El sistema d’excitació del generador és el sistema bàsic que proporciona corrent directe controlable (corrent d’excitació) als enrotllaments del rotor del generador. Determina directament l'estabilitat de la tensió, la regulació del factor de potència i la graella - Capacitat de funcionament connectat del generador. El següent elabora en cinc dimensions clau:
I. Funcions bàsiques del sistema
1. Proporciona corrent d’excitació: Injecta el corrent directe als enrotllaments del rotor del generador per crear un camp magnètic giratori, que talla les línies magnètiques dels bobnats de l’estator per aconseguir la conversió d’energia de “energia mecànica a energia elèctrica”.
2. Estabilitzeu la tensió del terminal: Quan la càrrega de la graella o la velocitat de rotació canvia, ajusteu la magnitud del corrent d’excitació en temps real per mantenir la tensió del terminal de sortida del generador amb el valor nominal (com ara 10,5 kV), evitant danys a l’equip a causa d’un tensió excessiva o insuficient.
3. Ajusteu el factor de potència: canviant el corrent d’excitació ("sobre - excitació" o "sota - excitació"), ajusteu la potència reactiva generada pel generador per optimitzar el factor de potència de la xarxa i reduir les pèrdues de línia.
4. Assegureu -vos que la sincronització de la connexió de la graella: durant la connexió de la xarxa, mitjançant la regulació d’excitació, feu que la tensió i la freqüència del generador coincideixin amb les de la xarxa, aconseguint una connexió de graella suau; Després de la connexió de la graella, mantingueu el funcionament síncron de la unitat i la xarxa.
5. Protecció de falles: quan es produeix un curtcircuit o una pèrdua de sincronització al sistema, es tallen ràpidament o redueixen el corrent d’excitació (extinció de magnetització) per evitar que el bobinatge del rotor es pugui sobreescalfar o el generador es danyi.
II. Equips i funcions principals
Alimentació d’excitació: la “font” que proporciona corrent d’excitació. Es divideix en dos tipus: - DC Exciter: s'utilitza habitualment en unitats petites, sortint directament DC; - Sistema d'excitació estàtica (Mainstream): Converteix AC (pres de l'estator del generador o la graella) en DC mitjançant un dispositiu rectificador.
Regulador d’excitació (AVR): el “cervell” del sistema, controlant el corrent d’excitació. Recull la tensió de temps real - i els senyals de corrent del generador, els compara amb els valors nomenats i les sortides de les instruccions de control de les sortides per regular la font d'alimentació d'excitació per assegurar l'estabilitat de la tensió.
Enrotllament del rotor del generador: genera un camp magnètic giratori. Després d’aplicar el corrent d’excitació, forma un electromagnet, que gira i genera un camp magnètic altern, tallant el bobinat de l’estator per produir una força electromotriu induïda.
Dispositiu de destrucció: retalla ràpidament el corrent d’excitació en cas de falla. El nucli consisteix en "commutador de destrucció + resistència a la destrucció": en cas de falla, desconnecta el circuit del rotor i connecta simultàniament la resistència, absorbint l'energia de camp magnètic restant del bobinatge del rotor per evitar sobretensió.
Transformador d’excitació: proporciona energia per al sistema d’excitació estàtica. Es necessita energia del costat de l'estator del generador o de la xarxa, redueix la tensió i la subministra al dispositiu rectificador per assegurar l'estabilitat de la tensió d'alimentació d'excitació.
Dispositiu del rectificador: converteix el corrent d’excitació de corrent continu. S'utilitza habitualment el pont del rectificador del tiristor. Segons les instruccions del regulador d’excitació, ajusta l’angle de conducció per canviar la mida de corrent de corrent continu de sortida.
Iii. Principi de funcionament bàsic (prendre com a exemple el principal "sistema d'excitació estàtica")
1. Generació actual d’excitació:
El transformador d’excitació pren el corrent altern de l’estator del generador o la graella i l’envia al dispositiu rectificador. El dispositiu rectificador converteix el corrent altern en corrent directe i el introdueix en els bobinats del rotor del generador.
2. Lògica de regulació de tensió:
- El regulador d'excitació (AVR) recopila contínuament senyals com ara la tensió de sortida del generador i el corrent d'estator;
- compara la tensió real recollida amb la "tensió nominal" i calcula la desviació;
- Si la tensió real és baixa: l’AVR instrueix al dispositiu rectificador que augmenti l’angle de conducció → El corrent directe de sortida (corrent d’excitació) augmenta → El camp magnètic del rotor es reforça → El tensió induït per l’estator augmenta, retornant al valor nominal;
- Si la tensió real és alta: la lògica de regulació es reverteix, reduint el corrent d'excitació i baixant la tensió de l'estator.
3. Excitació de falla de - Procés de magnetització:
Quan el generador experimenta falles com el curtcircuit o la pèrdua de sincronització, el sistema de protecció desencadena l'excitació de - commutador de magnetització per desconnectar el circuit del rotor i connecta simultàniament la resistència d'excitació; L’energia magnètica emmagatzemada en els bobnats del rotor es consumeix a través de la resistència d’excitació (convertida en energia calorífica), reduint ràpidament el corrent del rotor a zero, evitant un sobreescalfament dels bobinats o danys d’aïllament.
Iv. Punts clau per al funcionament i el manteniment
1. Inspecció diària (s’ha de realitzar cada dia)
- Comproveu el panell del regulador d’excitació (AVR): els llums indicadors són normals (sense alarmes de falla), la tensió i la pantalla de corrent són consistents amb els valors nomenats (desviació inferior o igual a ± 5%).
- Comproveu el dispositiu del rectificador: els mòduls de Thyristor no tenen sobreescalfament ni escales de descàrrega i el ventilador de refrigeració (o dissipador de calor) funciona normalment.
- Comproveu el circuit del rotor: els pinzells de carboni (si n’hi ha) tenen un desgast inferior o igual a 1/3, estan en bon contacte amb l’anell de lliscament (sense espurnes, sense dipòsits de carboni) i la superfície de l’anell de lliscament és llisa sense ratllades.
- Comproveu el dispositiu de magnetització de de -: l'estat del commutador de magnetització de de - és correcte (tancat durant l'operació), els terminals de connexió no estan solts ni es sobreescalfen.
2 Manteniment regular (mensual/trimestral)
- Neteja: bufeu la pols dins del dispositiu del regulador d’excitació i del rectificador per evitar circuits curts o una mala dissipació de calor causada per la pols.
- Calibració: calibra el circuit de mostreig de tensió i el sensor de corrent de l'AVR per assegurar la recollida de senyal precisa.
- Comprovació d’aïllament: utilitzeu un multímetre per provar la resistència d’aïllament del bobinatge del rotor (a temperatura ambient, superior o igual a 0,5 MΩ) per evitar l’aïllament i les fuites envellides.
- Inspecció de components: estreny els terminals de connexió del transformador d’excitació i la resistència d’extinció per evitar que s’afronta i s’escalfa; Comproveu que els canonades del sistema de refrigeració no tinguin fuites d’aigua ni fuites d’oli.
3. Monitorització de condicions (terme llarg -)
- Monitorització en línia: utilitzant sistemes PLC o DCS, Real - Dades de temps com el corrent d'excitació, la tensió i la temperatura del dispositiu rectificador es registren. Sobre - limitar les alarmes (com ara una alarma quan el corrent d'excitació supera el valor nominal un 10%).
- Anàlisi de tendències: analitzeu regularment les tendències canviants del corrent d’excitació i la tensió. Si es detecta un augment gradual de la desviació, es poden investigar de manera proactiva els falles del regulador o del dispositiu rectificador.
V. Falles comunes i les seves solucions
Tipus de falla:
Desaparició de corrent d’excitació (pèrdua d’excitació): la tensió del generador baixa bruscament, la velocitat augmenta i la unitat emet un so anormal “brunzit”. Causes:
1. El commutador de magnetització de de -;
2. El dispositiu de rectificació falla (els tiristors estan danyats);
3. El rotor es trenca.
Mètode de manipulació:
1. Desconnecteu immediatament el generador (obriu l’interruptor de connexió de la graella) per evitar la pèrdua de sincronització i danys a la unitat;
2. Comproveu l'estat del commutador de magnetització de de -. Si no funciona, restabliu -lo;
3. Proveu el dispositiu de rectificació i el bobinatge del rotor. Després de substituir els components danyats, realitzeu una prova d’excitació re -.
Tipus de falla:
Tensió del terminal del generador anormal (alta/baixa): la visualització de tensió es desvia del valor nominal i la potència reactiva de la xarxa fluctua.
Causes:
1. Paràmetre deriva del regulador d’excitació (AVR);
2. Falla al senyal de mostreig de tensió (dany del sensor);
3. Angle de conducció anormal del dispositiu rectificador.
Mètodes de manipulació:
1. Canvieu al mode "excitació manual", ajusteu manualment el corrent d'excitació per estabilitzar temporalment la tensió;
2. Calibra els paràmetres AVR, comproveu el sensor de tensió;
3. Detecta l'estat de conducció dels tiristors al dispositiu rectificador i substituïu els components defectuosos.
Tipus de falla:
Falla del regulador d’excitació (AVR): l’indicador de falles del panell AVR s’il·lumina i el corrent d’excitació fluctua amb freqüència.
Causes:
1. Falla d’alimentació d’alimentació AVR;
2. Danys del circuit lògic intern;
3. Interferència del senyal de retroalimentació.
Mètode de manipulació:
1. Canvieu immediatament al regulador d’excitació de còpia de seguretat (si hi ha una funció "primària - commutació secundària");
2 Comproveu el circuit d’alimentació d’alimentació AVR, elimineu els curtcircuits/connexions curtes;
3. Si la reparació és impossible, poseu -vos en contacte amb el fabricant per substituir el mòdul AVR i realitzar una prova de càrrega després de la substitució.
Tipus de falla:
Anell de relliscament del rotor i falla del raspall de carboni: hi ha un gran nombre de espurnes a l’anell de lliscament, i el raspall de carboni s’escalfa i es desgasta massa ràpidament.
Causes:
1. Pressió de contacte insuficient entre el raspall de carboni i l’anell de lliscament;
2. Taques d’oli o dipòsits de carboni a la superfície de l’anell de lliscament;
3. Model de pinzell de carboni incompatible.
Mètode de tractament:
1. Reduir la càrrega del generador (o tancar), netegeu la superfície de l’anell de lliscament (netegeu l’alcohol);
2. Ajusteu la pressió de la molla del raspall de carboni (assegureu -vos que un contacte ajustat);
3. Substituïu-ho per un model de carboni de model i executeu-lo durant 1-2 hores després de la substitució abans de funcionar a tota la càrrega.
Consideracions clau
- Abans de manejar les falles del sistema d'excitació, s'ha de desconnectar l'alimentació d'excitació per evitar xoc elèctric. Quan es realitzi manteniment en bobinatges del rotor o excitació de - dispositius de magnetització, cal descarregar (alliberar l'energia magnètica restant) primer.
- Durant el manteniment rutinari, està estrictament prohibit eliminar els pinzells de carboni o els components AVR de plug/desconnectar mentre el sistema d’excitació s’executa, ja que pot provocar accions de protecció.
- Si hi ha un sistema d’excitació de còpia de seguretat disponible, hauria de patir una "prova de commutació de còpia de seguretat primària- de còpia de seguretat" per assegurar -se que es pot activar ràpidament en cas de fallades.