Excitationssystemet for en generator er et af de mest afgørende systemer i en generator og hele kraftsystemet og kaldes ofte generatorens hjerte. I dag vil vi give en omfattende og detaljeret forklaring fra tre aspekter: princip, arbejdstilstand og funktion.
I. Grundlæggende princip
Kernekoncept: Elektricitet genererer magnetisme, og magnetisme genererer elektricitet.
2. grundlaget for kraftproduktion: Generatoren fungerer baseret på Faradays lov om elektromagnetisk induktion - En lukket leder, der bevæger sig gennem et magnetfelt og skærer de magnetiske kraftlinjer vil generere en elektrisk strøm.
3. Kilde til magnetfeltet: Der kræves et stærkt magnetfelt. Dette magnetfelt genereres ved en excitationsvikling (dvs. rotorviklingen), der bærer jævnstrøm. Denne jævnstrøm kaldes excitationsstrømmen.
4. nøgle til kontrol: Ved at justere størrelsen af excitationsstrømmen kan styrken af magnetfeltet kontrolleres og derved bestemme spændingsudgangen fra generatoren og mængden af reaktiv effekt, den genererer.
Forøg excitationsstrømmen → Styrke magnetfeltet → Forøg det elektriske potentiale inden for generatoren → har en tendens til at hæve spændingen og udsende en mere induktiv reaktiv effekt.
Reduktion af excitationsstrømmen → svækkelse af magnetfeltet → fald i det elektriske potentiale inden for generatoren → tendens til at sænke spænding, udsendes mindre induktiv reaktiv effekt (endda absorberende reaktiv effekt).
Derfor er den grundlæggende opgave for excitationssystemet at tilvejebringe en kontrollerbar jævnstrømscitationsstrøm for generatorens rotor.
Ii. Arbejdsmetode (systemsammensætning og proces)
1.. Det moderne excitationssystem vedtager hovedsageligt det statiske selv - ophidsede system. Arbejdsprincippet flowdiagram vises som følger:
2. Kernekomponenterne involveret i ovenstående proces og deres funktioner er som følger:
1) Excitationstransformator: Den modtager energi fra maskinens ende, betjener funktionerne af spændingsreduktion og elektrisk isolering og beskytter derved lav - spændingsudstyr såsom ensretterbroen.
2) Thyristor -ensretter Bridge: Konverterer skiftevis strøm til kontrollerbar jævnstrøm. Ved at ændre udløservinklen kan størrelsen af den jævnstrømsudgangsspænding justeres jævnt og derved nøjagtigt kontrol af excitationsstrømmen.
3) Automatisk spændingsregulator (AVR): Systemets hjerne. Det overvåger kontinuerligt generatorens terminalspænding og sammenligner den med en indstillet værdi. Når en afvigelse er detekteret (såsom et fald i spænding på grund af en stigning i belastning), udsender den straks en instruktion om at ændre triggervinklen for thyristorerne, øge excitationsstrømmen og bringe spændingen tilbage til den indstillede værdi. Dette er en høj - hastighed, kontinuerlig lukket - loop -kontrolproces.
4) Magnetiseringsundertrykkelse og rotoroverspændingsbeskyttelsesindretning: systemets værge.
5) Magnetiseringsliminering: I tilfælde af interne fejl eller nedlukning af generatoren er det nødvendigt hurtigt og sikkert at eliminere rotormagnetfeltet. Dette opnås ved at overføre den magnetiske energi til magnetiserings elimineringsmodstand til spredning, og det er den mest effektive mål for at beskytte generatoren.
6) Overspændingsbeskyttelse: Forhindre skader på isolering i rotorkredsløbet forårsaget af systembølger, asynkron drift osv., Som kan generere høje spændinger.
Andre metoder: Udover mainstream -selv - ophidset system, er der også det traditionelle, men stadig i brug excitation fra separat ophidset system (som drives af en uafhængig excitationsmaskine) og det børsteløse excitationssystem (som bruger roterende dioder til ensretning og kræver ikke kulstofbørster eller slipringe).
III. Hovedfunktioner
Excitationssystemet er langt mere end bare at give jævnstrøm. Det udfører også andre vigtige funktioner:
1. spændingskontrol og regulering
Dette er den mest grundlæggende funktion. Gennem den automatiske regulering af AVR opretholdes spændingen ved generatorterminalen på det nominelle niveau, hvilket sikrer kvaliteten af elektrisk energi og ikke påvirkes af ændringer i belastningen.
2. Kontrol og distribution af reaktiv effekt
Når du arbejder i gitterforbindelsestilstand, kan justering af excitationsstrømmen kontrollere den reaktive effekt, der sendes eller absorberes af generatoren til gitteret.
Boosting excitation: Outputing induktiv reaktiv effekt til gitteret for at understøtte netspænding.
Demagnetisering: Reduktion af den reaktive effekt eller endda absorberende induktiv reaktiv effekt fra gitteret (asymmetrisk drift) for at reducere overdreven høj systemspænding.
Dette er afgørende for at opretholde spændingsstabiliteten og den reaktive effektbalance i gitteret.
3. Forbedring af den parallelle driftsstabilitet af synkrone generatorer
Statisk stabilitet: Et kraftfuldt og responsivt excitationssystem (såsom anvendelse af PSS -elsystemstabilisator) kan effektivt undertrykke små svingninger i systemet og øge strømgrænsen for transmissionslinjer.
Forbigående stabilitet: Når der opstår en alvorlig fejl, såsom en kortslutning i gitteret, falder spændingen kraftigt.
Excitationssystemet udfører tvungen excitation, hvilket øjeblikkeligt hæver excitationsspændingen til sin maksimale værdi, hvilket indsprøjter en stor mængde reaktiv effekt i systemet, hvilket hjælper med at gendanne gitterspændingen og opretholde generatoren fra at miste synkronisering.
4. beskyttelsesfunktion
Gennem magnetiseringsafbrydelse og overspændingsbeskyttelse sikres sikkerheden af generatorrotorlegemet.
Iv. Oversigt
1. princip: Kontroller excitationsstrømmen for at regulere magnetfeltstyrken, og justere i sidste ende udgangsspændingen og den reaktive kraft af generatoren.
2. Arbejdstilstand: vedtager normalt et selv - ophidset system: drevet af excitationstransformatoren, rettet af tyristorer og kontrolleret automatisk af AVR for at opnå præcis og hurtig regulering.
3. funktioner
1) Spændingsregulering: Oprethold spændingsstabilitet.
2) Reaktiv effektregulering: Kontroller den reaktive effektstrøm i elnettet.
3) Stabilitetsvedligeholdelse: Forbedre systemets statiske og kortvarige stabilitet.
4) Sikkerhedsbeskyttelse: Magnetiseringsudryddelse og overspændingsbeskyttelse.
Det kan siges, at uden en høj - ydelses excitationssystem, ville moderne store synkrone generatorer ikke være i stand til at være pålideligt og stabilt forbundet til elnettet, og vi ville ikke være i stand til at nyde høj - kvalitet og meget pålidelig elektricitet.