Розробка механічного зв'язку і системи збудження в синхронних генераторах
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.246619Ключові слова:
синхронний генератор, механічний зв'язок, система збудження, випрямляч, трифазний генератор, дизель-генераторАнотація
Існують різні способи вироблення енергії, включаючи альтернативну енергетику, ядерну енергетику та спалювання викопного палива. В даний час велика частина енергії виробляється за рахунок спалювання викопного палива, в основному природного газу та вугілля, для обертання турбін, приєднаних до електромагнітного генератора. Головною перевагою генерації змінного струму є те, що рівні напруги можна підвищувати та знижувати за допомогою трансформаторів, що дозволяє передавати електроенергію споживачам на великі відстані. Величезною стає потреба в системах збудження для великих синхронних генераторів з номінальною потужністю в кілька сотень мегават. Ускладнюється завдання передачі такої великої кількості енергії через високошвидкісні ковзаючі контакти. Для усунення даних проблем необхідний механічний зв'язок зі збудником для синхронних генераторів, оскільки скоригований вихід безпосередньо пов'язаний з обмоткою збудження. Метою даної роботи є розробка моделі 2 МВА/400 В трифазного синхронного генератора на базі дизельного двигуна з механічним зв'язком та системою збудження. Розроблена модель синхронної машини розрахована на видачу 25 % від її номінального значення (500 кВт) за 3 секунди. Потім через трифазний автоматичний вимикач за t=3 с підключається додаткова потужність в 1 МВт. Динамічна характеристика струму збудження і напруги збудження при моделюванні показує прийнятні перехідні характеристики, оскільки час усталеного режиму становить менше 3 секунд. Управління системою збудження дозволяє генератору підтримувати напругу, контролювати потік реактивної потужності і допомагає підтримувати стабільність енергосистеми. Моделювання було точним при вимірюванні напруги і струму при даних змінах. Даний аналіз може допомогти у вивченні подальшого впровадження відновлюваних джерел енергії.
Спонсор дослідження
- The authors gratefully acknowledge the Department of contracting, Energy Transmission Company, south region-Basra-Iraq for the support.
Посилання
- Atilgan, B., Azapagic, A. (2015). Life cycle environmental impacts of electricity from fossil fuels in Turkey. Journal of Cleaner Production, 106, 555–564. doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.07.046
- Kefford, B. M., Ballinger, B., Schmeda-Lopez, D. R., Greig, C., Smart, S. (2018). The early retirement challenge for fossil fuel power plants in deep decarbonisation scenarios. Energy Policy, 119, 294–306. doi: https://doi.org/10.1016/j.enpol.2018.04.018
- Gorginpour, H. (2018). Optimal design of brushless AC exciter for large synchronous generators considering grid codes requirements. IET Generation, Transmission & Distribution, 12 (17), 3954–3962. doi: https://doi.org/10.1049/iet-gtd.2018.5446
- Abramov, E., Vekslender, T., Kirshenboim, O., Peretz, M. M. (2018). Fully Integrated Digital Average Current-Mode Control Voltage Regulator Module IC. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 6 (2), 485–499. doi: https://doi.org/10.1109/jestpe.2017.2771949
- Liu, W., Qin, G., Zhu, Q., Hu, G. (2018). Synchronous extraction circuit with self-adaptive peak-detection mechanical switches design for piezoelectric energy harvesting. Applied Energy, 230, 1292–1303. doi: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.09.051
- Generator Excitation Control Systems and Methods. Available at: https://www.generatorsource.com/Generator-Excitation-Methods.aspx
- Ygzaw, A., Banteyirga, B., Darsema, M. (2020). Generator Excitation Loss Detection on Various Excitation Systems and Excitation System Failures. Advances of Science and Technology, 382–394. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-43690-2_26
- Hammons, T. J. (1978). Influence of Exciter and LP Turbine Blade Dynamics on the Mechanical Stressing of Large Synchronous-Generator Shafts Following Clearance of System Faults and Out-of-Phase Synchronisation.
- Ma, P., Liu, W.-G., Luo, G.-Z., Jiao, N.-F., Yang, N.-F. (2012). Starting control strategy for three-stage aviation brushless synchronous motor. Dianji yu Kongzhi Xuebao/Electric Machines and Control, 16 (11), 29–32.
- Ortega, R., Galaz-Larios, M., Bazanella, A. S., Stankovic, A. (2001). Excitation control of synchronous generators via total energy-shaping. Proceedings of the 2001 American Control Conference. (Cat. No.01CH37148). doi: https://doi.org/10.1109/acc.2001.945816
- Schulte, S., Hameyer, K. (2007). Reduction of force exciting influences to decrease radiation of acoustic noise in synchronous machines. COMPEL - The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, 26 (4), 1017–1027. doi: https://doi.org/10.1108/03321640710756348
- Parwal, A., Fregelius, M., Silva, D. C., Potapenko, T., Hjalmarsson, J., Kelly, J. et. al. (2019). Virtual Synchronous Generator Based Current Synchronous Detection Scheme for a Virtual Inertia Emulation in SmartGrids. Energy and Power Engineering, 11 (03), 99–131. doi: https://doi.org/10.4236/epe.2019.113007
- Mseddi, A., Le Ballois, S., Aloui, H., Vido, L. (2019). Robust control of a wind conversion system based on a hybrid excitation synchronous generator: A comparison between H∞ and CRONE controllers. Mathematics and Computers in Simulation, 158, 453–476. doi: https://doi.org/10.1016/j.matcom.2018.11.004
- Leng, X., Xu, S. (2021). Research on Intelligent Control of Synchronous Generator Excitation System Based on Computer Technology. Journal of Physics: Conference Series, 1992 (3), 032125. doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1992/3/032125
- Chelladurai, J., Vinod, B., Bogaraj, T., Kanakaraj, J., Sundaram, M. (2015). Scalar Controlled Boost PWM Rectifier for Micro Wind Energy Systems. Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technolog, 10 (1), 35–44. doi: https://doi.org/10.19026/rjaset.10.2551
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Raad Lafta Damij
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
