Wyposażenie elektryczne mikroelektrowni wodnych. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Wyposażenie elektryczne mikroelektrowni wodnych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii

Komentarze do artykułu

Hydrogeneratory

Hydrogenerator to generator prądu elektrycznego napędzany przez turbinę wodną. Zazwyczaj hydrogenerator jest generatorem synchronicznym (ryc. 31), którego wirnik jest połączony z turbiną wodną (bezpośrednio lub poprzez mechanizmy transmisyjne).

Wyposażenie elektryczne mikroelektrowni wodnych
Rys.31. Generator synchroniczny

Dopuszczalne jest również stosowanie zwykłego asynchronicznego silnika elektrycznego w trybie generatora, to znaczy obrót tego silnika elektrycznego z turbiny hydraulicznej również wytwarza prąd elektryczny, ale w trybie asynchronicznym (ryc. 32). Jednak ich zastosowanie jest ograniczone faktem, że są to generatory mocy czynnej i odbiorniki mocy biernej. Dlatego generatory asynchroniczne mogą pracować tylko w systemie, w którym występuje źródło mocy biernej. Moc bierna pochodzi z kondensatorów połączonych równolegle z obciążeniem lub w celu poprawy właściwości eksploatacyjnych generatora asynchronicznego instalowane są dodatkowe kondensatory, które są łączone szeregowo z obciążeniem. Ale wydajność tej opcji jest niższa niż przy użyciu generatora synchronicznego.

Wyposażenie elektryczne mikroelektrowni wodnych
Rys.32. silnik asynchroniczny

O konstrukcji hydrogeneratora decyduje przede wszystkim położenie osi jego wirnika, prędkość obrotowa oraz typ i moc turbiny. Mocne wolnoobrotowe hydrogeneratory są zwykle produkowane z pionową osią obrotu, szybkie generatory z hydroturbiną czerpakową - z poziomą osią obrotu.

Częstotliwość obrotów hydrogeneratorów dla mikroelektrowni wodnych waha się od 600 do 1500 obrotów na minutę. Dobór generatora do charakterystyki prędkości zależy od rodzaju zastosowanej turbiny. Ponadto istnieją cechy konstrukcyjne i operacyjne hydrogeneratorów. Generatory wolnoobrotowe są bardziej trwałe i niezawodne, ale jednocześnie są duże i drogie.

Zasada działania generatora

Zasada działania dowolnego generatora opiera się na zjawisku indukcji elektromagnetycznej. Konwersję energii mechanicznej silnika (obrotowego) na energię prądu elektrycznego wyjaśnia poniższy rysunek:

Wyposażenie elektryczne mikroelektrowni wodnych

Jeśli rama obraca się równomiernie w jednolitym polu magnetycznym, powstaje w niej zmienna siła elektromotoryczna, której częstotliwość jest równa częstotliwości obracania się ramy. Niezależnie od tego, czy obrócimy ramę w polu magnetycznym, czy w polu magnetycznym wokół ramy, czy w polu magnetycznym wewnątrz ramy, wynik będzie taki sam - siła elektromotoryczna, która zmienia się zgodnie z prawem harmonicznym.

Charakterystyczne cechy generatorów synchronicznych i asynchronicznych

Prądnica synchroniczna jest synchroniczną maszyną elektryczną pracującą w trybie prądnicowym, w której częstotliwość wirowania pola magnetycznego stojana jest równa częstotliwości wirowania wirnika. Wirnik składa się z uzwojenia. Po przyłożeniu napięcia do uzwojenia z biegunami magnetycznymi pojawia się pole magnetyczne, które wytwarza wirujące pole magnetyczne. To pole magnetyczne, przechodząc przez uzwojenie stojana, wytwarza w nim siłę elektromotoryczną.

W zależności od rodzaju uzwojenia wirnik może być zwarty lub fazowy. Wirujące pole magnetyczne wytwarzane przez pomocnicze uzwojenie stojana indukuje pole magnetyczne na wirniku, które obracając się razem z wirnikiem wytwarza siłę elektromotoryczną w roboczym uzwojeniu stojana.

Wirnik podczas uruchamiania elektrowni wytwarza słabe pole magnetyczne, ale wraz ze wzrostem prędkości wzrasta również siła elektromotoryczna w uzwojeniu wzbudzenia. Napięcie z tego uzwojenia, poprzez jednostkę automatycznej regulacji (AVR), jest dostarczane do wirnika, kontrolując napięcie wyjściowe poprzez zmianę pola magnetycznego. Na przykład podłączone obciążenie indukcyjne rozmagnesowuje generator i obniża napięcie, a gdy podłączone jest obciążenie pojemnościowe, generator jest spolaryzowany i napięcie wzrasta. Nazywa się to „reakcją kotwicy”. Aby zapewnić stabilność napięcia wyjściowego, konieczna jest zmiana pola magnetycznego wirnika poprzez regulację prądu w jego uzwojeniu (dla generatorów synchronicznych), który zapewnia układ AVR (stabilizator napięcia). Dzięki takiemu sposobowi regulacji, niezależnie od zmiany prądu obciążenia i prędkości obrotowej turbiny HPP, zachowana jest wysoka stabilność napięcia wyjściowego generatora.

Zaletą generatorów synchronicznych jest wysoka stabilność napięcia wyjściowego, a wadą możliwość przetężenia, ponieważ przy nadmiernym obciążeniu regulator może nadmiernie zwiększyć prąd w uzwojeniu wirnika. Inną wadą generatorów synchronicznych jest obecność zespołu szczotkowego, który prędzej czy później będzie wymagał serwisu, jednak obecnie ta wada została praktycznie wyeliminowana. Ponieważ współczesne generatory synchroniczne są w większości bezszczotkowe, ich wirnik nie posiada zespołu kolektor-szczotka, a prąd w uzwojeniu wzbudzenia (w wirniku) jest indukowany przez zmienne pole magnetyczne wytwarzane przez główne i/lub dodatkowe uzwojenie stojana.

Generator asynchroniczny - asynchroniczna maszyna elektryczna działająca w trybie hamowania, której wirnik obraca się przed harmonogramem, ale w tym samym kierunku, co pole magnetyczne stojana.

W generatorze asynchronicznym wirnik jest wykonany w postaci magnesu stałego lub elektromagnesu. Liczba biegunów wirnika może wynosić dwa, cztery itd., ale zawsze jest wielokrotnością dwóch. W tym przypadku im mniejsza prędkość obrotowa generatora, tym więcej biegunów powinien mieć generator.

Wirujące pole magnetyczne zawsze pozostaje niezmienione i nie podlega regulacji, w wyniku czego napięcie i częstotliwość na wyjściu generatora zależą od prędkości obrotowej wirnika, a co za tym idzie, od stabilności obrotów turbiny.

Pomimo łatwości konserwacji, małej wrażliwości na zwarcie i niskich kosztów, generatory asynchroniczne są stosowane dość rzadko, ponieważ mają szereg wad: zawodność działania przy ekstremalnych obciążeniach; zależność napięcia wyjściowego i częstotliwości prądu od stabilnej pracy turbiny wodnej itp.

Autorzy: Kartanbaev B.A., Zhumadilov K.A., Zazulsky A.A.

Zobacz inne artykuły Sekcja Alternatywne źródła energii.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Samochody jeżdżą po szynach 26.02.2002

Duńska firma RUF International przedstawiła rządowi projekt mający na celu rozwiązanie problemu zatorów w sieciach transportowych dużych miast. Istotą projektu jest skierowanie całego transportu miejskiego, w tym samochodowego, na szyny.

Proponowany system transportu to sieć jednotorowych dróg, po których poruszają się publiczne i prywatne pojazdy elektryczne. Niewielkie odcinki drogi pokonuje transport po zwykłych drogach. Następnie wjeżdża na tory i łączy się w coś w rodzaju pociągu jadącego z prędkością do 120 km/h.

Planowana jest również automatyzacja odcinków dróg bez torowisk: czujniki zainstalowane pod ziemią tworzą rodzaj toru wodnego, tak aby kierowcy w ogóle nie mogli jeździć swoimi samochodami. Samochody do systemu transportowego RUF mogą być dowolne, ale do jazdy po szynach muszą mieć kanał w kształcie litery V biegnący wzdłuż dolnej części nadwozia.

System jednoszynowy przeznaczony jest dla dużych miast, ale autorzy projektu nie zapomnieli o mieszkańcach strefy podmiejskiej: zapewniony jest transport hybrydowy z silnikami elektrycznymi i paliwowymi.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Telefon komórkowy z dwoma aparatami

▪ Zapomnienie może zależeć od pory dnia

▪ Kawki głosują przed odlotem do nowego miejsca

▪ Na Urana pada deszcz diamentów

▪ Cyfrowy portfel zamiast papierowych i plastikowych dokumentów

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny Wzmacniacze mocy RF. Wybór artykułu

▪ artykuł Pechowy jest kraj, który potrzebuje bohaterów. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Co to jest sonar? Szczegółowa odpowiedź

▪ Artykuł ogniotrwały. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy

▪ artykuł Dynamiczny układ pamięci DRAM - jako kamera wideo. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Pomiary wielkości elektrycznych. Pomiar częstotliwości. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn