Elektr generatorini qo'zg'atish tizimi
Elektr generatorining qo'zg'alish tizimi - bu sinxron generatorning rotoridagi dala o'ramlariga to'g'ridan-to'g'ri tok (DC) yetkazib berish uchun ishlatiladigan sxema va usul. Bu qo'zg'alish oqimi generatorning statorda kuchlanish hosil qilishi uchun zarur bo'lgan magnit maydonni hosil qiladi. Yetarli qo'zg'alish bo'lmasa, generator quvvat tizimi tomonidan talab qilinadigan terminal kuchlanishini yarata olmaydi. Shuning uchun qo'zg'alish tizimi kuchlanish barqarorligida, reaktiv quvvatni boshqarishda va generator va tarmoqning xavfsiz ishlashida muhim rol o'ynaydi.
Qo'zg'alish tizimining asosiy funktsiyalari
Qo'zg'alish tizimining eng asosiy vazifasi rotorda magnit oqim hosil qilish uchun maydon tokini ta'minlashdir. Biroq, zamonaviy energiya tizimi amaliyotida uning roli ancha kengroq. Qo'zg'alish tizimi turli xil yuklarga qaramay, generator terminalidagi kuchlanishni barqaror ushlab turish uchun Avtomatik kuchlanish regulyatori (AVR) bilan birgalikda ishlaydi. Yuk ko'tarilganda, kuchlanish pasayishga moyil bo'ladi; AVR kuchlanishni belgilangan nuqtaga qaytarish uchun qo'zg'alish tokini oshirish orqali javob beradi.
Bundan tashqari, qo'zg'alish tizimi generatorning reaktiv quvvatni yetkazib berish yoki yutish qobiliyatini belgilaydi. Qo'zg'alishni (ortiqcha qo'zg'alishni) oshirish orqali generator reaktiv quvvat (VAR) bilan ta'minlashga moyil bo'ladi va shu bilan tizim kuchlanishini oshirishga yordam beradi. Aksincha, qo'zg'alishni (kam qo'zg'alishni) kamaytirish orqali generator VARni yutishi va kuchlanishni pasaytirishi mumkin. Bu imkoniyat uzatish va tarqatish tarmoqlarida kuchlanish profilini tartibga solish uchun juda muhimdir.
Qo'zg'alish tizimi vaqtinchalik barqarorlikda ham rol o'ynaydi. Qisqa tutashuv kabi buzilish sodir bo'lganda, tez ortib borayotgan qo'zg'alish (maydonni majburlash) generatorga sinxronlikni saqlashga yordam beradi. Shuning uchun qo'zg'alishning dinamik javobi generator dizaynining asosiy jihati hisoblanadi.
Asosiy ish tamoyillari
Sinxron generator aylanuvchi rotorning magnit oqimidagi o'zgarishlar tufayli statorda o'zgaruvchan tok kuchlanishini hosil qiladi. Rotorga qo'zg'alish tizimi orqali doimiy tok beriladi. Generatorning chiqish kuchlanishi magnit oqim bilan bog'liq bo'lib, u o'z navbatida maydon oqimi bilan belgilanadi. AVR kuchlanish transformatori (PT/VT) orqali terminal kuchlanishini o'lchaydi, uni mos yozuvlar bilan taqqoslaydi va keyin maydon oqimini oshirish yoki kamaytirish uchun qo'zg'atuvchi kuchaytirgichni sozlaydi.
Oddiy sharoitlarda AVR kuchlanishni kerakli chegaralar ichida ushlab turadi. Dinamik sharoitlarda, masalan, to'satdan yuk o'zgarishi yoki tizimdagi nosozliklar kabi, AVR va qo'zg'atuvchi kuchlanish tebranishlarining oldini olish uchun tezda javob bera olishi kerak, ammo barqaror bo'lib qolishi kerak.
Asosiy komponentlar
Umuman olganda, qo'zg'alish tizimi quyidagilardan iborat:
1. Qo'zg'alish quvvat manbai: kichik generatordan (qo'zg'atuvchi), generator terminallaridan rektifikator orqali yoki boshqaruv ehtiyojlari uchun batareya/UPS kabi mustaqil manbadan kelishi mumkin.
2. Avtomatik kuchlanish regulyatori (AVR): kuchlanish va/yoki tok teskari aloqasi asosida qo'zg'alishni boshqaradigan regulyatorning miyasi.
3. Rektifikator: rotor uchun, ayniqsa cho'tkasiz yoki statik tizimlarda, o'zgaruvchan tokni doimiy tokka o'zgartiradi.
4. Dala tokini taqsimlash tizimi: ma'lum tizimlarda sirpanuvchi halqalar va cho'tkalar shaklida yoki cho'tkasiz tizimlarda cho'tkalarsiz aylanadi.
5. Himoya va cheklovchilar: Haddan tashqari qo'zg'alish cheklovchisi (OEL), Qo'zg'alish chegarasi (UEL), Volt/Hz cheklovchisi, shuningdek, qo'zg'alish himoyasi va rotorning termal himoyasining yo'qolishi.
6. Kuzatuv uskunalari: maydon toki, maydon kuchlanishi, harorat va kommutatsiya holatini o'lchash.
Qo'zg'alish tizimining ishonchliligi generator xavfsizligi uchun juda muhimdir. Rektifikator yoki AVR kabi komponentlarning ishdan chiqishi kuchlanish beqarorligiga, qo'zg'alishning yo'qolishiga va hatto qizib ketish tufayli rotorning shikastlanishiga olib kelishi mumkin.
Qo'zg'alish tizimlarining turlari
1. DC qo'zg'alish tizimi (an'anaviy/aylanuvchi DC qo'zg'atuvchisi)
Bu tizimda asosiy generator bilan bir xil bo'lgan kichik o'zgarmas tok generatori (qo'zg'atuvchi) ishlatiladi. Qo'zg'atuvchining o'zgarmas tok chiqishi rotorga sirpanuvchi halqalar va cho'tkalar orqali uzatiladi. Uning afzalliklari nisbatan sodda va tushunarli dizaynini o'z ichiga oladi, ammo u cho'tkalar, sirpanuvchi halqalar va kommutatorga muntazam parvarish qilishni talab qiladi. Ushbu tizim cheklangan dinamik javob va yuqori texnik xizmat ko'rsatish talablari tufayli hozirgi zamon elektr stansiyalarida kamroq qo'llaniladi.
2. Cho'tkasiz AC qo'zg'alish tizimi
Cho'tkasiz tizimda AC qo'zg'atuvchisi (kichik AC generatori) aylanadigan qismlarda AC tokini hosil qiladi, keyin u asosiy generator rotorini ta'minlash uchun aylanadigan rektifikatorlar tomonidan to'g'rilanadi. Asosiy maydon toki uchun cho'tkalar va sirpanuvchi halqalardan foydalanmagani uchun u kamroq texnik xizmat ko'rsatishni talab qiladi va uzoq muddatli ishlash uchun ishonchliroqdir.
Cho'tkasiz tizimlarning afzalliklari minimal mexanik parvarish va yuqori ishonchlilikni o'z ichiga oladi. Biroq, ularning dinamik javobi odatda statik tizimlarga qaraganda sekinroq va aylanadigan diodlardagi nosozliklarni aniqlash qiyinroq bo'lishi mumkin, chunki ular aylanadigan qismning bir qismidir.
3. Statik qo'zg'alish tizimi
Statik tizimlar generator terminallaridan (qo'zg'alish transformatori orqali) quvvat oladigan va keyin rotorga sirpanuvchi halqalar orqali doimiy tokni yetkazib beradigan tiristor yoki IGBT rektifikatorlaridan foydalanadi. Boshqarish tez quvvatli elektronika yordamida amalga oshirilganligi sababli, bu tizimlar ajoyib dinamik javobga ega. Bu ularni buzilishlar paytida maydonni kuchaytirish imkoniyatlarini talab qiladigan yirik elektr stantsiyalari uchun ideal qiladi.
Salbiy tomoni shundaki, u hali ham sirpanuvchi halqalar va cho'tkalarni talab qiladi va elektr elektronikasi uchun yaxshi sovutish va himoya tizimini talab qiladi. Biroq, kuchlanishni boshqarish samaradorligi va barqarorligi nuqtai nazaridan, ko'plab zamonaviy elektr stantsiyalarida statik qo'zg'alish ko'pincha afzal ko'riladigan tanlovdir.
AVR, Stabilizator va Kengaytirilgan Boshqaruv
Zamonaviy AVRlar odatda quvvat tizimidagi past chastotali tebranishlarga suspenziya qo'shish uchun quvvat tizimi stabilizatori (PSS) bilan jihozlangan. PSS rotor tezligi yoki quvvatidagi o'zgarishlarga asoslangan holda AVRga qo'shimcha signal beradi va shu bilan buzilishlardan keyin rotorning burchak tebranishini kamaytirishga yordam beradi. Tez AVR va PSS ning to'g'ri sozlangan kombinatsiyasi tizimning barqarorlik chegarasini sezilarli darajada oshirishi mumkin.
PSS dan tashqari, quvvat koeffitsientini boshqarish yoki reaktiv quvvatni boshqarish (VAR boshqaruvi) kabi boshqa boshqaruv rejimlari ham mavjud. Ushbu rejimlarda AVR nafaqat terminal kuchlanishini nishonga oladi, balki tarmoqning ishlash talablariga javob beradigan generator uchun ma'lum bir quvvat koeffitsientini saqlab qolish uchun qo'zg'alishni ham boshqaradi.
Operatsion himoya va cheklovlar
Jeneratörning xavfsiz ishlashi uchun qo'zg'alish bir nechta cheklovchilar bilan cheklangan. OEL rotorni qizdirishi va izolyatsiya muddatini qisqartirishi mumkin bo'lgan haddan tashqari yuqori maydon toklarining oldini oladi. UEL haddan tashqari past qo'zg'alishning oldini oladi, bu esa beqarorlikka yoki qo'zg'alishning yo'qolishiga olib kelishi mumkin, bunda generator asinxron motor kabi harakat qilishi va tizimdan katta VARlarni yutishi mumkin. Volt/Hz cheklovchisi temir yadroni past chastotalarda haddan tashqari yuqori kuchlanish tufayli to'yinganlikdan himoya qiladi, bu holat ishga tushirish paytida yoki chastota buzilishlari paytida yuzaga kelishi mumkin.
Qo'zg'alishning yo'qolishidan himoya qilish odatda g'ayritabiiy zaif maydon sharoitlarini aniqlash uchun impedans yoki reaktiv quvvat xususiyatlarini kuzatib boradi. Agar aniqlansa, tizim signal berishi, yukni kamaytirishi yoki shikastlanishning oldini olish uchun ishdan chiqishi mumkin.
Texnik xizmat ko'rsatish va ekspluatatsiya muammolari
Qo'zg'alish tizimiga texnik xizmat ko'rsatish turiga bog'liq. Cho'tkali tizimlar cho'tkaning aşınması, sirpanuvchi halqalarning tozaligi va uglerod changi uchun muntazam tekshiruvni talab qiladi. Cho'tkasiz tizimlarda e'tibor aylanadigan diodlar, ulanishlar va sovutish tizimining holatiga qaratiladi. Statik tizimlarda texnik xizmat ko'rsatish tiristor/IGBT modullari, boshqaruv sxemalari va shamollatish va havo filtrlash sifatiga qaratilgan.
Yana bir qiyinchilik AVR va PSS ni sozlashdir. Uni juda agressiv sozlash ovga yoki kuchlanish tebranishlariga olib kelishi mumkin, uni juda sekin sozlash esa generatorni shovqinlarga bardosh bera olmaydigan holga keltirishi mumkin. Shuning uchun, qo'zg'alish tizimini amalga oshirish uchun ishga tushirish va dinamik sinovlar (masalan, bosqichma-bosqich javob sinovlari) juda muhimdir.
Yopish
Elektr generatorining qo'zg'alish tizimi sinxron generator va umumiy quvvat tizimining ishlashida muhim element hisoblanadi. Boshqariladigan maydon tokini ta'minlash orqali u kuchlanishni saqlaydi, reaktiv quvvatni boshqaradi, barqarorlikni yaxshilaydi va generatorni xavfli ish sharoitlaridan himoya qiladi. Turli xil qo'zg'alish turlari - an'anaviy doimiy tok, cho'tkasiz va statik - ishonchlilik, texnik xizmat ko'rsatish xarajatlari va dinamik ishlash talablariga javob beradigan variantlarni taqdim etadi. Yuqori quvvat sifatini talab qiladigan tobora murakkablashib borayotgan elektr tarmoqlarida yaxshi ishlab chiqilgan, aniq boshqariladigan va to'g'ri parvarishlanadigan qo'zg'alish tizimi generatorning xavfsiz, samarali va barqaror ishlashi uchun kalit hisoblanadi.
