаарлалт болон хамгаалалтыг хангах, томоохон хэмжээний салхин турбины интеграцийг бий болгох зэрэг орно. Трансформаторгүйгээр салхин турбинуудаас цахилгаан эрчим хүчийг үр ашигтай, тогтвортой дамжуулах нь хэцүү байх бөгөөд энэ нь тэдгээрийг салхин эрчим хүч болон орчин үеийн эрчим хүчний системийн хоорондын чухал холбоос болгодог.
Хэрэв та хүсвэл би системийн урсгалын жишээг (генератор-хөрвүүлэгч-трансформатор-сүлжээ) нэмж оруулах эсвэл далайн болон далайн турбинуудын трансформаторуудын ялгааны талаарх хэлэлцүүлгийг өргөжүүлж болно.
