Hidroelektrik santrallerde kullanılan senkron generatörler için statik uyartım sistemi tasarımı ve uygulaması
Design and implementation of static excitation system for synchronous generator used in hydroelectric power plants
- Tez No: 479845
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ERDAL IRMAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 107
Özet
Bu çalışmada; elektrik santrallerinde kullanılan senkron generatörler için 30 kW'lık bir statik uyartım sistemi tasarımı ve uygulaması yapılmıştır. Bu amaçla, 274A ve 87V uyartım sargısı değerlerine sahip bir senkron generatörün uyartım ihtiyacını karşılayacak şekilde tam dalga tam kontrollü doğrultucu kullanılmıştır. Otomatik voltaj düzenleyici (AVR) yazılımında oluşturulan çalışma şartlarına göre, senkronizasyon öncesi generatörün gerilimi ve sonrasında ise reaktif gücü veya güç katsayı ayarlanabilmektedir. Doğrultucunun kontrolü için mikrodenetleyici tabanlı maliyeti düşük, hızlı ve kararlı bir ana kontrol ünitesi (MCU) tasarlanmıştır. Gerçek bir hidroelektrik santralde yer alan uyartım transformatörünün gücü, laboratuvar ortamında ayarlı bir alternatif gerilim kaynağı kullanılarak sağlanmış ve kontrollü doğrultucunun girişine uygulanmıştır. Sıfır geçiş dedektörleri ile kontrollü doğrultucunun giriş tarafından ölçülen sinyaller MCU tarafından algılanarak tristörlerin kontrolü için gerekli yüksek frekanslı tetikleme komutları üretilmektedir. Uyartım akımını doğrudan etkileyen tristör tetikleme açıları AVR tarafından gerçek zamanlı çalışma şartlarına göre otomatik olarak belirlenmekte ve daha sonra MCU'ya sayısal formatta gönderilmektedir. Sistem, gerçek bir hidroelektrik santralin çalışma şartları göz önüne alınarak geliştirildiği için uyartım akımı, gerilimi, generatör akımı, gerilimi, gücü, güç katsayısı, frekans gibi parametreler kapalı döngü kontrol için kullanılmış ve tüm bu parametreler görsel kontrolü kolaylaştırmak amacıyla dokunmatik bir kullanıcı paneli (HMI) üzerinde ayrıca kullanıcıya sunulmuştur. Kullanıcı uyartım sistemi ile ilgili tüm çalışma fonksiyonlarını, limit ve koruma değerini HMI üzerinden ayarlayabilmektedir. Üst otomasyon sistemleri ile haberleşmede sayısal kontrolün yanında Modbus TCP/IP haberleşme protokolü üzerinden veri alışverişine imkân sağlanmıştır. Böylece adaptasyonu kolay, maliyeti düşük ve tepki süresi yüksek bir statik uyartım sistem tasarımı ve uygulaması gerçekleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, design and implementation of a 30 kW static excitation system have been realized for synchronous generators employed in electrical power plants. For this purpose, a full wave fully controlled rectifier has been used to meet the excitation requirement of a synchronous generator that has 274A and 87V excitation winding parameters. According to the operational cases created into the automatic voltage regulator (AVR) software, the generator voltage can be adjusted before the synchronization and its reactive power or power factor can be controlled after the synchronization. In order to control the rectifier, a microcontroller-based, low cost, fast and stable master control unit (MCU) has been designed. The power of the excitation transformer in a real hydroelectric plant has been provided by using an alternating voltage source in the laboratory environment and then applied to the input of the controlled rectifier. The signals measured from the input side of the controlled rectifier by the zero crossing detectors have been sensed by the MCU so that generating the high frequency switching signals required to control the thyristors. The triggering angles of thyristors which directly affect the excitation current have been automatically determined by the AVR according to the real time operational conditions and then sent to the MCU in digital format. Since the system has been achieved by considering the operational cases of a real hydroelectric power plant, some parameters such as excitation current and voltage, generator current and voltage, the power, the power factor and the frequency have been used to provide a closed-loop control and also all the parameters have been shown on a human machine interface (HMI) to facilitate the visual control. By using this HMI, the user can execute all operational functions and set all limit and protection controls related to the excitation system. In addition to digital control in communication with the upper automation systems, data exchange is also possible via Modbus TCP / IP communication protocol. Thus, design and application of a powerful static excitation system have been realized ensuring such advantages as easy adaptation, low cost and high response time.
Benzer Tezler
- Hidroelektrik santrallerde net düşü değişiminin aktif güç çıkışı üzerine etkisinin incelenmesi
The investigation of the effect of net head variation on active power output in hydroelectric power plants
FATİH ERAYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDumlupınar ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CELAL YAŞAR
- Mini hidroelektrik sistemler için gerilim ve frekans kontrollü asenkron generatör tasarımı
Voltage and frequency controlled induction generator design for mini hydro power projects
ÜMİT KEMALETTİN TERZİ
Doktora
Türkçe
2000
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiElektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İRFAN GÜNEY
- Mini hidroelektrik santraller için güneş pilleri ile uyartılan senkron generatör tasarımı
Design of synchronous generator excited by photovoltaic cells for mini hydro-electrical power plants
NEVZAT ONAT
Doktora
Türkçe
2005
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiElektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF.DR. İRFAN GÜNEY
- Assessment of the effect of hydroelectric power plants' governor settings on low frequency inter area oscillations
Hidroelektrik santrallerin hız regülatörü ayarlarının düşük frekanslı bölgeler arası salınımlara etkisinin incelenmesi
CİHANGİR GENÇOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. ALİ NEZİH GÜVEN
- Enerji depolanması, verimliliği, pompaj depolamalı hidro-elektrik santraller ve Türkiye'deki uygulamaları: Bayramhacılı pompajlı hibrit destekli hes örneği
Energy storage, it's effi̇ci̇ency, pumpi̇ng hydro-electri̇c plants and thei̇r appli̇cati̇on i̇n Turkey: Bayramhacili hydropower plant as an example of pumped hybri̇d backed hydropower plant
ERGÜN YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
İnşaat MühendisliğiAksaray Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜROL YILDIRIM