জেনারেটর ফ্লাইহুইল প্রভাব এবং টারবাইন গভর্নর সিস্টেমের স্থিতিশীলতা

জেনারেটর ফ্লাইহুইল প্রভাব এবং টারবাইন গভর্নর সিস্টেমের স্থায়িত্ব
বড় আধুনিক হাইড্রো জেনারেটরের ছোট জড়তা ধ্রুবক থাকে এবং টারবাইন পরিচালনা ব্যবস্থার স্থায়িত্ব সম্পর্কিত সমস্যার সম্মুখীন হতে পারে।এটি টারবাইনের জলের আচরণের কারণে, যা নিয়ন্ত্রণ ডিভাইসগুলি চালিত হওয়ার সময় এটির জড়তার কারণে চাপের পাইপে জলের হাতুড়ির জন্ম দেয়।এটি সাধারণভাবে হাইড্রোলিক ত্বরণ সময় ধ্রুবক দ্বারা চিহ্নিত করা হয়।বিচ্ছিন্ন অপারেশনে, যখন পুরো সিস্টেমের ফ্রিকোয়েন্সি টারবাইন গভর্নর দ্বারা নির্ধারিত হয় জলের হাতুড়ি গতি নিয়ন্ত্রণকে প্রভাবিত করে এবং অস্থিরতা শিকার বা ফ্রিকোয়েন্সি সুইং হিসাবে প্রদর্শিত হয়।একটি বৃহৎ সিস্টেমের সাথে আন্তঃসংযুক্ত অপারেশনের জন্য ফ্রিকোয়েন্সি মূলত পরবর্তী দ্বারা ধ্রুবক রাখা হয়।জলের হাতুড়িটি তখন সিস্টেমে দেওয়া শক্তিকে প্রভাবিত করে এবং স্থিতিশীলতার সমস্যা তখনই দেখা দেয় যখন শক্তি একটি বন্ধ লুপে নিয়ন্ত্রিত হয়, অর্থাৎ, সেই হাইড্রো জেনারেটরের ক্ষেত্রে যা ফ্রিকোয়েন্সি নিয়ন্ত্রণে অংশ নেয়।

টারবাইন গভর্নর গিয়ারের স্থায়িত্ব ব্যাপকভাবে প্রভাবিত হয় যান্ত্রিক ত্বরণ সময়ের ধ্রুবক জলবাহী ত্বরণ সময় ধ্রুবকের কারণে এবং গভর্নরের লাভের কারণে।উপরোক্ত অনুপাতের একটি হ্রাস একটি অস্থিতিশীল প্রভাব ফেলে এবং গভর্নর লাভের একটি হ্রাসের প্রয়োজন করে, যা ফ্রিকোয়েন্সি স্থিতিশীলতাকে বিরূপভাবে প্রভাবিত করে।তদনুসারে একটি হাইড্রো ইউনিটের অংশগুলি ঘোরানোর জন্য একটি ন্যূনতম ফ্লাইহুইল প্রভাব প্রয়োজন যা সাধারণত শুধুমাত্র জেনারেটরে প্রদান করা যেতে পারে।বিকল্পভাবে যান্ত্রিক ত্বরণ সময় ধ্রুবক একটি চাপ ত্রাণ ভালভ বা একটি সার্জ ট্যাঙ্ক ইত্যাদির বিধান দ্বারা হ্রাস করা যেতে পারে, তবে এটি সাধারণত খুব ব্যয়বহুল।একটি হাইড্রো জেনারেটর ইউনিটের গতি নিয়ন্ত্রক ক্ষমতার জন্য একটি পরীক্ষামূলক মানদণ্ড ইউনিটের গতি বৃদ্ধির উপর ভিত্তি করে হতে পারে যা ইউনিটের সম্পূর্ণ রেট করা লোডকে স্বাধীনভাবে পরিচালনা করা প্রত্যাখ্যানের উপর সঞ্চালিত হতে পারে।বৃহৎ আন্তঃসংযুক্ত সিস্টেমে চালিত এবং সিস্টেম ফ্রিকোয়েন্সি নিয়ন্ত্রণের জন্য প্রয়োজনীয় পাওয়ার ইউনিটগুলির জন্য, উপরে গণনা করা হিসাবে শতাংশের গতি বৃদ্ধি সূচকটি 45 শতাংশের বেশি না হওয়ার জন্য বিবেচনা করা হয়েছিল।ছোট সিস্টেমের জন্য ছোট গতি বৃদ্ধি প্রদান করা হয় (অধ্যায় 4 পড়ুন)।

ইনটেক থেকে দেহার পাওয়ার প্ল্যান্ট পর্যন্ত অনুদৈর্ঘ্য বিভাগ
(সূত্র: পেপার বাই লেখক - ২য় বিশ্ব কংগ্রেস, ইন্টারন্যাশনাল ওয়াটার রিসোর্সেস অ্যাসোসিয়েশন 1979) দেহর পাওয়ার প্ল্যান্টের জন্য, জল গ্রহণ, চাপের টানেল, ডিফারেনশিয়াল সার্জ ট্যাঙ্ক এবং পেনস্টক সমন্বিত পাওয়ার ইউনিটের সাথে ব্যালেন্সিং স্টোরেজের সাথে সংযোগকারী হাইড্রোলিক চাপ জলের ব্যবস্থা দেখানো হয়েছে। .পেনস্টকগুলিতে সর্বোচ্চ চাপ বৃদ্ধি 35 শতাংশে সীমিত করে সম্পূর্ণ লোড প্রত্যাখ্যান করার পরে ইউনিটের আনুমানিক সর্বোচ্চ গতি বৃদ্ধি প্রায় 45 শতাংশে পৌঁছেছে এবং একটি গভর্নর বন্ধ হয়ে গেছে
জেনারেটরের ঘূর্ণায়মান অংশগুলির স্বাভাবিক ফ্লাইহুইল প্রভাবের সাথে 282 মিটার (925 ফুট) রেটেড হেডে 9.1 সেকেন্ডের সময় (অর্থাৎ, শুধুমাত্র তাপমাত্রা বৃদ্ধি বিবেচনায় স্থির)।অপারেশনের প্রথম পর্যায়ে গতি বৃদ্ধি পাওয়া গেছে 43 শতাংশের বেশি নয়।তদনুসারে এটি বিবেচনা করা হয়েছিল যে সিস্টেমের ফ্রিকোয়েন্সি নিয়ন্ত্রণের জন্য স্বাভাবিক ফ্লাইহুইল প্রভাব যথেষ্ট।

জেনারেটরের পরামিতি এবং বৈদ্যুতিক স্থিতিশীলতা
জেনারেটর প্যারামিটার যা স্থায়িত্বের উপর প্রভাব ফেলে তা হল ফ্লাইহুইল প্রভাব, ক্ষণস্থায়ী প্রতিক্রিয়া এবং শর্ট সার্কিট অনুপাত।420 কেভি ইএইচভি সিস্টেমের বিকাশের প্রাথমিক পর্যায়ে দেহারে স্থিতিশীলতার সমস্যাগুলি গুরুতর হতে পারে কারণ দুর্বল সিস্টেম, নিম্ন শর্ট সার্কিট স্তর, লিডিং পাওয়ার ফ্যাক্টরে অপারেশন এবং ট্রান্সমিশন আউটলেট এবং ফিক্সিং সাইজ প্রদানে অর্থনীতির প্রয়োজন এবং উৎপাদন ইউনিটের পরামিতি।Dehar EHV সিস্টেমের জন্য নেটওয়ার্ক বিশ্লেষক (ক্ষণস্থায়ী প্রতিক্রিয়ার পিছনে ধ্রুবক ভোল্টেজ ব্যবহার করে) উপর প্রাথমিক ক্ষণস্থায়ী স্থিতিশীলতা অধ্যয়নও নির্দেশ করে যে শুধুমাত্র প্রান্তিক স্থিতিশীলতা পাওয়া যাবে।দেহর পাওয়ার প্ল্যান্টের নকশার প্রাথমিক পর্যায়ে এটি স্বাভাবিকের সাথে জেনারেটর নির্দিষ্ট করার কথা বিবেচনা করা হয়েছিল
বৈশিষ্ট্য এবং বিশেষ করে উত্তেজনা সিস্টেমের যারা জড়িত অন্যান্য কারণের পরামিতি অপ্টিমাইজ করে স্থিতিশীলতার প্রয়োজনীয়তা অর্জন অর্থনৈতিকভাবে সস্তা বিকল্প হবে.ব্রিটিশ সিস্টেমের একটি গবেষণায় এটিও দেখানো হয়েছে যে জেনারেটরের পরামিতিগুলি পরিবর্তন করা স্থিতিশীলতার মার্জিনে তুলনামূলকভাবে অনেক কম প্রভাব ফেলে।তদনুসারে পরিশিষ্টে দেওয়া সাধারণ জেনারেটর প্যারামিটারগুলি জেনারেটরের জন্য নির্দিষ্ট করা হয়েছিল।সম্পাদিত বিশদ স্থিতিশীলতা অধ্যয়ন দেওয়া হয়

লাইন চার্জিং ক্ষমতা এবং ভোল্টেজ স্থায়িত্ব
দূরবর্তী অবস্থানে থাকা হাইড্রো জেনারেটরগুলি দীর্ঘ আনলোড করা EHV লাইনগুলিকে চার্জ করতে ব্যবহৃত হয় যার চার্জিং কেভিএ মেশিনের লাইন চার্জিং ক্ষমতার চেয়ে বেশি, মেশিনটি স্ব-উত্তেজিত হতে পারে এবং ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণের বাইরে যেতে পারে।স্ব-উত্তেজনার শর্ত হল xc < xd যেখানে, xc হল ক্যাপাসিটিভ লোড বিক্রিয়া এবং xd হল সিঙ্ক্রোনাস প্রত্যক্ষ অক্ষ বিক্রিয়া।পানিপত (রিসিভিং এন্ড) পর্যন্ত একটি একক 420 কেভি আনলোড করা লাইন E2 /xc চার্জ করার জন্য প্রয়োজনীয় ক্ষমতা ছিল রেট ভোল্টেজে প্রায় 150 MVAR।দ্বিতীয় পর্যায়ে যখন সমতুল্য দৈর্ঘ্যের দ্বিতীয় 420 কেভি লাইন ইনস্টল করা হয়, তখন লাইন চার্জিং ক্ষমতা রেট করা ভোল্টেজে একই সাথে আনলোড করা উভয় লাইনকে চার্জ করার জন্য প্রয়োজন প্রায় 300 MVAR।

ডিভাইসের সরবরাহকারীদের দ্বারা অবহিত হিসাবে দেহর জেনারেটর থেকে রেট করা ভোল্টেজে উপলব্ধ লাইন চার্জিং ক্ষমতা নিম্নরূপ ছিল:
(i) 70 শতাংশ রেটযুক্ত MVA, অর্থাৎ, 121.8 MVAR লাইন চার্জিং 10 শতাংশের ন্যূনতম ইতিবাচক উত্তেজনার সাথে সম্ভব।
(ii) রেট করা MVA-এর 87 শতাংশ পর্যন্ত, অর্থাৎ, 139 MVAR লাইন চার্জিং ক্ষমতা ন্যূনতম 1 শতাংশের ইতিবাচক উত্তেজনার সাথে সম্ভব।
(iii) রেট করা MVAR-এর 100 শতাংশ পর্যন্ত, অর্থাৎ, 173.8 লাইন চার্জিং ক্ষমতা প্রায় 5 শতাংশ নেতিবাচক উত্তেজনার সাথে প্রাপ্ত করা যেতে পারে এবং সর্বাধিক লাইন চার্জিং ক্ষমতা যা 10 শতাংশ নেতিবাচক উত্তেজনার সাথে প্রাপ্ত করা যেতে পারে রেট করা MVA (191 MVAR) এর 110 শতাংশ বাসস অনুসারে।
(iv) লাইন চার্জিং ক্ষমতার আরও বৃদ্ধি শুধুমাত্র মেশিনের আকার বৃদ্ধি করেই সম্ভব।(ii) এবং (iii) ক্ষেত্রে উত্তেজনার হাত নিয়ন্ত্রণ করা সম্ভব নয় এবং দ্রুত কাজ করা স্বয়ংক্রিয় ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রকগুলির ক্রমাগত অপারেশনের উপর সম্পূর্ণ নির্ভর করতে হবে।লাইন চার্জিং ক্ষমতা বাড়ানোর উদ্দেশ্যে মেশিনের আকার বাড়ানো অর্থনৈতিকভাবে সম্ভব বা কাম্য নয়।তদনুসারে অপারেশনের প্রথম পর্যায়ে অপারেটিং অবস্থা বিবেচনা করে জেনারেটরগুলিতে নেতিবাচক উত্তেজনা প্রদান করে জেনারেটরের জন্য রেটেড ভোল্টেজে 191 MVAR এর লাইন চার্জিং ক্ষমতা প্রদানের সিদ্ধান্ত নেওয়া হয়েছিল।ভোল্টেজের অস্থিরতা সৃষ্টিকারী জটিল অপারেটিং অবস্থাও প্রাপ্তির প্রান্তে লোডের সংযোগ বিচ্ছিন্ন হওয়ার কারণে হতে পারে।মেশিনে ক্যাপাসিটিভ লোডিংয়ের কারণে ঘটনাটি ঘটে যা জেনারেটরের গতি বৃদ্ধির দ্বারা আরও বিরূপভাবে প্রভাবিত হয়।স্ব-উত্তেজনা এবং ভোল্টেজ অস্থিরতা ঘটতে পারে যদি.

Xc ≤ n2 (Xq + XT)
যেখানে, Xc হল ক্যাপাসিটিভ লোড বিক্রিয়া, Xq হল চতুর্ভুজ অক্ষ সিঙ্ক্রোনাস বিক্রিয়া এবং n হল লোড প্রত্যাখ্যানের সময় ঘটতে থাকা সর্বোচ্চ আপেক্ষিক ওভার স্পিড।ডিহার জেনারেটরের এই শর্তটি একটি স্থায়ীভাবে সংযুক্ত 400 kV EHV শান্ট রিঅ্যাক্টর (75 MVA) লাইনের রিসিভিং প্রান্তে বিশদ অধ্যয়নের ভিত্তিতে প্রদানের মাধ্যমে দূর করার প্রস্তাব করা হয়েছিল।

ড্যাম্পার উইন্ডিং
একটি ড্যাম্পার উইন্ডিং এর প্রধান কাজ হল ক্যাপাসিটিভ লোডের সাথে লাইন টু লাইন ফল্টের ক্ষেত্রে অতিরিক্ত ওভার-ভোল্টেজ প্রতিরোধ করার ক্ষমতা, যার ফলে সরঞ্জামের উপর ওভার-ভোল্টেজের চাপ হ্রাস পায়।দূরবর্তী অবস্থান এবং দীর্ঘ আন্তঃসংযুক্ত ট্রান্সমিশন লাইনগুলিকে বিবেচনায় নিয়ে চতুর্ভুজ এবং সরাসরি অক্ষের প্রতিক্রিয়াগুলির অনুপাতের সাথে সম্পূর্ণরূপে সংযুক্ত ড্যাম্পার উইন্ডিংগুলি Xnq/ Xnd 1.2 এর বেশি নয় নির্দিষ্ট করা হয়েছিল।

জেনারেটর চরিত্রগত এবং উত্তেজনা সিস্টেম
সাধারণ বৈশিষ্ট্য সহ জেনারেটরগুলি নির্দিষ্ট করা হয়েছে এবং প্রাথমিক গবেষণায় শুধুমাত্র প্রান্তিক স্থিতিশীলতা নির্দেশ করা হয়েছে, এটি সিদ্ধান্ত নেওয়া হয়েছিল যে উচ্চ গতির স্ট্যাটিক উত্তেজনা সরঞ্জামগুলি স্থিতিশীলতার মার্জিনগুলিকে উন্নত করতে ব্যবহার করা হবে যাতে সামগ্রিকভাবে সরঞ্জামগুলির সবচেয়ে অর্থনৈতিক ব্যবস্থা অর্জন করা যায়।স্ট্যাটিক উত্তেজনা সরঞ্জামের সর্বোত্তম বৈশিষ্ট্য নির্ধারণের জন্য বিস্তারিত অধ্যয়ন করা হয়েছিল এবং অধ্যায় 10 এ আলোচনা করা হয়েছে।

সিসমিক বিবেচনা
দেহর পাওয়ার প্ল্যান্ট সিসমিক জোনে পড়ে।দেহারে হাইড্রো জেনারেটর ডিজাইনে নিম্নলিখিত বিধানগুলি সরঞ্জাম প্রস্তুতকারকদের সাথে পরামর্শ করে এবং সাইটের ভূমিকম্প এবং ভূতাত্ত্বিক অবস্থা বিবেচনা করে এবং ইউনেস্কোর সহায়তায় ভারত সরকার কর্তৃক গঠিত কোয়না ভূমিকম্প বিশেষজ্ঞ কমিটির প্রতিবেদনের প্রস্তাব করা হয়েছিল।

যান্ত্রিক শক্তি
দেহর জেনারেটরগুলি মেশিনের কেন্দ্রে ক্রিয়া করে দেহরে প্রত্যাশিত উল্লম্ব এবং অনুভূমিক উভয় দিকেই সর্বাধিক ভূমিকম্প ত্বরণ শক্তিকে নিরাপদে সহ্য করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।

প্রাকৃতিক ফ্রিকোয়েন্সি
মেশিনের প্রাকৃতিক ফ্রিকোয়েন্সি 100 Hz (জেনারেটর ফ্রিকোয়েন্সি দ্বিগুণ) এর চৌম্বকীয় ফ্রিকোয়েন্সি থেকে ভালভাবে দূরে (উচ্চতর) রাখতে হবে।এই প্রাকৃতিক ফ্রিকোয়েন্সি ভূমিকম্পের ফ্রিকোয়েন্সি থেকে অনেক দূরে সরানো হবে এবং ভূমিকম্পের প্রধান ফ্রিকোয়েন্সি এবং ঘূর্ণন সিস্টেমের সমালোচনামূলক গতির বিপরীতে পর্যাপ্ত মার্জিন পরীক্ষা করা হবে।

জেনারেটর স্টেটর সমর্থন
জেনারেটর স্টেটর এবং লোয়ার থ্রাস্ট এবং গাইড বিয়ারিং ফাউন্ডেশনে একাধিক সোল প্লেট থাকে।ফাউন্ডেশন বোল্ট দ্বারা সাধারণ উল্লম্ব দিক ছাড়াও একমাত্র প্লেটগুলিকে ফাউন্ডেশনের সাথে পাশ্ববর্তীভাবে বাঁধতে হবে।

গাইড বিয়ারিং ডিজাইন
গাইড বিয়ারিংগুলি সেগমেন্টাল টাইপের হতে হবে এবং গাইড বিয়ারিং অংশগুলিকে সম্পূর্ণ ভূমিকম্প শক্তি সহ্য করার জন্য শক্তিশালী করতে হবে।নির্মাতারা স্টিলের গার্ডারের মাধ্যমে ব্যারেল (জেনারেটর ঘের) এর সাথে উপরের বন্ধনীটিকে পার্শ্বীয়ভাবে বেঁধে রাখার পরামর্শ দেন।এর অর্থ এই যে কংক্রিট ব্যারেলকে আরও শক্তিশালী করতে হবে।

জেনারেটরের কম্পন সনাক্তকরণ
টারবাইন এবং জেনারেটরে ভাইব্রেশন ডিটেক্টর বা এক্সেন্ট্রিসিটি মিটার ইনস্টল করার সুপারিশ করা হয়েছিল যদি ভূমিকম্পের কারণে কম্পন পূর্বনির্ধারিত মান অতিক্রম করে তাহলে বন্ধ এবং অ্যালার্ম শুরু করার জন্য ইনস্টল করার সুপারিশ করা হয়েছিল।এই ডিভাইসটি টারবাইনকে প্রভাবিত করে হাইড্রোলিক অবস্থার কারণে একটি ইউনিটের অস্বাভাবিক কম্পন সনাক্ত করতেও ব্যবহার করা যেতে পারে।

বুধ পরিচিতি
ভূমিকম্পের কারণে তীব্র কম্পনের ফলে পারদ যোগাযোগ ব্যবহার করা হলে একটি ইউনিট বন্ধ করার জন্য মিথ্যা ট্রিপিং হতে পারে।এটি হয় অ্যান্টি-ভাইব্রেশন টাইপ পারদ সুইচ নির্দিষ্ট করে বা টাইমিং রিলে যোগ করে প্রয়োজন হলে এড়ানো যেতে পারে।

উপসংহার
(1) গ্রিডের আকার এবং সিস্টেমের অতিরিক্ত ক্ষমতার উপর এর প্রভাবকে বিবেচনায় রেখে বড় ইউনিট আকার গ্রহণ করে দেহর পাওয়ার প্ল্যান্টে সরঞ্জাম এবং কাঠামোর ব্যয়ে উল্লেখযোগ্য অর্থনীতি পাওয়া গেছে।
(2) নির্মাণের ছাতার নকশা গ্রহণ করে জেনারেটরের খরচ কমানো হয়েছে যা এখন রটার রিম পাঞ্চিংয়ের জন্য উচ্চ প্রসার্য ইস্পাত তৈরির কারণে বড় উচ্চ গতির হাইড্রো জেনারেটরের জন্য সম্ভব।
(3) বিশদ গবেষণার পরে প্রাকৃতিক উচ্চ শক্তি ফ্যাক্টর জেনারেটর সংগ্রহের ফলে খরচ আরও সঞ্চয় হয়।
(4) দেহারের ফ্রিকোয়েন্সি রেগুলেটিং স্টেশনে জেনারেটরের ঘূর্ণায়মান অংশগুলির সাধারণ ফ্লাইহুইল প্রভাবকে টারবাইন গভর্নর সিস্টেমের স্থায়িত্বের জন্য যথেষ্ট বলে মনে করা হয়েছিল কারণ বৃহৎ আন্তঃসংযুক্ত সিস্টেম।
(5) বৈদ্যুতিক স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করার জন্য EHV নেটওয়ার্ক খাওয়ানো দূরবর্তী জেনারেটরগুলির বিশেষ পরামিতিগুলি দ্রুত প্রতিক্রিয়া স্ট্যাটিক উত্তেজনা সিস্টেম দ্বারা পূরণ করা যেতে পারে।
(6) দ্রুত অভিনয় স্থির উত্তেজনা সিস্টেম প্রয়োজনীয় স্থিতিশীলতা মার্জিন প্রদান করতে পারে.যাইহোক, এই ধরনের সিস্টেমগুলির জন্য, পোস্ট ফল্ট স্থিতিশীলতা অর্জনের জন্য ফিড ব্যাক সংকেত স্থিতিশীল করা প্রয়োজন।বিস্তারিত গবেষণা করা উচিত.
(7) দীর্ঘ EHV লাইন দ্বারা গ্রিডের সাথে আন্তঃসংযুক্ত দূরবর্তী জেনারেটরের স্ব-উত্তেজনা এবং ভোল্টেজের অস্থিরতা নেতিবাচক উত্তেজনা অবলম্বন করে এবং/অথবা স্থায়ীভাবে সংযুক্ত EHV শান্ট রিঅ্যাক্টর নিয়োগের মাধ্যমে মেশিনের লাইন চার্জিং ক্ষমতা বৃদ্ধি করে প্রতিরোধ করা যেতে পারে।
(8) অল্প খরচে ভূমিকম্প শক্তির বিরুদ্ধে সুরক্ষা প্রদানের জন্য জেনারেটর এবং এর ভিত্তিগুলির নকশায় বিধান করা যেতে পারে।

Dehar জেনারেটর প্রধান পরামিতি
শর্ট সার্কিট অনুপাত = 1.06
ক্ষণস্থায়ী বিক্রিয়া প্রত্যক্ষ অক্ষ = 0.2
ফ্লাইহুইল ইফেক্ট = 39.5 x 106 পাউন্ড ft2
Xnq/Xnd = 1.2 এর বেশি নয়