Excitační systém generátoru je jedním z nejdůležitějších systémů v generátoru a celém energetickém systému a je často označován jako srdce generátoru. Dnes poskytneme komplexní a podrobné vysvětlení ze tří aspektů: princip, pracovní režim a funkce.
I. Základní princip
Koncepce jádra: Elektřina vytváří magnetismus a magnetismus vytváří elektřinu.
2. Základ výroby energie: Generátor pracuje na základě Faradayova zákona elektromagnetické indukce - Uzavřený vodič pohybující se magnetickým polem a řezání magnetických linií síly vytvoří elektrický proud.
3. Zdroj magnetického pole: Je vyžadován silné magnetické pole. Toto magnetické pole je generováno excitačním vinutím (tj. Vinutí rotoru), které nese přímý proud. Tento přímý proud se označuje jako excitační proud.
4. Klíč k řízení: Úpravou velikosti excitačního proudu může být kontrolována síla magnetického pole, čímž určuje výstup napětí generátorem a množství reaktivního výkonu, který generuje.
Zvýšit excitační proud → Posilujte magnetické pole → Zvyšte elektrický potenciál v rámci generátoru → inklinujte zvyšovat napětí a výstup více indukční reaktivní výkon.
Snížení excitačního proudu → oslabení magnetického pole → snížení elektrického potenciálu v generátoru → tendence ke snížení napětí, výstup méně indukční reaktivní výkon (dokonce i absorbující reaktivní výkon).
Základním úkolem excitačního systému je proto poskytnout kontrolovatelný excitační proud přímého proudu pro rotor generátoru.
Ii. Pracovní metoda (složení a proces systému)
1. Moderní excitační systém převážně přijímá statický já - vzrušený systém. Vývojový diagram pracovního principu je zobrazen následovně:
2. základní komponenty zapojené do výše uvedeného procesu a jejich funkcí jsou následující:
1) Excitační transformátor: Přijímá energii z konce stroje a slouží funkcím redukce napětí a elektrické izolaci, čímž chrání nízké napěťové zařízení -, jako je usměrňovač.
2) Thyristorový usměrňovač Most: Převádí střídavý proud na kontrolovatelný přímý proud. Změnou úhlu spouštěče lze velikost výstupního napětí přímého proudu hladce nastavit, čímž přesně ovládá excitační proud.
3) Regulátor automatického napětí (AVR): mozek systému. Neustále monitoruje terminální napětí generátoru a porovná ho s nastavenou hodnotou. Jakmile je detekována odchylka (například snížení napětí v důsledku zvýšení zátěže), okamžitě vydá pokyn ke změně spouštěcího úhlu tyristorů, zvýšení excitačního proudu a napětí zpět do nastavené hodnoty. Toto je vysoká rychlost -, kontinuální uzavřená - proces řízení smyčky.
4) Potlačení magnetizace a zařízení na ochranu proti přepětí rotoru: Strážce systému.
5) Eliminace magnetizace: V případě vnitřních poruch nebo vypnutí generátoru je nutné rychle a bezpečně eliminovat magnetické pole rotoru. Toho je dosaženo přenosem magnetické energie na rezistor eliminace magnetizace pro rozptyl a je to nejúčinnější opatření pro ochranu generátoru.
6) Ochrana přepětí: Zabraňte poškození izolace v obvodu rotoru způsobené systémovým nárůstem, asynchronním provozem atd., Které mohou generovat vysoké napětí.
Jiné metody: Kromě mainstreamového já - vzrušeného systému existují také tradiční, ale stále v používání excitace ze samostatně vzrušeného systému (který je napájen nezávislým excitačním strojem) a bezkartáčovým excitačním systémem (který používá rotující diody pro rektifikaci a nevyžaduje uhlíkové kartáčky nebo skluz).
Iii. Hlavní funkce
Excitační systém je mnohem víc než jen poskytování přímého proudu. Rovněž provádí další důležité funkce:
1. řízení a regulace napětí
Toto je nejzákladnější funkce. Prostřednictvím automatické regulace AVR je napětí v terminálu generátoru udržováno na jmenovité úrovni, což zajišťuje kvalitu elektrické energie a není ovlivněno změnami zatížení.
2. Řízení a distribuce reaktivního výkonu
Při provozu v režimu připojení mřížky může nastavení excitačního proudu ovládat reaktivní výkon odeslaný nebo absorbovaný generátorem do mřížky.
Zvyšování excitace: Výstup induktivního reaktivního výkonu na mřížku na podporu napětí mřížky.
Demagnetizace: Snížení reaktivního výkonu nebo dokonce absorbující induktivní reaktivní výkon z mřížky (asymetrická operace), aby se snížilo nadměrně vysoké napětí systému.
To je zásadní pro zachování stability napětí a rovnováhy v reaktivním výkonu mřížky.
3. Zlepšení stability paralelního provozu synchronních generátorů
Statická stabilita: Výkonný a responzivní excitační systém (jako je používání stabilizátoru energetického systému PSS) může účinně potlačit malé oscilace v systému a zvýšit výkonový limit přenosových vedení.
Přechodná stabilita: Když se v mřížce objeví vážná chyba, jako je zkrat, napětí prudce klesá.
Excitační systém provede nucené excitace a okamžitě zvýší excitační napětí na jeho maximální hodnotu, vstřikuje do systému velké množství reaktivního výkonu, což pomůže obnovit napětí mřížky a udržovat generátor od ztráty synchronizace.
4. Funkce ochrany
Prostřednictvím přerušení magnetizace a ochrany přepětí je zajištěna bezpečnost tělesa rotoru generátoru.
IV. Shrnutí
1. Princip: Ovládejte excitační proud pro regulaci síly magnetického pole a nakonec upravte výstupní napětí a reaktivní výkon generátoru.
2. Pracovní režim: Obvykle přijímá sebe sama - Excitační systém: Poháněn excitačním transformátorem, napraven tyristory a automaticky ovládán AVR k dosažení přesné a rychlé regulace.
3. funkce
1) Regulace napětí: udržujte stabilitu napětí.
2) Regulace reaktivního výkonu: Ovládejte tok reaktivního výkonu v napájecí mřížce.
3) Údržba stability: Zvyšte statickou a přechodnou stabilitu systému.
4) Ochrana bezpečnosti: Vyhynutí magnetizace a ochrana přepětí.
Lze říci, že bez vysokého excitačního systému s vysokým - by moderní velké synchronní generátory nemohly být spolehlivě a stabilně spojeny s napájecí mřížkou a my bychom si nemohli vychutnat vysokou - kvalitu a vysoce spolehlivou elektřinu.