Գեներատորի էլեկտրական սահմանադիրները էապես համապատասխանում են լայն զանգվածի էլեկտրաէներգիայի ստացող կայաններին, ներառյալ հոգեբայաց թույլատրելի, նուկլեար, գազային տուրբինային, համադրված ցիկլային, ջրային և ջրային պաշտպանող էլեկտրակայանները: Նրանք նաև իդեալական են այն կայանների վերափոխման համար, որոնք չունեն գեներատորի էլեկտրական սահմանադիրներ:
Անցյալում գեներատորի էլեկտրական սահմանադիրները հաճախ օգտագործվում էին բազմամիավոր կայաններում, որտեղ մի քանի հարաբերականորեն փոքր գեներատորներ կապված էին ընդհանուր բուսային համակարգի հետ: Այնուամենայնիվ, գեներատորների չափսի արագ աճի և համակարգի կողմից սխալի հոսանքի մակարդակների աճի հետևանքով, այս տեսակի սահմանադիրների հատումի հնարավորությունները շուրջառել են: Հետագայում ընդունվել է միավոր գաղափարը, որտեղ յուրաքանչյուր գեներատորն ուներ անկախ կողմնապատ առաջացող համակարգ և անմիջապես կապված էր բարձրացման թարգմանիչի և բարձր կողմի սահմանադիրների հետ:
Միավոր կապի հետ համեմատելիս, գեներատորի էլեկտրական սահմանադիրների օգտագործումը գեներատորների հետ դիմացի լարման համար ընկալում է շատ առավելություններ:
Սպառողական գործողություններ: Սպառողական գործողությունները պարզեցնում են գործողության պրոցեդուրաները, կրճատելով բարդությունը և հումանական սխալների հնարավորությունը գեներատորների կապակցման ժամանակ:
Բարելավված պաշտպանություն: Դա առաջացնում է գեներատորի և հիմնական և միավոր թարգմանիչների համար բարելավված պաշտպանություն, պաշտպանելով այս կարևոր կազմակերպությունները էլեկտրական սխալների և հոսանքի հարվածներից:
Բարձրացված առավելագույն հնարավորություն: Դա բարձրացնում է էլեկտրաէներգիայի ստացող համակարգի անվտանգությունը և նշանակալիորեն բարձրացնում է էլեկտրակայանի ընդհանուր հասանելիությունը, նվազեցնելով անակտիվ ժամերը և մաքսիմալ էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը:
Եկամտաբերումներ: Դա նաև բերում է էկոնոմիկ առավելություններ, ինչպիսիք են կրճատված նպաստական ծախսերը և առաջընթաց գործառույթի երկարաժամկետ էֆեկտիվությունը:
Էլեկտրական կառուցվածքի հիմնական պահանջները էլեկտրակայանների համար կարող են համառոտ ներկայացվել հետևյալ կերպ:
Էֆեկտիվ էլեկտրաէներգիայի փոխանցում: Փոխանցել ստացված էլեկտրաէներգիան գեներատորից բարձր լարման (HV) փոխանցման համակարգին, ուշադրություն դարձնելով գործառույթի պահանջներին, ինչպես նաև առաջացող հնարավորության, անվտանգության և էկոնոմիկ առողջականության գործոններին:
Ուշադրություն դարձնել նպաստական և կայանական համակարգների էլեկտրաէներգիայի առաջացման համար, որը կարևոր է կայանի անվտանգ և անվտանգ գործառույթի համար:
Նկար 1-ը ներկայացնում է գեներատորի էլեկտրակայան սահմանադիրների օրինակներ, որոնք օգտագործվում են գեներատորը հիմնական թարգմանիչին կապելու համար, ցույց տալով, թե ինչպես այդ սահմանադիրները ինտեգրվում են էլեկտրակայանի ընդհանուր էլեկտրական կառուցվածքի մեջ:
Գեներատորի էլեկտրական սահմանադիրները էապես և բազմակի դեր են խաղալու էլեկտրական համակարգերում, կատարելով մի շարք էապես կարևոր գործողություններ:
Համակարգի հետ համարձակություն: Նրանք պատասխանատու են գեներատորի համարձակության համար համակարգի լարման հետ բարձր լարման (HV) մակարդակում: Սա ապահովում է գեներատորի արդյունքների և ցանցի միջև համարձակ կապ, հեշտացնելով էլեկտրաէներգիայի արդյունավետ փոխանցումը:
Հանելուկ համակարգից: Նրանք lehetővé teszik a generátorok leválasztását a magas feszültségű rendszerből, ami különösen hasznos, amikor nincs vagy kevés terhelésű generátorokat kapcsolnak ki. Ez a művelet segít a hálózat stabilitásának és biztonságának fenntartásában.
Terhelési áram megszakítása: Ezek a szekrények képesek a terhelési áramok megszakítására, a teljes terhelési áramot is kezelhetik a generátoroktól. Ez a funkció létfontosságú a normális működéshez és a terheléskezeléshez az erőműben.
Rendszerszintű rövidzárlat megszakítása: Megszakíthatják a rendzerszintű rövidzárlatokat, védve a generátort és más alkatrészeket a rendszerben fellépő hibák miatt lehetséges túlmelegedéstől.
Generátor által okozott rövidzárlat megszakítása: Hasonlóképpen, a generátor által okozott rövidzárlatok megszakítására is tervezve vannak, így a generátor belső hibái esetén is biztonságos működést biztosítanak.
Kiegyensúlyozatlan áram megszakítása: A generátor szekrények képesek kezelni a kiegyensúlyozatlan állapotokban fellépő áramokat, akár 180°-ig. Ez a funkció kulcsfontosságú a rendszer stabilitásának fenntartásához nemnormális működési feltételek között.
Szinkronizálás pompázó tárolóerőművekben (motor üzemmód): Pompázó tárolóerőművekben, amikor a generátor-motor motor üzemmódban indításra kerül, a szekrény szinkronizálja a gépet a magas feszültségű rendszerrel. Különböző szinkronizálási módszerek állnak rendelkezésre, mint például a statikus frekvencia konverter (SFC) indítás vagy hátranyomásos indítás.
Indítóáram kezelése pompázó tárolóerőművekben (motor üzemmód): Amikor a generátor-motor aszinkron módon indításra kerül pompázó tárolóerőművekben, a szekrény zárja és megszakítja az indítóáramot, biztosítva egy sima és kontrollált indítási folyamatot.
Alacsony frekvenciájú rövidzárlati áram megszakítása: Gázturbina, kombinált ciklus és pompázó tárolóerőművek esetén, a kezdőellátástól függően, a szekrény képes megszakítani a generátor által okozott rövidzárlati áramokat 50/60 Hz-nél alacsonyabb frekvencián, alkalmazkodva ezeknek az erőműveknek a specifikus igényeihez.
Pompázó tárolóerőművekben több szinkronizálási megközelítés is létezik.
Statikus frekvencia konverter (SFC) indítási eljárás: Ez az eljárás főként thyristor konvertert tartalmaz, amelyet a magas feszültségű oldalon egység transzformátorhoz kötünk, és egy invertert, amely a generátort csatlakoztatja. Az inverter a generátor működését alacsony teljesítményű frekvencián kezdi, majd fokozatosan növeli a nominális teljesítményű frekvenciáig. Amikor a generátor energiát termel, a hálózat kimenete és a generátor kimenete közötti fáziskülönbség lehet. Amikor a generátor és a magas feszültségű hálózat közötti fáziskülönbség minimális, a generátor szinkronizálódik a magas feszültségű hálózattal, a generátor szekrény vagy a magas feszültségű szekrény használatával.
Hátranyomásos indítási eljárás: Több generátorral rendelkező erőművekben a hátranyomásos indítási eljárást használhatjuk. A nominális feltételek mellett működő generátor által termelt energia felhasználásával indíthatunk egy leállt generátort a nominális teljesítményű frekvenciáig. Ezt követően a generátor szinkronizálódik a magas feszültségű hálózattal, a generátor szekrény vagy a magas feszültségű szekrény használatával.
Az IEC/IEEE 62271-37-13 szabvány szerint a generátor szekrények rövidzárlati feladata két műveletből áll, melyek között 30 percnyi időtartam van. A feladatciklus "CO – 30 perc – CO" formában van reprezentálva, ami két teljes rövidzárlat megszakítását jelenti, 30 perces időközzel a két rövidzárlati zárás között.Ez a kialakítás kifejezetten arra szolgál, hogy védje az erőműveket és a generátort. Két egymást követő zár-nyit művelet teljes rövidzárlat során potenciálisan károsíthatja a generátort és a léptető transzformátort.
Ilyen típusú rövidzárlatok nagyon valószínűtlenek, és ritkán fordul elő, hogy az erőmű vezetője 30 perc után egy teljes rövidzárlat után újra próbálná zárni a körzetet.
A két művelet közötti 30 percnyi időtartam szükséges a szekrény kezdeti feltételeinek visszaállításához és annak elkerüléséhez, hogy a részek túlságosan melegedjenek. Jelen kell megjegyezni, hogy ez az időtartam változhat a konkrét művelet típusától és a generátor szekrény jellemzőitől függően.
