Eksitasjonssystemet til en generator er et av de mest avgjørende systemene i en generator og hele kraftsystemet, og blir ofte referert til som hjertet til generatoren. I dag vil vi gi en omfattende og detaljert forklaring fra tre aspekter: prinsipp, arbeidsmodus og funksjon.
I. Grunnleggende prinsipp
Kjernekonsept: Elektrisitet genererer magnetisme, og magnetisme genererer strøm.
2. Grunnlaget for kraftproduksjon: Generatoren opererer basert på Faradays lov om elektromagnetisk induksjon - En lukket leder som beveger seg gjennom et magnetfelt og kutter magnetiske kraftlinjer vil generere en elektrisk strøm.
3. Kilde til magnetfeltet: Det kreves et sterkt magnetfelt. Dette magnetfeltet genereres av en eksitasjonsvikling (dvs. rotorviklingen) som bærer likestrøm. Denne likestrømmen blir referert til som eksitasjonsstrømmen.
4. Nøkkel til kontroll: Ved å justere størrelsen på eksitasjonsstrømmen, kan magnetfeltets styrke kontrolleres, og dermed bestemme spenningsutgangen av generatoren og mengden reaktiv effekt den genererer.
Øk eksitasjonsstrømmen → Styrke magnetfeltet → Øk det elektriske potensialet i generatoren → har en tendens til å øke spenningen og utgangen mer induktiv reaktiv effekt.
Redusere eksitasjonsstrømmen → Svekking av magnetfeltet → Reduksjon i det elektriske potensialet i generatoren → Tendens til å senke spenningen, og gir mindre induktiv reaktiv effekt (til og med absorberende reaktiv effekt).
Derfor er den grunnleggende oppgaven med eksitasjonssystemet å gi en kontrollerbar likestrøms eksitasjonsstrøm for generatorens rotor.
Ii. Arbeidsmetode (systemsammensetning og prosess)
1. Det moderne eksitasjonssystemet vedtar hovedsakelig det statiske selvet - spent system. Arbeidsprinsippet flytskjema vises som følger:
2. Kjernekomponentene som er involvert i prosessen ovenfor og deres funksjoner er som følger:
1) Eksitasjonstransformator: Den mottar energi fra maskinenden, og serverer funksjonene for spenningsreduksjon og elektrisk isolasjon, og beskytter dermed lavt - spenningsutstyr som likeretterbroen.
2) Thyristor likeretterbro: Konverterer vekselstrøm til kontrollerbar likestrøm. Ved å endre triggervinkelen, kan størrelsen på likestrømutgangsspenningen justeres jevnt, og dermed kontrollere eksitasjonsstrømmen.
3) Automatisk spenningsregulator (AVR): hjernen i systemet. Den overvåker kontinuerlig terminalspenningen til generatoren og sammenligner den med en fast verdi. Når et avvik er oppdaget (for eksempel en reduksjon i spenning på grunn av en belastningsøkning), utsteder det umiddelbart en instruksjon om å endre triggervinkelen til tyristorene, øke eksitasjonsstrømmen og bringe spenningen tilbake til settverdien. Dette er en høy - hastighet, kontinuerlig lukket - sløyfekontrollprosess.
4) Magnetiseringsundertrykkelse og rotoroverspenningsvernapparat: Systemets verge.
5) Magnetisering Eliminering: I tilfelle interne feil eller nedleggelse av generatoren, er det nødvendig å raskt og trygt eliminere rotormagnetfeltet. Dette oppnås ved å overføre magnetisk energi til magnetiserings eliminasjonsmotstand for spredning, og det er det mest effektive tiltaket for å beskytte generatoren.
6) Overspenningsbeskyttelse: Forhindre skade på isolasjon i rotorkretsen forårsaket av systemstigninger, asynkron drift, etc., som kan generere høye spenninger.
Andre metoder: Foruten mainstream self - spent system, er det også det tradisjonelle, men fortsatt i bruk -eksitasjon fra separat spent system (som drives av en uavhengig eksitasjonsmaskin) og det børsteløse eksitasjonssystemet (som bruker roterende dioder for utbedring og krever ikke karbonbørster eller glideringer).
Iii. Hovedfunksjoner
Eksitasjonssystemet er langt mer enn bare å gi likestrøm. Den utfører også andre viktige funksjoner:
1. Spenningskontroll og regulering
Dette er den mest grunnleggende funksjonen. Gjennom automatisk regulering av AVR opprettholdes spenningen ved generatorterminalen på det nominelle nivået, noe som sikrer kvaliteten på elektrisk energi og ikke blir påvirket av belastningsendringer.
2. Kontroll og distribusjon av reaktiv kraft
Når du opererer i netttilkoblingsmodus, kan justering av eksitasjonsstrømmen kontrollere den reaktive kraften som er sendt eller absorbert av generatoren til nettet.
Øke eksitasjon: Utgangsinduktiv reaktiv effekt til nettet for å støtte rutenettspenningen.
Demagnetisering: Redusere den reaktive effektutgangen, eller til og med absorberende induktiv reaktiv effekt fra nettet (asymmetrisk drift) for å redusere for høy systemspenning.
Dette er avgjørende for å opprettholde spenningsstabiliteten og reaktive kraftbalansen i nettet.
3. Forbedring av den parallelle driftsstabiliteten til synkrone generatorer
Statisk stabilitet: Et kraftig og responsivt eksitasjonssystem (for eksempel bruk av PSS -kraftsystemstabilisator) kan effektivt undertrykke små svingninger i systemet og øke strømgrensen for overføringslinjer.
Forbigående stabilitet: Når en alvorlig feil som en kortslutning oppstår i nettet, synker spenningen skarpt.
Eksitasjonssystemet vil utføre tvungen eksitasjon, og umiddelbart øke eksitasjonsspenningen til sin maksimale verdi, injisere en stor mengde reaktiv effekt i systemet, og bidra til å gjenopprette nettspenningen og opprettholde generatoren fra å miste synkronisering.
4. Beskyttelsesfunksjon
Gjennom magnetiseringsavbrudd og overspenningsbeskyttelse er sikkerheten til generatorrotorlegemet sikret.
IV. Sammendrag
1. Prinsipp: Kontroller eksitasjonsstrømmen for å regulere magnetfeltstyrken, og til slutt justere utgangsspenningen og reaktive kraften til generatoren.
2. Arbeidsmodus: Vedtar vanligvis et selv - spent system: drevet av eksitasjonstransformatoren, utbedret av tyristorer, og automatisk kontrollert av AVR for å oppnå presis og rask regulering.
3. funksjoner
1) Spenningsregulering: Opprettholdes spenningsstabilitet.
2) Reaktiv kraftregulering: Kontroller den reaktive effektstrømmen i kraftnettet.
3) Stabilitetsvedlikehold: Forbedre systemets statiske og forbigående stabilitet.
4) Sikkerhetsbeskyttelse: Magnetiseringsutryddelse og overspenningsbeskyttelse.
Det kan sies at uten en høy - ytelseseksitasjonssystem, ville ikke moderne store synkrone generatorer kunne være pålitelig og stabilt koblet til strømnettet, og vi ville ikke kunne glede oss over høy - kvalitet og svært pålitelig elektrisitet.