پروژه سیستم های تحریک استاتیک ژنراتورهای سنکرون – مقاله سیستم های تحریک استاتیک ژنراتورهای سنکرون 

امروزه با پیشرفت تکنولوژی از نیمه هادی های قدرت نظیر دیود و تریستور برای کنترل بهتر مشخصات ماشین تحریک می توان استفاده کرد. در هر سیستم تحریک، بسته به نوع و شکل آن، تجهیزات ممکن است خیلی زیاد باشند، ولی با این حال در هر سیستم تحریک یک سری اجزای ثابت و اصلی وجود دارد که در ادامه به شرح برخی از  اجزای اصلی سیستم تحریک اشاره خواهیم کرد.در سیستم تحریک استاتیک ۳ مؤلفه اصلی وجود دارند: قسمت کنترل، پل یکسوساز و ترانسفورماتور قدرت که در ترکیب باهم میدان ژنراتور را برای استیابی به ولتاژ خروجی مناسب، کنترل می‌‌کنند.

سیستم های تحریک استاتیک ژنراتورهای سنکرون,ژنراتور,ژنراتورسنکرون,ژنراتورهای سنکرون,سیستم تحریک ژنراتورسنکرون,پروژه سیستم تحریک ژنراتورسنکرون,مقاله سیستم تحریک ژنراتورسنکرون,پروژه سیستم های تحریک استاتیک ژنراتورهای سنکرون,مقاله سیستم های تحریک استاتیک ژنراتورهای سنکرون,پایان نامه سیستم های تحریک استاتیک ژنراتورهای سنکرون,تحریک ژنراتورسنکرون,مقاله برق,پروژه های برق قدرت,مقالات برق قدرت,پایان نامه برق,پروژه برق,پروژه سیستم تحریک ژنراتور,انواع سیستم تحریک ژنراتور

خروجی ترانسفور ماتور قدرت از طریق کنتاکتورAC به ورودی یک پل یکسو ساز وصل می‌‌گردد. از کنتاکتور مذکور برای قطع توان ورودی سیستم تحریک استفاده می‌شود در حالی که در سیستم های رایج و قدیمی از یک کنتاکتورDC برای قطع توان از میدان ژنراتور استفاده می شود.وقتی که سیستم تحریک استاتیک مستقیماً به ژنراتور وصل می­شود تجهیزات خارجی دیگری برای راه اندازی اولیه ژنراتور لازم هستند. یک منبع باطری این نقش را ایفا می­کند. وقتی که ژنراتور بدون تحریک می‌چرخد یک ولتاژ اولیه برای عملکرد پل یکسوساز و تریستورها لازم است که بدون حضور باطری مذکور دسترسی به آن میسر نمی‌گردد.

 

برای توضیحات بیشتر به ادامه مطلب بروید

به القای ولتاژ در روتور ماشین سنکرون (که خاصیت الکترو مغناطیس پیدا کرده) تحریک ماشین گفته می­شود و بنابراین سیستمی که جریان را تغذیه می کند سیستم تحریک نامیده می شود.

سیستم تحریک

مقدار جریان تغذیه شده به طور مستقیم به نیروی الکترومغناطیسی و در نتیجه به سطح ولتاژ القا شده برروی استاتور بستگی دارد. برای ژنراتور سنکرون سیم پیچی میدان (که مغناطیس شده) همیشه برروی روتور قرار دارد و این بدان علت است که مقدار جریان در سیم پیچی میدان بسیار کمتر از سیم پیچ استاتور می باشد. و در نتیجه ترتیب حرکت شفت آسان تر است و از همه مهمتر تعداد زغال ها یکی کمتر و اسلیپ رینگ و زغال ها حامل جریان کمتری می باشد.

اگر سیم پیچی میدان روی استاتور قرار بگیرد حجم سیم پیچی بیشتر می­شود و در نتیجه ترتیب حرکت شفت سخت تر خواهد شد. البته مطالبی که در بالا اشاره شد، اشاره به بحث آرمیچر ساکن در ماشین سنکرون دارد. امروزه با پیشرفت تکنولوژی از نیمه هادی های قدرت نظیر دیود و تریستور برای کنترل بهتر مشخصات ماشین تحریک می توان استفاده کرد. در هر سیستم تحریک، بسته به نوع و شکل آن، تجهیزات ممکن است خیلی زیاد باشند ولی با این حال در هر سیستم تحریک یک سری اجزای ثابت و اصلی وجود دارد که در ادامه به شرح برخی از  اجزای اصلی سیستم تحریک اشاره خواهیم کرد.

اجزای تشکیل دهنده سیستم تحریک

تولید جریان روتور

روتور ماشین باید به وسیله جریانی تغذیه شود. به عنوان مثال: روتور ماشین به وسیله یک مبدل الکترونیکی پر قدرت تغذیه شود (این روش مستقیم است) و یا یک جریان کوچک، ماشین تحریک را تغذیه می کند که به طور منظم جریان روتور زیاد می شود. (روش غیر مستقیم)

منبع تغذیه

سیستم تحریک به منظور تولید جریان به منبع تغذیه نیاز دارد منبع تغذیه به دو صورت تغذیه موازی و تغذیه سری کاربرد دارد. تغذیه موازی تغذیه ای است که از ترمینال های ماشین گرفته می شود و تغذیه سری تغذیه ای است که از تغذیه کمکی گرفته می شود.

سیستم تنظیم کننده خودکار ولتاژ (میکروکنترلر)

میکروکنترلر یک کنترل کننده حلقه بسته است که سیگنالی متناسب با ولتاژ خروجی ژنراتور را با یک ولتاژ مبنای ثابت مقایسه نموده و خطای ولتاژ به دست آمده را جهت کنترل خروجی سیستم تحریک مورد استفاده قرار می دهد. اگر بار ژنراتور تغییر کند ولتاژ خروجی ژنراتور نیز تغییر می کند که این منجر به ارسال سیگنال خطا می گردد. خطای ولتاژ بوسیله تنظیم کننده ولتاژ تقویت شده و جهت کاهش یا افزایش میزان تحریک مورد استفاده قرار می گیرد تا ولتاژ خروجی ژنراتور را به مقدار اصلی خود برگرداند. پاسخ سریع و پایدار میکروکنترلر به تغییرات بار از اهمیت ویژه ای برخوردار است. میکروکنترلر ولتاژ خروجی ژنراتور را از طریق ترانسفورماتور ولتاژ مربوط به خود دریافت می نماید. سیگنال ولتاژ سپس یکسو و صاف شده و با ولتاژ مبنا مقایسه می گردد. امکان تغییر ولتاژ مبنا با توجه به نیاز سیستم توسط اپراتور وجود دارد. [۱]

علاوه بر وظیفه اصلی کنترل ولتاژ، وظایف حیاتی دیگری به عهده میکروکنترلر است. میکروکنترلر شامل؛ حلقه های کنترلی دیگری برای کنترل حدی مگاوار و فلوی اضافی می باشد.

مدار دنبال کننده خودکار

در میکروکنترلر دو کاناله هر دو کانال تنظیم کننده می تواند به طور همزمان فعال باشند و هر کانال نیمی از نیازهای سیستم تحریک را برآورده سازند. روش دیگر فعال بودن یک کانال و رزو بودن کانال دیگر است که در صورتی که کانال فعال از کار بیفتد کانال رزرو وظیفه کانال فعال را دنبال خواهد کرد.

کنترل تحریک

علاوه بر حلقه کنترل ولتاژ، تجهیزات مدرن تحریک شامل تعدادی مدارهای محدود کننده جنبی می باشند که به صورت کنترل کننده های موازی با مدار کنترل ولتاژ کار می کنند و در صورتی که متغیر محدود شونده از حد تعیین شده تجاوز کند، جانشین سیگنال ولتاژ می باشد.

محدود کننده جریان روتور

سیستم های تحریک قادر به تأمین جریان تحریکی بیش از میزان مورد نیاز ژنراتور برای کار در حالت حداکثر بار پیوسته مجاز هستند. این قابلیت فوق العاده، در مواقعی که خطایی در سیستم اتفاق می افتد و احتیاج به توان راکتیو اضافی برای تقویت گشتاور سنکرون روتور است، مورد استفاده قرار می گیرد. البته این جریان اضافی تحریک بایستی از نظر زمانی گردد تا گرم شدن بیش از حد روتور منجرب به از بین رفتن عایق  هادی های روتور نگردد برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد روتور مدار  محدود کننده جریان روتور جریان های تحریک بیش از ۱۱۰% حداکثر بار پیوسته مجاز را آشکار می سازد. هنگام خطا، میکروکنترلر با افزایش جریان تحریک وارد عمل می گردد و معمولاً این وضعیت چند میلی ثانیه بیشتر دوام نداشته و کلید، مدار اتصال کوتاه را قطع می کند.

برای حداکثر پشتیبانی معمولاً بعد از تأخیری در حدود ۵ ثانیه مدار محدود کننده جریان روتورها سیگنالی که با سیگنال ارسالی از میکروکنترلر مخالفت کند، ارسال نموده و جریان تحریک را به محدوده مجاز تقلیل می دهد.

محدود کننده مگاوار

تجهیزات مدرن میکروکنترلر توانایی کنترل کار ژنراتور در زوایای بار ۱۳۰ تا ۱۴۰ درجه را دارند که مربوط به حالت گذرا می باشد و معمولاً­­­  کار ژنراتور تا زاویه ۷۵ درجه محدود می گردد. توان راکتیو پیش فاز مجاز ژنراتور با مربع ولتاژ خروجی ژنراتور تغییر می کند و اگر تحریک ژنراتور کم باشد بزرگ شدن زاویه بار خیلی زود ژنراتور را به حالتی می­کشاند که از شبکه توان راکتیو بگیرد. برای اینکه از این حالت جلوگیری شود، عملاً وقتی مقدار بخار توربین زیاد می گردد و یا به عبارت دیگر توان ورودی از توربین به ژنراتور افزایش می یابد، بایستی جریان تحریک ژنراتورنیز متناسب با آن افزایش یابد ضمناً یک محدود کننده مگاوار در میکروکنترلر AVR تعبیه گردیده است که در صورتی که مقدار توان راکتیو پیش فاز ژنراتور از حد تعیین شده ای تجاوز کند، کار اصلی  میکروکنترلر AVR که کنترل ولتاژ در مقداری ثابت است، را تحت الشعاع قرار داده و جریان تحریک را به مقداری بالا می برد که زاویه بار  افزایش نیابد و به این شکل از ناپایدار شدن ژنراتور جلوگیری می کند.

محدود کننده شار اضافی

علاوه بر مدار حفاظت از فلوی اضافی، تجهیزات  مدرن میکروکنترلر AVR شامل مدار محدود کننده فلوی اضافی نیز می باشند. این یک کنترل حلقه بسته است که نسبت ولتاژ به فرکانس را به هنگام کار غیر سنکرون ژنراتور آشکار می سازد و در صورتی که از میزان از قبل تعیین شده تجاوز نماید محدود کننده، سیگنالی ارسال می کند که تحریک را کاهش می دهد و از فلوی اضافی در ترانسفورماتور واحد جلوگیری  می کند.

تثبیت کننده سیستم قدرت

دستگاهی است که خروجی تحریک را از طریق تنظیم کننده ولتاژ، کنترل می کند و به صورتی که نوسانات قدرت ژنراتور سنکرون می گردند. متغیرهای ورودی، سرعت، فرکانس و یا توان است.

وظایف سیستم تحریک

  1. نگه داشتن عملکرد ژنراتور در منطقه ایمنی که این کار با محدود کردن جریان میدان ماشین انجام می شود. مثال؛ محدودیت جریان میدان، محدودیت جریان استاتور، محدودیت ولتاژ، محدودیت جریان زیر تحریک و غیره ….
  2. مانیتور کردن و نشان دادن مشکل در اجزای سیستم تحریک به عنوان مثال ایجاد مشکل در دمای روتور، دمای ترانسفورماتور، اتصال زمین روتور، شکست دیود در حال چرخش و …

در هر سیستم تحریک با عملکرد منظم جریان، میدان تولید می شود (در سیستم تحریک، سیستم کنترل با سرعت بالایی ساخته شده است و این سرعت بالا یکی از مزایای این سیستم تحریک به شمار می­رود)، سیستم تحریک کامل و خوب علاوه بر انجام محدودیت ها و عمل حفاظت، باید دارای یک سیستم نمایش دهنده و یا جهت اعلام خطا باشد.

جایگاه سیستم تحریک در تولید انرژی الکتریکی

ابتدا انرژی (فسیلی– اتمی– آب– بادی) بوسیله ژنراتور سنکرون به انرژی الکتریکی تبدیل شده  و این انرژی بعد از عبور از سیستم انتقال و توزیع به دست مصرف کننده می رسد. یکی از علائم نشان دهنده کیفیت انرژی الکتریکی وجود یک ولتاژ ثابت در نزد مصرف کننده می باشد و توسط سیستم تحریک بوجود آمده و به ژنراتور سنکرون ما القا می شود. 

 

تبدیل به حرکت و انرژی الکتریکی: برای تبدیل انرژی با مقدار بزرگ، ابتدا انرژی اولیه به انرژی مکانیکی تبدیل شده و سپس از انرژی الکتریکی برای توربین ها و ژنراتورها استفاده می شود.

ولتاژ خروجی: ولتاژ خروجی ماشین به وسیله سیستم تحریک کنترل می شود.

انتقال و توزیع: انرژی الکتریکی از طریق خطوط انتقال به دست مصرف کننده می رسد.

 

سیستم تحریک در نیروگاه

اجزای اصلی قرار گرفته در نیروگاه به همراه اتصالات آن ها به یک سیستم تحریک استاتیکی در دیاگرام فوق نشان داده شده است با توجه به شکل داریم:

–  ورودی ها به سیستم تحریک:

  1. منبع تغذیه اصلی به سیستم تحریک که به طور مستقیم از ترمینال های ژنراتور و از طریق ترانس تحریک برداشت می شود.
  2. ترانس ولتاژ ها و ترانس جریان ها: به منظور تنظیم ولتاژ ژنراتور، از ترمینال های خروجی ژنراتور نمونه ولتاژ و جریان برداشت می شود.

– خروجی ها از سیستم تحریک:

  1. خروجی اصلی از سیستم تحریک ولتاژ سیستم تحریک است، که از سیم پیچی روتور و از طریق لغزش حلقه عبور داده می شود. (وقتی می خواهیم انرژی را از جای ثابت به یک جای متحرک و مخصوصاَ دوار انتقال دهیم احتیاج به لغزش حلقه داریم چرا که در صورت نبود آن، اگر بخواهیم انرژی را از طریق کابل به قسمت دوار انتقال دهیم کابل پاره خواهد شد و برای جلوگیری از این کار از لغزش حلقه استفاده می شود).
  2. پیغام ها (از قبیل هشدار و خطا ها) که از سیستم تحریک به سیستم کنترل فرستاده می شوند.

 

 

 

 

 

فهرست مطالب

مقدمه
فصل اول- ساختار سیستم تحریک
– سیستم تحریک
– اجزای تشکیل دهنده سیستم تحریک
– وظایف سیستم تحریک
– جایگاه سیستم تحریک در تولید انرژی الکتریکی
– سیستم تحریک در نیروگاه
– رفتار الکتریکی و مکانیکی ژنراتور سنکرون
– ساختمان ژنراتور سنکرون و انواع آن
– کمیات اصلی یک ژنراتور سنکرون
– حالت های عملکرد ژنراتور
– گشتاور سنکرونیزاسیون
– مشخصات گشتاور ژنراتور
– دیاگرام توان ماشین سنکرون
– نیازهای شبکه استاتیکی میکروکنترلر
– تولید و مصرف توان راکتیو
– مقایسه گاورنر و میکروکنترلر
– توان اکتیو در شبکه
– توان راکتیو در شبکه
– تفاوت بین دراپ و دروپ
فصل دوم- انواع سیستم تحریک و معرفی انواع اکسایتر
– سیستم تحریک ژنراتور
– انواع سیستم های تحریک
– سیستم تحریک استاتیک
– سیستم تحریک دینامیک
– سیستم تحریک استاتیک
– سیستم تحریک مشتمل بر تحریک کننده اصلی سه فاز و دیودهای ثابت
– سیستم تحریک بدون جاروبک
– انتخاب سیستم تحریک ژنراتور
– توان خروجی سیستم تحریک
– ولتاژ نامی سیستم تحریک
– سقف ولتاژ تحریک
– عایق سیم پیچ تحریک
– ساختمان کلی تنظیم تحریک
– انواع اکسایتر
– سیستم کنترل میدان تحریک به وسیله اکسایتر با ژنراتور DC کموتاتوردار
– سیستم های کنترل میدان تحریک با استفاده از اکسایتر با یکسوکننده و آلترناتور
– سیستم کنترل میدان تحریک با سیستم اکسایتر با یکسوکننده مرکب
– سیستم کنترل میدان تحریک با اکسایتر از نوع یکسوکننده مرکب و اکسایتر با یکسوکننده و منبع تغذیه از نوع ولتاژی
– سیستم کنترل میدان تحریک با اکسایتر متشکل از یکسوکننده با منبع تغذیه از نوع ولتاژی
فصل سوم – سیستم های تحریک استاتیک ژنراتورهای سنکرون
– عملکرد سیستم تحریک استاتیک
– کنتاکتور قطع کننده میدان AC
– ترانسفورماتور قدرت
– راه اندازی اولیه ژنراتور
– پل یکسو ساز قدرت
– سیستم سه تریستوره
– سیستم شش تریستوره
– مشخصه سیستم تحریک استاتیک
– پاسخ به افزایشی پله‌ای ولتاژ
– پاسخ به کاهش پله‌ای ولتاژ
– تفاوت سیستم ۶ تریستوره و ۳ تریستوره
– حفاظت‌های پل یکسو ساز قدرت
– کنترل ولتاژ
– راه اندازی نرم ژنراتور
– شرایط انتخاب تنظیم کننده تحریک استاتیک
– رفتار سیستم تحریک استاتیک هنگام بروز خطا
– ولتاژ شفت
فصل چهارم- جمع بندی بررسی فنی و اقتصادی سیستم های تحریک
– جمع بندی
– مزایا و معایب سیستم تحریک واحد ۲ تا ۴ نیروگاه رامین
– مزایا و معایب سیستم تحریک استاتیک – آنالوگ واحد ۵ و ۶ نیروگاه رامین
– سیستم تحریک استاتیکی واحد ۱ نیروگاه رامین
نتیجه گیری
منابع

 

 

تصاویر فایل پروژه:

  

  

 

خرید آنلاین پروژه

کليک جهت خريد کالا ، به منظور پذيرش قوانين و مقررات سايت مي باشد .

 

  • فرمت فایل : Word –  تعداد صفحات : ۱۰۴ صفحه
  • حجم فایل :   حجم ۱٫۸۱ مگا بایت
  • برای دانلود مقالات و پروژه های بیشتر در گرایش قدرت اینجا کلیک کنید.

درصورت بروز مشکل در هنگام خرید با ایمیل زیر در ارتباط باشید.

ایمیل مدیریت پارسی برق : admin@parsibargh.com