Návrh statické budící soupravy pro synchronní generátor

Bc. Ondřej ROZHON

Diplomová práce

Design of static excitation unit for synchronous generator

Anotace:

Návrh statického buzení synchronního generátoru je důležitou součástí zařízení pro produkci elektrické energie. V této práci byl navržen a otestován statický budící systém pro synchronní generátor s využitím tyristorového usměrňovače. Budící souprava byla navržena tak, aby generovala regulované stejnosměrné napětí pro rotor generátoru pomocí řídícího systému. Systém byl v rámci diplomové práce testován, aby se zajistilo, že může produkovat stabilní napětí a že regulátor buzení funguje správně. Dále byl simulován systém stejnosměrné přepěťové ochrany (crowbar), který chrání rotor generátoru a silovou část budící soupravy v případě přepětí v budícím obvodu. Simulace zahrnovala návrh obvodu, který může rychle a automaticky odpojit budící systém od generátoru v případě poruchy. Simulace také porovnávala vhodnost lineárních a nelineárních rezistorů v obvodu crowbar. Simulace byla požadována zejména kvůli ověření správnosti analytického výpočtu při návrhu a ke zjištění rychlosti odbuzení. Celkově byl návrh, testování a simulace statického budícího systému s ochranou crowbar úspěšný a systém se ukázal jako spolehlivý a efektivní pro buzení synchronního turbogenerátoru.

Abstract:

The design of static excitation for a synchronous generator is an important component of a power generation device. In this work, a static excitation system for a synchronous generator using a thyristor rectifier was designed and tested. The excitation system was designed to generate regulated direct current voltage for the generator rotor through a control system. The system was tested as part of a thesis to ensure its ability to produce stable voltage and that the excitation controller functions properly. Furthermore, a simulation of a direct current overvoltage protection system (crowbar) was conducted. This system protects the generator rotor and the power section of the excitation system in case of overvoltage in the excitation circuit. The simulation involved designing a circuit that can quickly and automatically disconnect the excitation system from the generator in the event of a fault. The simulation also compared the suitability of linear and nonlinear resistors in the crowbar circuit. The simulation was specifically requested to verify the accuracy of the analytical calculations in the design and to determine the speed of demagnetization. Overall, the design, testing, and simulation of the static excitation system with crowbar protection were successful, and the system proved to be reliable and efficient for exciting a synchronous turbogenerator.

Klíčová slova

statické buzení, synchronní generátor, tyristorový usměrňovač, návrh statického buzení, testování statického buzení, obvod crowbar

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 26. 5. 2023

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Doc. Ing. Bohumil Skala, Ph.D.

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Fakulta elektrotechnická

Magisterský studijní program / obor:
Výkonové systémy a elektroenergetika / Elektrické stroje