مقايسه فني و اقتصادی سيستم های تحريک در نيروگاه ها

 
مقدمه:
همانطور که می دانیم ژنراتور یکی از اجزای اصلی موجود در هر نیروگاهی است و از آنجا که سیستم تحریک مهم ترین جزء هر ژنراتور را شامل میشود لذا سیستم تحریک نقش بسیار مهمی، در تولید برق دارد.
یکی از کاربردهای مهم  سیستم تحریک، اين است كه می تواند ژنراتور را طوری هدایت کند كه ژنراتور در ناحیه امن (محدوده پایداری) باقی بماند.
لذا با توجه به اهمیت و جایگاه بسیار مهم سیستم تحریک در نیروگاهها ، طبيعي است که حساسیت روی سیستم تحریک بالا مي رود و اگر مشکلی در سیستم تحریک ایجاد شود، این مشکل به طور مستقیم بر روی ژنراتور اثر می گذارد. به عنوان مثال در صورت عملكرد نا مناسب محدود کننده زیر تحریک و يا فوق تحريك ژنراتور آسیب مي ببیند و در صورت ایجاد مشکل در ژنراتور ناپایداری در شبکه نیز به وجود خواهد آمد. جالب است بدانيد، تمام نوساناتی که در شکبه ایجاد می شود از لحاظ ولتاژی و تا حدی از لحاظ فرکانسی، سیستم تحریک تا حدودی می تواند به آنها پاسخ دهد . تمام این موارد نشان دهنده اهمیت سیستم تحریک می باشد و همین اهمیت هم باعث می شود که وقتی ما می خواهیم سیسیتم تحریکی را عیب یابی کنیم باید اولاً تمام این اهمیت ها را در نظر بگیریم ثانیاً رفع عیب را در زمان کوتاهی انجام دهیم چرا که اگر عیب در مدت زمان کوتاه برطرف نشود به معنای آن است که در تولید برق توسط نیروگاه وقفه ایجاد شده است و این وقفه در تولید برای نیروگاه ضرر اقتصادی را به همراه دارد . حال در ادامه به بررسی مشکلاتی که ممکن است در سيستم تحریک نیروگاه ایجاد شود می پردازیم و در ادامه با اهمیت سیستم تحریک در نیروگاهها بیشتر آشنا خواهیم شد.
فهرست مطالب:

مقدمه . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  ۷
فصل اول
نظریه های سیستم تحریک . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ۱۱
سیستم تحریک چیست ؟ . .  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  ۱۱
اجزای تشکیل دهنده سیستم تحریک . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …  ۱۲
وظایف سیستم تحریک  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ۱۴
جایگاه سیستم تحریک در تولید انرژی الکتریکی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  ۱۵
سیستم تحریک در نیروگاه  .  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ۱۶
رفتار الکتریکی و مکانیکی ژنراتور سنکرون  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  ۱۷
ساختمان ژنراتور سنکرون  و انواع آن . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . … ۲۰
کمیات اصلی یک ژنراتور سنکرون . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …. ۲۲
حالتهای عملکرد ژنراتور . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  ۲۴
گشتاور سنکرونیزاسیون. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ۲۶
مشخصات گشتاور ژنراتور . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  ۲۷
دیاگرام توان ماشین سنکرون ( Power Chart ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
نیازهای شبکه استاتیکی AVR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  ۲۸
تولید و مصرف توان راکتیو . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  ۲۹
مقایسه گاورنر ( governor ) و AVR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  ۲۹
رفتار استاتیکی AVR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 30
فصل دوم
سیستم تحریک ژنراتور . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  ۳۳
انواع سیستمهای تحریک ( طبقه بندی قدیمی )
سیستم تحریک استاتیک . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ۳۶
سیستم تحریک دینامیک . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ۳۶
انواع سیستمهای تحریک ( طبقه بندی جدید ) :
سیستم تحریک استاتیک  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ۳۸
سیستم تحریک مشتمل بر تحریک کننده اصلی سه فاز و دیودهای ثابت . . . . . . . . . . .  ۴۰
سیستم تحریک بدون جاروبک . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ۴۲
انتخاب سیستم تحریک ژنراتور  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ۴۵
ساختمان کلی تنظیم تحریک   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  ۴۶
 
انواع اكسايتر EXCITER TYPES  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ….  ۴۸
اكسايتر با رئوستاي تحت كنترل ( سيستم اوليه ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …  ۴۸
سيستم كنترل ميدان تحريك به وسيله اكسايتر با ژنراتور DC  كموتاتوردار   . . . . . . . . . . . ۵۱
سيستمهاي كنترل ميدان تحريك با استفاده از اكسايتر با يكسوكننده و آلترناتور . . . . . . . . . ۵۲
سيستم كنترل ميدان تحريك با سيستم اكسايتر با يكسوكننده مركب . . . . . . . . . . . . . . . . .۵۵
سيستم كنترل ميدان تحريك با اكسايتر از نوع يكسوكننده مركب و اكسايتر با يكسوكننده و منبع  تغذيه از نوع ولتاژي . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  ۵۶
سيستم كنترل ميدان تحريك با اكسايتر متشكل از يكسوكننده با منبع تغذيه از نوع ولتاژي . ۵۷
فصل سوم
معرفی سیستم تحریک نیروگاه آبی سد شهید عباسپور . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . … ۶۱
مشخصات سیستم تحریک واحدهای نیروگاه آبی سد شهید عباسپور . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ۶۲
اجزای سیستم تحریک . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …  ۶۳
مدل سازی سیستم تحریک سد شهید عباسپور . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  ۶۸
ارائه مدل تحلیلی سیستم تحریک نیروگاه آبی سد شهید عباسپور . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ۷۱
ارزیابی مدل . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   ۷۱
نحوه عملکرد سیستم تحریک . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  ۷۲
فصل چهارم
قسمت لول
معرفی سیستم تحریک واحدهای ۲- ۴ نیروگاه رامین . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ۷۵
پانل    ЭПА-۵۰۰ و المانهای درون آن . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ۷۵
وظایف اصلی تقویت کننده های مغناطیسی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ۷۸
ماشين تحريك اولیه (Pilot exciter )  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ۸۲
ماشين تحریك اصلي (main exciter) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 83
توضیح در مورد فورسنیگ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …. ۸۸
پارامترهای فورسنیگ و مگا وار واحد. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ۸۹
عمل دی  فورسنیگ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …. ۹۰
توضیح در مورد واحد Б۰MB حفاظت زیر تحریک . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ۹۲
نکاتی بیشتر درباره محدودکننده زیر تحریک Б۰MB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 92
معرفی فیدبکهای ثابت (پایدار) و گذرا . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …. . . . …  ۹۲
پل های دیودی جهت یکسو کردن . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .۹۳
اتوترانس یا ترانسفورماتور کنترل مگاوار . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .۹۳
نحوه عملکرد سیستم تحریک واحدهای ۲- ۴ نیروگاه رامین . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ۹۳
توضیحات برروی نقشه تک خطی و شماتیک پانل ЭπA-500 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
قسمت دوم :
سیستم  تحریک واحدهای ۶و۵ نیروگاه رامین . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . ۱۰۰
حفاظتهای مربوط به سیستم تحریک . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..  ۱۰۴
تشریح کارتهای موجود در تنظیم کننده ولتاژ (AVR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . . . . . . . ۱۰۴
فصل پنجم
نحوه عملکرد سیستم تحریک Unitrol 5000  واحد ۱ نیروگاه رامین . . . . . . . . . . . . . . . . . .۱۱۰
فرمان ها و فیدبک ها . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ۱۱۰
فرمان وصل و قطع circuit breaker میدان . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ۱۱۱
مدار (CROWBAR)DE-EXCITION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
فرمان وصل تحریک (EXCITION ON) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . … . . 112
مرحله آغاز کار ژنراتور با راه اندازی نرم  (Soft Start) . . . . . . . . . . . . . . . ….. . . . . . . . . . . .. 113
Fire All Flash چه چیزی است . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . . . . . . ۱۱۴
فرمان قطع تحریک  (Excitation Off) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . . ۱۱۴
مدهای کنترل : محلی / دور و اتوماتیک / دستی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ….. . . . . .  ۱۱۵
فرمان های وصل دستی / اتوماتیک . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . …  ۱۱۵
کنترل کننده Follow Up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ….. . 116
کنترل دستی جریان و کنترل اتوماتیک ولتاژ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . … ..  ۱۱۶
فرمان کانال ۱/کانال۲ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ۱۱۷
تغییر وضعیت به کانال اضطراری . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  ۱۱۹
نواحی ایمن  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …. ۱۱۹
فرمان کاهش و افزایش setpoint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..  ۱۲۰
فرمان های تنظیم کننده super imposed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 122
فرمان های قطع و وصل پایدارکننده سیستم تحریک . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..۱۲۳
تجهیزات مربوط به کنترل محلی. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …۱۲۴
معرفی تابلوهای ARCNET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . … 124
معرفی بخش های مختلف تابلو ARCNET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  ۱۲۴
کنترل های اضافی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ۱۲۹
تریستور / مبدل . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ۱۳۰
بررسی های لازم قبل از عملکرد مختلف بروی سیستم تحریک . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . ۱۳۱
چک کردن برخی موارد قبل از راه اندازی سیستم . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ۱۳۱
چک کردن سیستم  در زمان بی باری (No Local) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
چک کردن منظم سیستم در خلال عملکرد . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . ۱۳۱
بررسی های لازم و تعمیرات در هنگام خاموش بودن (Shut Down) . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
چک کردن TRIP اضطراری در سیستم تحریک در زمان هشدار و یا خطا . . . . . . . . . . . . . . .۱۳۲
فصل ششم
جمع بندي __ بررسی فنی و اقتصادی سیستم های تحریک  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ۱۳۴
● منابع و ماخذ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . .  . . .۱۴۸
● ضمیمه ( آشنایی با برخی اصطلاحات ٬ تعاریف و مفاهیم  روسی در نقشه ها)  . . . . . . . . … .۱۴۹