Ukraina Sistem eksitasi generator hidro

Sistem eksitasi generator hidro

1. Klasifikasi dan komposisi dasar sistem eksitasi

Sistem eksitasi adalah suatu perangkat beserta peralatan pendukungnya yang menyediakan arus eksitasi DC ke kumparan rotor (juga disebut kumparan eksitasi) dari generator sinkron. Terdapat banyak jenis sistem eksitasi untuk generator sinkron. Sistem ini terutama dibagi menjadi tipe eksitasi terpisah dan tipe eksitasi mandiri berdasarkan mode pasokan daya. Sistem eksitasi dengan eksitasi terpisah, menurut jenis eksiternya, dapat diklasifikasikan menjadi eksiter DC dan eksiter AC. Sementara itu, sistem eksitasi dengan eksitasi mandiri dapat dibagi menjadi eksitasi shunt mandiri, eksitasi kompound mandiri, eksitasi harmonik, serta eksitasi shunt reaktansi kumparan ganda.

Meskipun terdapat banyak jenis sistem eksitasi untuk generator sinkron, struktur dasar dari semua sistem tersebut adalah sama, yang meliputi bagian-bagian berikut:

1.1. Energi eksitasi, yang menyediakan daya eksitasi untuk sistem eksitasi.

1.2. Penyearah untuk mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah.

1.3. Regulator tegangan otomatis menanggapi perubahan tegangan terminal generator dan arus beban, serta secara otomatis menyesuaikan besarnya arus eksitasi, sehingga tegangan terminal generator dapat disesuaikan.

1.4. Pengaturan manual sangat penting, betapapun andalnya pengaturan tegangan otomatis.

1.5. Rangkaian deeksitasi digunakan untuk melepaskan energi medan magnet. Ketika terjadi gangguan pada generator atau jaringan tenaga listrik, dan rangkaian ujung keluaran generator tiba-tiba trip sehingga beban terlepas, sejumlah besar energi yang tersimpan dalam medan magnet rotor generator harus dilepaskan melalui rangkaian deeksitasi; jika tidak, akan terjadi tegangan lebih yang serius dan dapat merusak generator.

2. Persyaratan dasar untuk sistem eksitasi

Persyaratan dasar untuk sistem eksitasi pada generator sinkron berukuran kecil dan menengah adalah:

2.1. Kapasitas sistem eksitasi harus memenuhi persyaratan berbagai kondisi operasi generator. Dalam hal terjadi gangguan hubung singkat pada jaringan tenaga listrik, secara umum sistem tersebut harus mampu menyediakan arus eksitasi paksa sebesar 1,8 hingga 2,0 kali nilai normalnya.

2.2. Usahakan untuk menghindari pengaruh jaringan listrik eksternal terhadap catu daya sistem eksitasi. Untuk sistem eksitasi berbasis semikonduktor, catu daya harus dapat diandalkan.

2.3. Dalam hal terjadi gangguan hubung singkat di dalam atau di luar generator, sistem eksitasi dapat melakukan deeksitasi dengan cepat dan andal.

2.4 Ketepatan pengaturan tegangan statis pada sistem eksitasi generator dari kondisi tanpa beban hingga beban penuh tidak boleh kurang dari 2,5%; ketepatan distribusi beban reaktif antara generator yang beroperasi secara paralel harus sekitar ±10%.

2.5 Sistem eksitasi harus memiliki karakteristik dinamis yang baik. Karakteristik dinamis biasanya dinyatakan dalam waktu pemulihan tegangan, yang diharapkan sekitar 0,25 detik.

2.6 Sistem eksitasi harus mampu menahan pengaruh tegangan lebih dan arus lebih yang tidak normal yang dihasilkan selama operasi generator.

2.7 Sistem eksitasi harus memiliki struktur yang sederhana, operasi yang andal, dan pemeliharaan yang mudah.

3. Sistem eksitasi umum untuk generator hidro berukuran kecil dan menengah

3.1. Sistem eksitasi eksitator DC: Eksitator DC sebenarnya adalah sebuah generator arus searah yang khusus digunakan untuk eksitasi generator sinkron. Eksitator ini dipasang secara koaksial dengan generator dan terutama terdiri atas stator, rotor, inverter, serta komponen-komponen lainnya.

Ciri utama dari sistem eksitasi eksitator DC adalah sumber daya eksitasi yang relatif sederhana dan mandiri, bebas dari pengaruh jaringan listrik, serta proses regulasi yang stabil. Namun, generator yang menggunakan sistem ini memiliki kinerja keadaan tunak dan dinamis yang buruk, serta menimbulkan getaran, kebisingan, percikan api, keausan mekanis yang besar pada komutator, dan pemeliharaan yang merepotkan. Oleh karena itu, sistem eksitasi ini tidak lagi digunakan untuk generator hidroelektrik di pembangkit listrik baru.

3.2. Sistem eksitasi thyristor statis dengan shunt mandiri. Sebagian besar generator hidro berkapasitas kecil menggunakan sistem eksitasi ini. Transformator eksitasi te dihubungkan ke ujung generator, sedangkan penyearah thyristor u umumnya mengadopsi jembatan setengah kontrol tiga fase (sekarang sebagian menggunakan jembatan kontrol penuh tiga fase), dan regulator tegangan otomatis AVR mewujudkan pengaturan eksitasi secara otomatis dengan mengubah sudut kontrol thyristor. Keunggulan utamanya adalah sederhana dan ekonomis, serta kinerja teknisnya dapat memenuhi persyaratan generator sinkron dalam banyak aspek.

3.3. Sistem eksitasi statis berbasis thyristor dengan eksitasi mandiri, baik dalam konfigurasi seri pada sisi AC maupun paralel pada sisi DC.

3.4. Sistem eksitasi harmonik ketiga.

3.5. Sistem eksitasi tanpa sikat.