Эфект махавіка і стабільнасць сістэмы рэгулятара турбіны. Эфект махавіка і стабільнасць сістэмы рэгулятара турбіны.
Вялікія сучасныя гідрагенератары маюць меншую канстанту інэрцыі і могуць сутыкнуцца з праблемамі ўстойлівасці сістэмы кіравання турбінай.Гэта звязана з паводзінамі вады турбіны, якая з-за сваёй інэрцыі выклікае гідраўдар у напорных трубах пры працы прылад кіравання.Гэта ў цэлым характарызуецца пастаяннымі часу гідраўлічнага паскарэння.У ізаляваным рэжыме, калі частата ўсёй сістэмы вызначаецца рэгулятарам турбіны, гідраўдар уздзейнічае на рэгуляванне хуткасці і нестабільнасць праяўляецца як паляванне або ваганне частоты.Для ўзаемазвязанай працы з вялікай сістэмай частата, па сутнасці, застаецца пастаяннай з дапамогай апошняй.Гідраўдар тады ўздзейнічае на магутнасць, якая падаецца ў сістэму, і праблема стабільнасці ўзнікае толькі тады, калі магутнасць кіруецца ў замкнёным контуры, г.зн., у выпадку тых гідрагенератараў, якія ўдзельнічаюць у рэгуляванні частоты.
На стабільнасць рэгулятара турбіны ў значнай ступені ўплывае стаўленне пастаяннай часу механічнага разгону з-за пастаяннай часу гідраўлічнага разгону вадзяных мас і ўзмацнення рэгулятара.Памяншэнне вышэйзгаданага каэфіцыента аказвае дэстабілізуючы эфект і выклікае неабходнасць памяншэння ўзмацнення рэгулятара, што адмоўна ўплывае на стабілізацыю частоты.Адпаведна, неабходны мінімальны эфект махавіка для верцяцца частак гідраагрэгата, які звычайна можа быць забяспечаны толькі ў генератары.У якасці альтэрнатывы пастаянная часу механічнага разгону можа быць паменшаная за кошт прадухілення ціску або ёмістасці і г.д., але, як правіла, гэта вельмі дорага.Эмпірычныя крытэрыі магчымасці рэгулявання хуткасці гідраагрэгата могуць быць заснаваны на павелічэнні хуткасці агрэгата, які можа адбыцца пры адхіленні ўсёй намінальнай нагрузкі агрэгата, які працуе самастойна.Для энергаблокаў, якія працуюць у вялікіх узаемазвязаных сістэмах і якія неабходныя для рэгулявання частоты сістэмы, лічылася, што індэкс росту хуткасці ў працэнтах, разлічаны вышэй, не перавышае 45 працэнтаў.Для меншых сістэм прадугледжваецца меншае павышэнне хуткасці (Гл. 4).
Падоўжны разрэз ад водазабору да электрастанцыі Дэхар
(Крыніца: Дакумент аўтара - 2-й сусветны кангрэс, Міжнародная асацыяцыя водных рэсурсаў, 1979 г.) Для электрастанцыі Дэхар паказана гідраўлічная сістэма вады пад ціскам, якая злучае балансавальнае сховішча з энергаблокам, які складаецца з водазабору, напорнага тунэля, дыферэнцыяльнага напорнага бака і напорнага штока .Абмежаванне максімальнага павышэння ціску ў напорных шпунтах да 35 працэнтаў, ацэначнае максімальнае павышэнне хуткасці агрэгата пры адмове ад поўнай нагрузкі склала прыкладна 45 працэнтаў пры закрыцці рэгулятара
час 9,1 секунды пры намінальным напору 282 м (925 футаў) з нармальным эфектам махавіка верцяцца частак генератара (г.зн. фіксуецца толькі з улікам павышэння тэмпературы).На першым этапе эксплуатацыі прырост хуткасці выяўлена не больш чым на 43 працэнты.Адпаведна лічылася, што нармальнага эфекту махавіка дастаткова для рэгулявання частоты сістэмы.
Параметры генератара і электрычная стабільнасць
Параметры генератара, якія ўплываюць на стабільнасць, - гэта эфект махавіка, пераходнае рэактыўнае супраціўленне і каэфіцыент кароткага замыкання.На пачатковым этапе распрацоўкі сістэмы EHV 420 кВ у Дэхаре праблемы стабільнасці могуць быць крытычнымі з-за слабай сістэмы, больш нізкага ўзроўню кароткага замыкання, працы з вядучым каэфіцыентам магутнасці, а таксама неабходнасці эканоміі пры прадастаўленні выхадаў перадач і фіксацыі памераў і параметры генерыруючых агрэгатаў.Папярэднія даследаванні стабільнасці пераходных працэсаў на аналізатары сеткі (з выкарыстаннем пастаяннага напружання за пераходным рэактыўным супраціўленнем) для сістэмы Dehar EHV таксама паказалі, што будзе атрымана толькі гранічна стабільнасць.На ранняй стадыі праектавання Дэхарскай электрастанцыі лічылася, што ўказанне генератараў з нармальным
характарыстыкі і дасягненне патрабаванняў стабільнасці за кошт аптымізацыі параметраў іншых фактараў, у тым ліку сістэмы ўзбуджэння, было б эканамічна больш таннай альтэрнатывай.У даследаванні Брытанскай сістэмы таксама было паказана, што змяненне параметраў генератара параўнальна значна менш уплывае на запасы стабільнасці.Адпаведна, для генератара былі вызначаны нармальныя параметры генератара, прыведзеныя ў дадатку.Прыведзены падрабязныя даследаванні стабільнасці, праведзеныя
Ёмістасць зараднай лініі і стабільнасць напружання
Аддалена размешчаныя гідрагенератары, якія выкарыстоўваюцца для зарадкі доўгіх ненагружаных ліній EHV, чыя зарадная магутнасць кВА перавышае магутнасць зараднай лініі машыны, машына можа самаўзбудзіцца і напружанне падняцца па-за кантролем.Умовай самаўзбуджэння з'яўляецца тое, што xc < xd, дзе xc - рэактыўнае супраціўленне ёмістай нагрузкі, а xd - рэактыўнае супраціўленне сінхроннай прамой восі.Магутнасць, неабходная для зарадкі адной разгрузанай лініі 420 кВ E2 /xc да Паніпата (прыёмны канец), складала каля 150 МВАР пры намінальным напрузе.На другім этапе, калі ўстаноўлена другая лінія 420 кВ эквівалентнай даўжыні, зарадная ёмістасць лініі, неабходная для адначасовай зарадкі абедзвюх ненагружаных ліній пры намінальным напрузе, складзе каля 300 МВАР.
Зарадная ёмістасць лініі, даступная пры намінальным напрузе ад генератара Dehar, як заяўляюць пастаўшчыкі абсталявання, была наступнай:
(i) 70-працэнтная намінальная MVA, г.зн. зарадка лініі 121,8 MVAR магчымая пры мінімальным станоўчым узбуджэнні ў 10 працэнтаў.
(ii) Да 87 працэнтаў ад намінальнай MVA, г.зн. ёмістасць зараднай лініі 139 MVAR магчыма пры мінімальным станоўчым узбуджэнні ў 1 працэнт.
(iii) Да 100 працэнтаў ад намінальнага MVAR, г.зн., ёмістасць зарадкі лініі 173,8 можа быць атрымана з прыкладна 5 працэнтамі адмоўнага ўзбуджэння, а максімальная зарадная ёмістасць лініі, якую можна атрымаць пры адмоўным узбуджэнні ў 10 працэнтаў, складае 110 працэнтаў ад намінальнай MVA (191 MVAR ) паводле BSS.
(iv) Далейшае павелічэнне зараднай магутнасці лініі магчыма толькі за кошт павелічэння памеру машыны.У выпадку (ii) і (iii) ручное кіраванне ўзбуджэннем немагчыма, і трэба цалкам спадзявацца на бесперапынную працу хуткадзейных аўтаматычных рэгулятараў напружання.Павялічваць габарыты машыны з мэтай павелічэння зараднай магутнасці лініі эканамічна не мэтазгодна і не пажадана.Адпаведна, з улікам умоў эксплуатацыі на першым этапе эксплуатацыі было вырашана прадугледзець для генератараў лінію зараднай магутнасці 191 МВАР пры намінальным напрузе за кошт адмоўнага ўзбуджэння на генератараў.Крытычны рэжым працы, які выклікае нестабільнасць напружання, таксама можа быць выкліканы адключэннем нагрузкі на прыёмным канцы.Гэта з'ява адбываецца з-за ёмістай нагрузкі на машыну, на якую ў далейшым адмоўна ўплывае нарастанне хуткасці генератара.Самаўзбуджэнне і нестабільнасць напружання могуць узнікнуць, калі.
Xc ≤ n2 (Xq + XT)
Дзе Xc - ёмістнае рэактыўнае супраціўленне нагрузкі, Xq - сінхроннае супраціўленне па квадратурнай восі, а n - максімальная адносная хуткасць, якая ўзнікае пры адхіленні нагрузкі.Гэтую ўмову на генератары Дэхара было прапанавана пазбегнуць шляхам забеспячэння пастаянна падлучанага шунтавага рэактара 400 кВ EHV (75 МВА) на прыёмным канцы лініі ў адпаведнасці з праведзенымі дэталёвымі даследаваннямі.
Абмотка дэмпфера
Асноўнай функцыяй абмоткі засланкі з'яўляецца яе здольнасць прадухіляць празмернае перанапружанне ў выпадку замыкання паміж лініямі з ёмістнымі нагрузкамі, тым самым зніжаючы нагрузку ад перанапружання на абсталяванне.З улікам аддаленага размяшчэння і доўгіх паміж сабой злучаных ліній электраперадач вызначана суцэльназлучаныя дэмпферныя абмоткі з суадносінамі квадратурнага і прамой восевых рэакцый Xnq/ Xnd не больш за 1,2.
Характарыстыка генератара і сістэма ўзбуджэння
Пасля таго, як генератары з нармальнымі характарыстыкамі былі ўдакладнены і папярэднія даследаванні паказалі толькі гранічную стабільнасць, было вырашана выкарыстоўваць высокахуткаснае статычнае ўзбуджальнае абсталяванне для паляпшэння запасаў стабільнасці, каб дасягнуць агульнай найбольш эканамічнай размяшчэння абсталявання.Дэталёвыя даследаванні былі праведзены для вызначэння аптымальных характарыстык абсталявання статычнага ўзбуджэння, якія абмяркоўваліся ў главе 10.
Сейсмічныя меркаванні
Дэхарская электрастанцыя трапляе ў сейсмічную зону.Наступныя палажэнні ў канструкцыі гідрагенератара ў Дэхаре былі прапанаваны пасля кансультацый з вытворцамі абсталявання і з улікам сейсмічных і геалагічных умоў на месцы і справаздачы Камітэта экспертаў па землятрусам Койна, створанага ўрадам Індыі пры дапамозе ЮНЕСКА.
Механічная трываласць
Генератары Дэхара павінны быць распрацаваны так, каб бяспечна вытрымліваць максімальную сілу паскарэння землятрусу як у вертыкальным, так і ў гарызантальным кірунку, якая чакаецца ў Дэхаре, які дзейнічае ў цэнтры машыны.
Натуральная частата
Собственная частата машыны павінна быць далёка (вышэй) ад магнітнай частаты 100 Гц (у два разы больш частаты генератара).Гэтая ўласная частата будзе далёкая ад частаты землятрусу і будзе праверана на адэкватны запас ад пераважнай частаты землятрусаў і крытычнай хуткасці кручэння сістэмы.
Падтрымка статара генератара
Падмуркі статара генератара і ніжніх упорных і накіроўвалых падшыпнікаў складаюцца з шэрагу падэшваў.Падэшвы прывязваюцца да падмурка збоку ў дадатак да звычайнага вертыкальнага напрамку з дапамогай падмуркавых нітаў.
Дызайн накіроўвалых падшыпнікаў
Накіравальныя падшыпнікі павінны быць сегментнага тыпу, а дэталі накіроўвалых падшыпнікаў быць умацаванымі, каб вытрымаць поўную сілу землятрусу.Вытворцы таксама рэкамендавалі абвязваць верхні кранштэйны збоку са ствалом (карпусам генератара) з дапамогай сталёвых бэлькаў.Гэта таксама азначала б, што бетонную бочку ў сваю чаргу трэба было б умацаваць.
Выяўленне вібрацыі генератараў
Для ініцыявання адключэння і сігналізацыі ў выпадку, калі ваганні ў выніку землятрусу перавышаюць зададзенае значэнне, рэкамендавана ўсталяваць на турбінах і генератараў ўстаноўку вібрацыйных дэтэктараў або эксцэнтрысісітэтаў.Гэта прылада таксама можа быць выкарыстана для выяўлення любых незвычайных вібрацый агрэгата з-за гідраўлічных умоў, якія ўплываюць на турбіну.
Кантакты Mercury
Моцнае дрыгаценне з-за землятрусу можа прывесці да ілжывага адключэння для пачатку адключэння прылады, калі выкарыстоўваюцца ртутныя кантакты.Гэтага можна пазбегнуць, указаўшы ртутныя перамыкачы антывібрацыйнага тыпу або пры неабходнасці дадаўшы рэле часу.
Высновы
(1) Значная эканомія ў кошце абсталявання і структуры на электрастанцыі Дэхар была атрымана шляхам прыняцця вялікага памеру блока з улікам памеру сеткі і яе ўплыву на запасныя магутнасці сістэмы.
(2) Кошт генератараў была зніжана за кошт прыняцця парасонавай канструкцыі, якая цяпер магчымая для вялікіх высакахуткасных гідрагенератараў з-за распрацоўкі сталі з высокай расцяжэннем для штампоўкі вобада ротара.
(3) Закупка натуральных генератараў з высокім каэфіцыентам магутнасці пасля дэталёвых даследаванняў прывяла да далейшай эканоміі выдаткаў.
(4) Нармальны эфект махавіка верцяцца частак генератара на станцыі рэгулявання частоты ў Дэхаре быў прызнаны дастатковым для стабільнасці сістэмы рэгулятара турбіны з-за вялікай узаемазвязанай сістэмы.
(5) Спецыяльныя параметры выдаленых генератараў, якія сілкуюць сеткі EHV для забеспячэння электрычнай стабільнасці, могуць быць выкананы сістэмамі статычнага ўзбуджэння з хуткай рэакцыяй.
(6) Хуткадзейныя статычныя сістэмы ўзбуджэння могуць забяспечыць неабходны запас стабільнасці.Такія сістэмы, аднак, патрабуюць стабілізацыі сігналаў зваротнай сувязі для дасягнення стабільнасці пасля адмовы.Варта правесці дэталёвыя даследаванні.
(7) Самаўзбуджэнне і нестабільнасць напружання аддаленых генератараў, злучаных з сеткай доўгімі лініямі EHV, можна прадухіліць шляхам павелічэння зараднай здольнасці машыны, звяртаючыся да адмоўнага ўзбуджэння і/або выкарыстоўваючы пастаянна падключаныя шунтыруючыя рэактары EHV.
(8) У канструкцыі генератараў і яго асновы могуць быць прадугледжаны меры для забеспячэння абароны ад сейсмічных уздзеянняў пры невялікіх выдатках.
Асноўныя параметры дэхаравых генератараў
Каэфіцыент кароткага замыкання = 1,06
Пераходнае рэактыўнае супраціў прамая вось = 0,2
Эфект махавіка = 39,5 x 106 фунтаў фут2
Xnq/Xnd не больш за = 1,2
Час публікацыі: 11 мая 2021 г
