الأحد، 26 أبريل 2020

كيف يتم التحكم أوتوماتيكيا فى قيمة الجهد؟ AVR المولد الكهربائي (محطات توليد الكهرباء)

الشرح السابق:مكونات المولد الكهربائي (محطات توليد الكهرباء)



1-كيف يتم التحكم أوتوماتيكيا فى قيمة الجهد؟ 

   أثناء التشغيل الطبيعى فإننا  نحتاج إلى  الـ  Automatic  Voltage  Regulator  AVR الذى يقوم بضــبط قيم الجهد عند أطراف المولد عند حدوث أى تغيرات غير طبيعية. وهو عبارة عن لوحـة إلكترونيـة تحتوي على دوائر لتوحيـد التيـار وتحويلـه من تيـار متردد AC( قـادم من ملفـات العضو الثابت) ، إلى تيار مستمر (DC)يتصل بنظام الـ Excitation الرئيسي للمولد حيث تستخدم بعد رفع قيمة الجهد للمولد إلى القيمة المقننة كما فى الشكل التالي .
   والـــ AVR يتحكم أوتوماتيكيا فى نظام الــ Excitation بغرض تثبيت جهد المولد و التغلب على التغيرات المحدودة نسبيا فى قيمة الجهد.
    إذا ا ستشعر الــ AVR وجود تغير فى الفولت على أطراف المولد فإن حجم هذا التغير فى الجهد يترجم إلى تيار و إشارة للثيرستور SCRs ويغير قيمة الــangle Firing للثير ستور داخل الــ Exciter من أجل زيادة قيمة تيار الـمجال ، وبذلك يزداد الفيض المغناطيسي ، ومن ثم يتم تعويض نقص جهد المولد الرئيسي كما فى الشكل:


1.1- الجيل الجديد من المولدات:

     جميع المولدات الكهربائية المســتخدمة فى الأنواع السـابقة تصـمم بحيث يكون جهد التوليد فى المحطات التقليدية فى حدود kV 20 ، أما فى محطات الطاقة الجديدة فيكون غالبا أقل من ذلك (فى محطات الرياح يصل إلى 690V فقط).
    لكن الجديد الآن أن بعض الشركات بدأت فى إنتاج  مولـدات الجهـد العالى High Voltage Generators  ويطلق عليها اسم Powerformers.  

   والمولد ذو الجهد العالى (Powerformer) كما فى الشكلين التاليين، هو أحد التقنيات الحديثة فى مجال توليد الطاقة الكهربائية ، وقد تم تصميم أول Powerformer بواسطة شركة ABB بسويسرا فى الخامس والعشرين من فبراير عام 1998 .وتعتمد فكرة عمل الـــ Powerformer على تصميم مولد لتوليد الطاقة على جهود عالية تصل إلى 400 كيلوفولت. ويتيح هذا التصميم توصيل الـــ Powerformer على الشبكة الموحدة مباشرة دون الحاجة لاستخدام المحول الرافع للجهد(Step-up Transformer).



A نظام التوليد التقليدى باستخدام مولد ومحول رافع للجهد .
B نظام التوليد باستخدام المولد ذو الجهد العالى (Powerformer)



   ويســتخـدم هـذا المولـد فى ملفـات الجزء الثـابـت (Stator) كـابالت XLPE تتحمـل الجهود العالية كما فى الشـكل التالي، بدال من اســــتخدام الملفات ذات المقطع المستطيل (Rectangular Conductors ) والتى تســـــتخدم فى المولدات التقليدية. أما بالنســـــبة للملف الدوار (Rotor) فال يوجد أى فرق بينه وبين المولدات التقليدية من حيث التصميم.

وفيما يلى بعض من المميزات الناتجة من استخدام الـــ Powerformer:
    1 .الكفاءة الكلية لمحطات التوليد التى تستخدم الـ Powerformer تزيد قليال(بنسبة 5.1 بالمئة تقريبا) عن المحطات ذات المولدات التقليدية. 
   2 .لكن الميزة الأساسية هى أن التكلفة الكلية الثابتة (Total Fixed Cost) لمحطات التوليد التى تعتمد على الـــ Powerformer أقل بكثير من التكلفة للمحطات ذات المولدات التقليدية لنفس قدرات التوليد. فعلى سـبيل المثال فقد تم عمل دراسـة على محطة مائية فى الهند إنتاجها السـنوى حوالى 3200 جيجاوات سـاعة. المحطة التقليدية تتكون من 4 تربينـات مـائيـة و 4 مولـدات ، و12 محول أحـادى   الوجـه رافع للجهـد           (Single phase Step-up Transformer) وتم عمل الدراســة عن طريق اســتبدال المولدات والمحوالت بــــ 4 من الــ Powerformers مما أدى إلى توفير ما يقرب من 24 بالمئة من التكلفة الكلية الثابتة وكذلك تكلفة الصيانة للمحطة. 
   3 .استخدام الــ Powerformer يؤدى إلى توفير القدرة الكهربائية غير الفعالة التى كانت ستضيع داخل محولات رفع الجهد. 
   4 .استخدام الكابلات ذات المقطع الدائرى فى ملفات الـــ Stator بدلا من الموصلات ذات المقطع المسـتطيل يؤدى إلى توزيع منتظم للمجال الكهربي على الكابلات داخل الــ Stator للمولد مما يؤدى للاســـتغلال الأمثل للمولد وإمكانية رفع جهود التوليد دون ظهور إجهادات زائدة على العزل للكابلات. 

هناك تعليقان (2):