마이크로 수력 발전소의 제어 시스템. 구성표, 설명

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마이크로 수력 발전소의 제어 시스템은 플랜트의 주요 기술 매개변수를 조절하는 데 필요합니다. 그 중 가장 중요한 것은 유압 장치(터빈 회전 속도)의 안정적인 작동, 출력 전압 및 전류 주파수의 안정화입니다.

터빈 속도 제어

네트워크 연결 시스템

마이크로 수력 발전소에서 터빈의 회전 속도는 발전기가 표준 품질의 전기를 생산할 수 있도록 일정하게 유지되어야 합니다. 주파수 50Hz 및 전압 220-230볼트(V).

공용 네트워크에 연결된 시스템에서 주요 매개변수는 터빈의 동력과 해당 물의 흐름입니다. 이 경우 거의 모든 전력이 소비자를 위해 일반 네트워크로 전송될 수 있기 때문에 발전기의 부하는 중요한 문제가 아닙니다.

일반적으로 압력 용기의 수위가 제어되고 물의 흐름은 가이드 베인(블레이드 위치 변경) 또는 노즐의 니들 밸브(버킷 터빈의 경우)를 사용하여 조절됩니다.

격리된 시스템

격리된 시스템에서는 결정적인 수류의 매개변수가 아니라 부하 중심을 통과하는 전력, 즉 연결 시 발생하는 전기 부하이기 때문에 터빈 속도 조절이 더욱 복잡해집니다. 전기 제품의 연결 또는 분리 (소비).

표준 레귤레이터는 속도 편차를 감지하고 가이드 베인(블레이드 위치 변경) 또는 노즐의 니들 밸브(버킷 터빈의 경우)를 사용하여 물의 흐름을 조절합니다.

격리된 시스템에서는 급격한 부하 변경이 발생할 수 있으며 흐름 제어가 매우 어려워집니다. 플라이휠을 설치하면 이 작업이 어느 정도 쉬워질 수 있습니다.

부하 컨트롤러(100kW 미만 설치용)는 일정한 터빈 흐름과 그에 따른 일정한 터빈/발전기 전력으로 소비자 부하의 변화에 따라 밸러스트 부하를 켜고 끕니다. 이를 위해 대부분의 미소수력발전소에는 밸러스트 부하 형태의 전기부하 조정기가 장착되어 있다. 밸러스트 부하는 고립된 시스템에서 소규모 수력 발전소의 운영 중에 초과 전력을 흡수하도록 설계되었습니다.

예: 소규모 수력 발전소의 전력은 5kW이지만 전기 제품은 3kW만 소비합니다. 결과적으로 발전기에 충분한 부하가 없으면 터빈 속도가 증가하여 시스템의 전류 전압과 주파수가 증가합니다. 이러한 상황은 수력 발전소의 발전기 및 소비자의 전기 제품에 손상을 줄 수 있습니다. 이 문제를 해결하기 위해 터빈으로의 물 공급을 줄여 속도를 줄이거나 추가 전기 제품을 2kW 정도 켜거나 밸러스트 부하를 이 양만큼 연결하여 발전기의 부하를 증가시킬 수 있습니다. 터빈. 예를 들어, 부하가 증가하고 이를 초과하면 밸러스트 부하의 소비가 이에 따라 감소하므로 시스템의 총 소비는 3kW가 됩니다.

밸러스트 하중

밸러스트 부하는 다양한 가전 제품(그림 33)과 같은 일부 소비자 간에 전력을 자동으로 재분배하는 일부 사용 불가능한 부하로 이해해야 합니다.

마이크로 수력 발전소의 제어 시스템
그림 33. 밸러스트 하중 사용 방식

밸러스트 부하의 장점은 터빈 속도 안정화 시스템에서 전자 기계 장치를 완전히 배제한다는 것입니다. 이러한 제어 시스템은 고속을 가질 수 있으며 이는 전원 공급 장치의 출력 전압 품질에 긍정적인 영향을 미칩니다. 수첨기의 회전수 안정화로 발전기 회전자의 기계적 강도의 큰 여유 없이 일반 산업용 발전기를 사용할 수 있다.

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

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