O sistema de excitação do gerador é o sistema principal que fornece corrente direta controlável (corrente de excitação) para os enrolamentos do rotor do gerador. Ele determina diretamente a estabilidade da tensão, a regulação do fator de potência e a grade - capacidade de operação conectada do gerador. Os seguintes elaboram em cinco dimensões -chave:
I. Funções principais do sistema
1. Forneça corrente de excitação: Injete a corrente direta nos enrolamentos do rotor do gerador para criar um campo magnético rotativo, que corta as linhas magnéticas dos enrolamentos do estator para alcançar a conversão de energia da "energia mecânica em energia elétrica".
2. Estabilizar a tensão do terminal: Quando a carga da grade ou a velocidade de rotação mudar, ajuste a magnitude da corrente de excitação em tempo real para manter a tensão do terminal de saída do gerador no valor nominal (como 10,5 kV), evitando danos ao equipamento devido à tensão excessiva ou insuficiente.
3. Ajuste o fator de potência: alterando a corrente de excitação ("sobre - excitação" ou "em - excitação"), ajuste a energia reativa gerada pelo gerador para otimizar o fator de potência da grade e reduzir as perdas de linha.
4. Certifique -se de sincronização da conexão da grade: durante a conexão da grade, através da regulação da excitação, faça com que a tensão e a frequência do gerador correspondam às da grade, alcançando a conexão da grade suave; Após a conexão da grade, mantenha a operação síncrona da unidade e da grade.
5. Proteção de falhas: Quando ocorre um curto -circuito ou perda de sincronização no sistema, corte rapidamente ou reduza a corrente de excitação (extinção de magnetização) para impedir que o enrolamento do rotor superaqueça ou o gerador seja danificado.
Ii. Equipamento e funções principais
Fonte de alimentação de excitação: a "fonte" que fornece corrente de excitação. É dividido em dois tipos: - excitador DC: comumente usado em pequenas unidades, emitindo diretamente DC; - Sistema de excitação estática (mainstream): converte CA (retirado do estator do gerador ou da grade) em CC através de um dispositivo retificador.
Regulador de excitação (AVR): o "cérebro" do sistema, controlando a corrente de excitação. Ele coleta real - tensão de tempo e sinais de corrente do gerador, os compara com os valores nominal e as instruções de controle para regular a fonte de alimentação de excitação para garantir a estabilidade da tensão.
Gerador de enrolamento do rotor: gera um campo magnético rotativo. Após aplicar a corrente de excitação, ele forma um eletroímã, que gira e gera um campo magnético alternado, cortando o enrolamento do estator para produzir uma força eletromotiva induzida.
Dispositivo de destruição: corta rapidamente a corrente de excitação em caso de falha. O núcleo consiste em "interruptor de destruição + resistor de destruição": em caso de falha, desconecta o circuito do rotor e simultaneamente conecta o resistor, absorvendo a energia do campo magnético restante do enrolamento do rotor para evitar a sobretensão.
Transformador de excitação: fornece energia para o sistema de excitação estática. Ele pega energia do lado do estator do gerador ou da grade, reduz a tensão e a fornece ao dispositivo retificador para garantir a estabilidade da tensão da fonte de alimentação de excitação.
Dispositivo de retificador: converte a corrente de excitação CA em CC. Comumente usado é a ponte do retificador do tiristor. De acordo com as instruções do regulador de excitação, ele ajusta o ângulo de condução para alterar o tamanho da corrente CC de saída.
Iii. Princípio de trabalho central (tomando o "sistema de excitação estática" convencional como exemplo)
1. Geração atual de excitação:
O transformador de excitação pega corrente alternada do estator do gerador ou da grade e a envia para o dispositivo retificador. O dispositivo retificador converte a corrente alternada em corrente direta e a insere nos enrolamentos do rotor do gerador.
2. Lógica de regulamentação de tensão:
- O regulador de excitação (AVR) coleta continuamente sinais, como tensão de saída do gerador e corrente do estator;
- compara a tensão real coletada com a "tensão nominal" e calcula o desvio;
- Se a tensão real for baixa: o AVR instrui o dispositivo retificador a aumentar o ângulo de condução → A corrente direta de saída (corrente de excitação) aumenta → O campo magnético do rotor fortalece → O tensão induzido pelo estator aumenta, retornando ao valor classificado;
- Se a tensão real for alta: a lógica de regulamentação é revertida, reduzindo a corrente de excitação e diminuindo a tensão do estator.
3. Excitação de falha de - processo de magnetização:
Quando o gerador experimenta falhas como curto -circuito ou perda de sincronização, o sistema de proteção desencadeia a excitação de - switch de magnetização para desconectar o circuito do rotor e, simultaneamente, conecta o resistor de excitação; A energia magnética armazenada nos enrolamentos do rotor é consumida através do resistor de excitação (convertido em energia térmica), reduzindo rapidamente a corrente do rotor a zero, evitando superaquecimento dos enrolamentos ou dano de isolamento.
4. Pontos -chave para operação e manutenção
1. Inspeção diária (deve ser conduzida todos os dias)
- Verifique o painel Regulador de Excitação (AVR): as luzes indicadoras são normais (sem alarmes de falha), a tensão e a tela de corrente são consistentes com os valores nominal (desvio menor ou igual a ± 5%).
- Verifique o dispositivo retificador: os módulos do tiristor não têm faíscas de superaquecimento ou descarga, e o ventilador de resfriamento (ou dissipador de calor) está operando normalmente.
- Verifique o circuito do rotor: as escovas de carbono (se houver) têm um desgaste menor ou igual a 1/3, estão em bom contato com o anel deslizante (sem faíscas, sem depósitos de carbono) e a superfície do anel deslizante é lisa sem arranhões.
- Verifique o dispositivo de magnetização de -: o status de interruptor de magnetização de - está correto (fechado durante a operação), os terminais de conexão não são soltos ou superaquecidos.
2. Manutenção regular (mensal/trimestral)
- Limpeza: sopra a poeira dentro do regulador de excitação e do dispositivo retificador para evitar circuitos curtos ou baixa dissipação de calor causada por poeira.
- calibração: calibre o circuito de amostragem de tensão e o sensor de corrente do AVR para garantir uma coleta de sinal precisa.
- Verificação de isolamento: use um multímetro para testar a resistência ao isolamento do enrolamento do rotor (à temperatura ambiente, maior ou igual a 0,5 MΩ) para evitar o isolamento e vazamento de envelhecimento.
- Inspeção do componente: aperte os terminais de conexão do transformador de excitação e o resistor de extinção para evitar afrouxamento e superaquecimento; Verifique se os oleodutos do sistema de refrigeração não têm vazamento de água ou vazamento de óleo.
3. Monitoramento da condição (longo - termo)
- Monitoramento on -line: Usando os sistemas PLC ou DCS, dados reais -, como corrente de excitação, tensão e temperatura do dispositivo retificador, são registrados. Sobre - alarmes limitados (como um alarme quando a corrente de excitação excede o valor nominal em 10%) é definido.
- Análise de tendências: analise regularmente as tendências de mudança da corrente e tensão de excitação. Se um aumento gradual no desvio for detectado, o regulador ou as falhas do dispositivo retificador poderá ser investigado proativamente.
V. Falhas comuns e suas soluções
Tipo de falha:
Desaparecimento da corrente de excitação (perda de excitação): A tensão do gerador cai acentuadamente, a velocidade aumenta e a unidade emite um som anormal "zumbido". Causas:
1. O de - interruptor de magnetização malfrições;
2. O dispositivo de retificação falha (os tiristores estão danificados);
3. O enrolamento do rotor quebra.
Método de manuseio:
1. Desconecte imediatamente o gerador (abra a chave de conexão da grade) para impedir a perda de sincronização e danos à unidade;
2. Verifique o status do interruptor de magnetização DE -. Se for mau funcionar, redefini -lo;
3. Teste o dispositivo de retificação e o enrolamento do rotor. Depois de substituir os componentes danificados, realize um teste de excitação RE -.
Tipo de falha:
Terminal do gerador anormal Tensão (alta/baixa): A tela de tensão se desvia do valor nominal e a potência reativa da grade flutua.
Causas:
1. Drift parâmetro do regulador de excitação (AVR);
2. Falha no sinal de amostragem de tensão (dano ao sensor);
3 Ângulo de condução anormal do dispositivo retificador.
Métodos de manuseio:
1. Alterne para o modo de "excitação manual", ajuste manualmente a corrente de excitação para estabilizar temporariamente a tensão;
2. Calibre os parâmetros AVR, verifique o sensor de tensão;
3. Detecte o status de condução dos tiristores no dispositivo retificador e substitua os componentes com defeito.
Tipo de falha:
Falha do regulador de excitação (AVR): O indicador de falha no painel AVR acende e a corrente de excitação flutua com frequência.
Causas:
1. Falha na fonte de alimentação AVR;
2. Dano interno do circuito lógico;
3. Interferência de sinal de feedback.
Método de manuseio:
1. Alterne imediatamente para o regulador de excitação de backup (se houver uma função "primária - comutação secundária");
2. Verifique o circuito da fonte de alimentação AVR, elimine os curtos circuitos/conexões curtas;
3. Se o reparo for impossível, entre em contato com o fabricante para substituir o módulo AVR e realizar um teste de carga após a substituição.
Tipo de falha:
Anel de deslizamento do rotor e falha de escova de carbono: há um grande número de faíscas no anel de deslizamento, e a escova de carbono está superaquecendo e se desgastando muito rapidamente.
Causas:
1. Pressão de contato insuficiente entre a escova de carbono e o anel deslizante;
2. Manchas de óleo ou depósitos de carbono na superfície do anel deslizante;
3. Modelo de escova de carbono incompatível.
Método de tratamento:
1. Reduza a carga do gerador (ou desligado), limpe a superfície do anel de deslizamento (limpe com álcool);
2. Ajuste a pressão da mola da escova de carbono (garanta contato rígido);
3. Substitua por uma escova de carbono do modelo correspondente e execute-a por 1-2 horas após a substituição antes de operar com carga total.
Considerações importantes
- Antes de lidar com qualquer falha no sistema de excitação, a fonte de alimentação de excitação deve ser desconectada para evitar choques elétricos. Ao realizar a manutenção nos enrolamentos do rotor ou em - dispositivos de magnetização, é necessário descarregar (solte a energia magnética restante) primeiro.
- Durante a manutenção de rotina, é estritamente proibido remover os escovas de carbono ou os componentes plug/desligar AVR enquanto o sistema de excitação está em execução, pois isso pode acionar ações de proteção.
- Se um sistema de excitação de backup estiver disponível, ele deve passar por um "Primário - teste de troca de backup" todos os meses para garantir que ele possa ser ativado rapidamente em caso de uma falha.