ระบบกระตุ้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคืออะไร

ระบบกระตุ้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคืออะไร?

ระบบกระตุ้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ระบบจ่ายไฟที่จ่ายกระแสกระตุ้นให้กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสและอุปกรณ์เสริมต่างๆ เรียกรวมกันว่า ระบบกระตุ้น โดยทั่วไปประกอบด้วยสองส่วนหลัก คือ หน่วยจ่ายไฟกระตุ้นและตัวควบคุมกระแสกระตุ้น หน่วยจ่ายไฟกระตุ้นทำหน้าที่จ่ายกระแสกระตุ้นให้กับโรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัส ส่วนตัวควบคุมกระแสกระตุ้นทำหน้าที่ควบคุมเอาต์พุตของหน่วยจ่ายไฟกระตุ้นตามสัญญาณอินพุตและเกณฑ์การควบคุมที่กำหนดไว้ ตัวควบคุมกระแสกระตุ้นอัตโนมัติของระบบกระตุ้นมีบทบาทสำคัญในการเพิ่มเสถียรภาพของหน่วยขนานในระบบไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การพัฒนาระบบไฟฟ้าสมัยใหม่นำไปสู่แนวโน้มของการลดขีดจำกัดเสถียรภาพของหน่วยต่างๆ และยังส่งเสริมการพัฒนาเทคโนโลยีการกระตุ้นอย่างต่อเนื่อง ระบบกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสส่วนใหญ่ประกอบด้วยสองส่วน คือ หน่วยจ่ายไฟและตัวควบคุม (อุปกรณ์)

1. หน้าที่หลักของระบบกระตุ้นมีดังนี้:

1) ปรับกระแสกระตุ้นตามการเปลี่ยนแปลงของโหลดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เพื่อรักษาระดับแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วเครื่องให้เป็นไปตามค่าที่กำหนด

2) ควบคุมการกระจายกำลังไฟฟ้าเชิงปฏิกิริยาระหว่างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ทำงานแบบขนาน

3) ปรับปรุงเสถียรภาพสถิตของการทำงานแบบขนานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

4) ปรับปรุงเสถียรภาพชั่วคราวของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ทำงานแบบขนาน

5) เมื่อเกิดความผิดพลาดภายในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า สนามแม่เหล็กจะถูกถอดออกเพื่อลดระดับความเสียหายที่เกิดขึ้น

6) บังคับใช้ขีดจำกัดการกระตุ้นตามพิกัดและขีดจำกัดการกระตุ้นเล็กน้อยบนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าตามข้อกำหนดการใช้งาน ระบบกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสมีหลายรูปแบบ โดยสามารถแบ่งตามโหมดการจ่ายพลังงานได้เป็นสองประเภท คือ ประเภทกระตุ้นแยก และประเภทกระตุ้นด้วยตนเอง

สอง. มีหลายวิธีที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถสร้างกระแสกระตุ้นได้

1. โหมดการกระตุ้นของแหล่งจ่ายไฟเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง:

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบนี้มีเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงแบบพิเศษ ซึ่งเรียกว่าตัวกระตุ้นกระแสตรง (DC exciter) โดยทั่วไปแล้วตัวกระตุ้นจะอยู่ร่วมแกนกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ขดลวดกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะผ่านวงแหวนลื่นที่ติดตั้งอยู่บนเพลาขนาดใหญ่และแปรงคงที่จากตัวกระตุ้นเพื่อให้ได้กระแสตรง โหมดการกระตุ้นนี้มีข้อดีคือ กระแสกระตุ้นเป็นอิสระ การทำงานที่เชื่อถือได้ และลดการใช้ไฟฟ้าเอง ฯลฯ จึงเป็นโหมดการกระตุ้นหลักของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา และมีประสบการณ์การใช้งานที่ค่อนข้างสมบูรณ์ ข้อเสียคือ ความเร็วในการควบคุมการกระตุ้นช้า และภาระงานบำรุงรักษาสูง ดังนั้นจึงไม่ค่อยได้ใช้ในหน่วยผลิตไฟฟ้าที่มีขนาดเกิน 10 เมกะวัตต์

2. โหมดการกระตุ้นของแหล่งจ่ายไฟกระตุ้น AC:

เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากำลังสูงสมัยใหม่บางรุ่นใช้ตัวกระตุ้นกระแสสลับ (AC exciter) เพื่อให้กระแสกระตุ้น ตัวกระตุ้นกระแสสลับนี้ติดตั้งอยู่บนเพลาหลักของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และกระแสสลับที่ออกมาจะไหลผ่านตัวเรียงกระแสเพื่อจ่ายกระแสกระตุ้นให้กับโรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ในขณะนี้ โหมดการกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจัดเป็นโหมดการกระตุ้นแบบอื่น และเนื่องจากอุปกรณ์เรียงกระแสแบบคงที่ จึงเรียกอีกอย่างว่าการกระตุ้นแบบคงที่ ตัวกระตุ้นกระแสสลับรอง (AC secondary exciter) จะให้กระแสกระตุ้น ตัวกระตุ้นกระแสสลับรองอาจเป็นเครื่องจักรแม่เหล็กถาวรหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับที่มีอุปกรณ์แรงดันคงที่แบบกระตุ้นตัวเอง เพื่อปรับปรุงความเร็วในการควบคุมการกระตุ้น ตัวกระตุ้นกระแสสลับมักใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าความถี่กลาง 100-200 เฮิรตซ์ และตัวกระตุ้นกระแสสลับรองใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าความถี่กลาง 400-500 เฮิรตซ์ ขดลวดกระตุ้นกระแสตรงและขดลวดกระแสสลับสามเฟสของเครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้พันอยู่ในร่องของสเตเตอร์ ส่วนโรเตอร์จะมีเพียงฟันและร่องที่ไม่มีขดลวดพันอยู่ คล้ายกับเฟือง ดังนั้นจึงไม่มีแปรงถ่าน วงแหวนลื่น และชิ้นส่วนสัมผัสแบบหมุนอื่นๆ ทำให้มีข้อดีคือการทำงานที่เชื่อถือได้ โครงสร้างเรียบง่าย กระบวนการผลิตสะดวก และอื่นๆ ข้อเสียคือเสียงดังกว่า และส่วนประกอบฮาร์มอนิกของศักย์ไฟฟ้ากระแสสลับก็มีมากกว่าด้วย

3. โหมดการกระตุ้นโดยไม่มีตัวกระตุ้น:

ในโหมดการกระตุ้นแบบนี้ จะไม่มีการติดตั้งอุปกรณ์กระตุ้นพิเศษใดๆ และพลังงานกระตุ้นจะได้รับจากตัวเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเอง จากนั้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะถูกกระตุ้นหลังจากผ่านกระบวนการเรียงกระแส ซึ่งเรียกว่าการกระตุ้นแบบสถิตด้วยตนเอง การกระตุ้นแบบสถิตด้วยตนเองสามารถแบ่งออกได้เป็นสองวิธี คือ การกระตุ้นแบบขนานด้วยตนเอง และการกระตุ้นแบบผสมด้วยตนเอง โหมดการกระตุ้นแบบขนานด้วยตนเองจะได้รับกระแสกระตุ้นผ่านหม้อแปลงเรียงกระแสที่เชื่อมต่อกับทางออกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และจ่ายกระแสกระตุ้นให้กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหลังจากผ่านกระบวนการเรียงกระแส โหมดการกระตุ้นนี้มีข้อดีคือ จุดเชื่อมต่อง่าย อุปกรณ์น้อย การลงทุนน้อย และงานบำรุงรักษาน้อย โหมดการกระตุ้นแบบผสมด้วยตนเองนั้นไม่เพียงแต่ไม่มีหม้อแปลงเรียงกระแสเท่านั้น แต่ยังมีหม้อแปลงกระแสกำลังสูงต่ออนุกรมอยู่ในวงจรขดลวดสเตเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า หน้าที่ของหม้อแปลงคือการจ่ายกระแสกระตุ้นที่มากขึ้นให้กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเมื่อเกิดการลัดวงจร เพื่อชดเชยความขาดแคลนของเอาต์พุตของหม้อแปลงเรียงกระแส โหมดการทำงานที่น่าตื่นเต้นนี้มีแหล่งพลังงานสองแหล่ง ได้แก่ แหล่งพลังงานแรงดันที่ได้จากหม้อแปลงเรียงกระแส และแหล่งพลังงานกระแสที่ได้จากหม้อแปลงอนุกรม

iii. ลักษณะเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและกระแสกระตุ้น

1. การควบคุมแรงดันไฟฟ้า

ระบบควบคุมการกระตุ้นอัตโนมัติสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นระบบควบคุมป้อนกลับเชิงลบ โดยมีแรงดันไฟฟ้าเป็นปริมาณที่ถูกควบคุม กระแสโหลดรีแอคทีฟเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วเครื่องกำเนิดไฟฟ้าลดลง เมื่อกระแสกระตุ้นคงที่ แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะลดลงเมื่อกระแสรีแอคทีฟเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของผู้ใช้เกี่ยวกับคุณภาพพลังงาน แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วเครื่องกำเนิดไฟฟ้าควรคงที่โดยพื้นฐาน และวิธีที่จะบรรลุข้อกำหนดนี้คือการปรับกระแสกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าตามการเปลี่ยนแปลงของกระแสรีแอคทีฟ

2. การควบคุมกำลังไฟฟ้าเชิงปฏิกิริยา:

เมื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำงานขนานกับระบบ ก็สามารถพิจารณาได้ว่ากำลังทำงานกับบัสบาร์ของแหล่งจ่ายไฟที่มีกำลังไม่จำกัด การเปลี่ยนแปลงกระแสกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า จะทำให้ศักย์เหนี่ยวนำและกระแสสเตเตอร์เปลี่ยนแปลงไปด้วย และกระแสรีแอคทีฟของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าก็จะเปลี่ยนแปลงเช่นกัน เมื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำงานขนานกับระบบที่มีกำลังไม่จำกัด จะต้องปรับกระแสกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อเปลี่ยนแปลงกำลังรีแอคทีฟของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ในขณะนี้ กระแสกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงไปนั้น ไม่ใช่สิ่งที่โดยทั่วไปเรียกว่า "การควบคุมแรงดันไฟฟ้า" แต่เป็นการเปลี่ยนแปลงกำลังรีแอคทีฟที่ป้อนเข้าสู่ระบบเท่านั้น

3. การกระจายโหลดปฏิกิริยา:

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ทำงานแบบขนานจะกระจายกระแสไฟฟ้าเชิงปฏิกิริยาตามสัดส่วนกำลังการผลิตที่กำหนดไว้ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีกำลังการผลิตสูงควรรับภาระกระแสไฟฟ้าเชิงปฏิกิริยามากกว่า ในขณะที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีกำลังการผลิตต่ำควรรับภาระกระแสไฟฟ้าเชิงปฏิกิริยาน้อยกว่า เพื่อให้การกระจายภาระกระแสไฟฟ้าเชิงปฏิกิริยาเป็นไปโดยอัตโนมัติ สามารถปรับกระแสกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้โดยใช้อุปกรณ์กระตุ้นของระบบควบคุมแรงดันสูงอัตโนมัติ เพื่อรักษาระดับแรงดันที่ขั้วให้คงที่ และสามารถปรับความชันของลักษณะการควบคุมแรงดันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อให้การกระจายภาระกระแสไฟฟ้าเชิงปฏิกิริยาของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ทำงานแบบขนานเป็นไปอย่างเหมาะสม

วิธีการปรับกระแสกระตุ้นโดยอัตโนมัติ

ในการปรับกระแสกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า โดยทั่วไปจะไม่ทำการปรับโดยตรงในวงจรโรเตอร์ เนื่องจากกระแสในวงจรมีขนาดใหญ่มาก การปรับโดยตรงจึงทำได้ยาก วิธีที่ใช้กันโดยทั่วไปคือการปรับกระแสกระตุ้นของตัวกระตุ้นเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ในการปรับกระแสโรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า วิธีที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ การเปลี่ยนความต้านทานของวงจรกระตุ้นของตัวกระตุ้น การเปลี่ยนกระแสกระตุ้นเพิ่มเติมของตัวกระตุ้น การเปลี่ยนมุมเปิดของไทริสเตอร์ เป็นต้น ในที่นี้จะกล่าวถึงวิธีการเปลี่ยนมุมเปิดของไทริสเตอร์เป็นหลัก ซึ่งเป็นการปรับมุมเปิดของไทริสเตอร์ตามการเปลี่ยนแปลงของแรงดัน กระแส หรือตัวประกอบกำลังของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เพื่อให้กระแสกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเปลี่ยนแปลง อุปกรณ์นี้โดยทั่วไปประกอบด้วยทรานซิสเตอร์และไทริสเตอร์ มีข้อดีหลายประการ เช่น ความไวสูง รวดเร็ว ไม่มีโซนความล้มเหลว กำลังเอาต์พุตสูง ขนาดเล็ก และน้ำหนักเบา ในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุ สามารถลดแรงดันเกินของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ และกำจัดสนามแม่เหล็กได้อย่างรวดเร็ว อุปกรณ์ควบคุมการกระตุ้นอัตโนมัติมักประกอบด้วยหน่วยวัด หน่วยซิงโครไนซ์ หน่วยขยายสัญญาณ หน่วยปรับค่า หน่วยรักษาเสถียรภาพ หน่วยจำกัดสัญญาณ และหน่วยเสริมอื่นๆ สัญญาณที่วัดได้ (เช่น แรงดัน กระแส ฯลฯ) จะถูกเปรียบเทียบกับค่าที่กำหนดหลังจากแปลงโดยหน่วยวัด จากนั้นผลการเปรียบเทียบ (ความเบี่ยงเบน) จะถูกขยายโดยหน่วยขยายสัญญาณล่วงหน้าและหน่วยขยายกำลัง และใช้ในการควบคุมมุมเปิดของไทริสเตอร์เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการปรับกระแสกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า หน้าที่ของหน่วยซิงโครไนซ์คือการซิงโครไนซ์เอาต์พุตพัลส์ทริกเกอร์ของส่วนเปลี่ยนเฟสกับแหล่งจ่ายไฟกระตุ้น AC ของตัวเรียงกระแสไทริสเตอร์เพื่อให้แน่ใจว่าการกระตุ้นของซิลิคอนที่ควบคุมนั้นถูกต้อง หน้าที่ของหน่วยปรับค่าความแตกต่างคือการทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำงานแบบขนานเพื่อกระจายโหลดปฏิกิริยาอย่างมีเสถียรภาพและเหมาะสม หน่วยรักษาเสถียรภาพเป็นหน่วยที่นำมาใช้เพื่อปรับปรุงเสถียรภาพของระบบไฟฟ้า หน่วยปรับเสถียรภาพระบบกระตุ้นใช้เพื่อปรับปรุงเสถียรภาพของระบบกระตุ้น ส่วนหน่วยจำกัดถูกออกแบบมาเพื่อป้องกันไม่ให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำงานในสภาวะกระตุ้นมากเกินไปหรือน้อยเกินไป ต้องชี้ให้เห็นว่าไม่ใช่ทุกอุปกรณ์ควบคุมการกระตุ้นอัตโนมัติจะมีหน่วยดังกล่าว และหน่วยของอุปกรณ์ควบคุมนั้นเกี่ยวข้องกับงานเฉพาะที่อุปกรณ์นั้นทำ

หากมีข้อสงสัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า โปรดติดต่อทีมงาน Beidou Power เรามีประสบการณ์มากกว่าสิบปีในการผลิตและจำหน่ายอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้า พร้อมทีมวิศวกรผู้เชี่ยวชาญพร้อมให้บริการ เลือก Beidou Power คือการเลือกที่มั่นใจได้ ยินดีต้อนรับการตรวจสอบโรงงาน ณ สถานที่จริง