जेनरेटर फ्लाईव्हील प्रभाव और टर्बाइन गवर्नर सिस्टम की स्थिरता

जेनरेटर फ्लाईव्हील प्रभाव और टरबाइन गवर्नर सिस्टम की स्थिरता जेनरेटर फ्लाईव्हील प्रभाव और टरबाइन गवर्नर सिस्टम की स्थिरता जेनरेटर फ्लाईव्हील प्रभाव और टरबाइन गवर्नर सिस्टम की स्थिरता जेनरेटर फ्लाईव्हील प्रभाव और टरबाइन गवर्नर सिस्टम की स्थिरता
बड़े आधुनिक हाइड्रो जनरेटर में कम जड़ता स्थिरांक होता है और टर्बाइन गवर्निंग सिस्टम की स्थिरता से संबंधित समस्याओं का सामना करना पड़ सकता है।यह टरबाइन पानी के व्यवहार के कारण है, जो इसकी जड़ता के कारण नियंत्रण उपकरणों के संचालन के दौरान दबाव पाइप में पानी के हथौड़े को जन्म देता है।यह सामान्य रूप से हाइड्रोलिक त्वरण समय स्थिरांक की विशेषता है।पृथक संचालन में, जब पूरे सिस्टम की आवृत्ति टर्बाइन गवर्नर द्वारा निर्धारित की जाती है तो पानी का हथौड़ा गति को नियंत्रित करने की गति को प्रभावित करता है और अस्थिरता शिकार या आवृत्ति स्विंग के रूप में प्रकट होती है।एक बड़ी प्रणाली के साथ परस्पर जुड़े संचालन के लिए आवृत्ति को अनिवार्य रूप से बाद में स्थिर रखा जाता है।पानी का हथौड़ा तब सिस्टम को खिलाई गई शक्ति को प्रभावित करता है और स्थिरता की समस्या तभी उत्पन्न होती है जब बिजली को एक बंद लूप में नियंत्रित किया जाता है, अर्थात, उन हाइड्रो जनरेटर के मामले में जो आवृत्ति विनियमन में भाग लेते हैं।

टर्बाइन गवर्नर गियर की स्थिरता जल द्रव्यमान के हाइड्रोलिक त्वरण समय स्थिरांक और गवर्नर के लाभ के कारण यांत्रिक त्वरण समय स्थिरांक के अनुपात से बहुत प्रभावित होती है।उपरोक्त अनुपात में कमी का अस्थिर प्रभाव पड़ता है और राज्यपाल लाभ में कमी की आवश्यकता होती है, जो आवृत्ति स्थिरीकरण पर प्रतिकूल प्रभाव डालती है।तदनुसार एक हाइड्रो यूनिट के भागों को घुमाने के लिए एक न्यूनतम चक्का प्रभाव आवश्यक है जो सामान्य रूप से केवल जनरेटर में प्रदान किया जा सकता है।वैकल्पिक रूप से यांत्रिक त्वरण समय स्थिरांक को दबाव राहत वाल्व या सर्ज टैंक आदि के प्रावधान से कम किया जा सकता है, लेकिन यह आमतौर पर बहुत महंगा होता है।एक पनबिजली उत्पादन इकाई की गति विनियमन क्षमता के लिए एक अनुभवजन्य मानदंड इकाई की गति वृद्धि पर आधारित हो सकता है जो स्वतंत्र रूप से संचालित इकाई के पूरे रेटेड लोड की अस्वीकृति पर हो सकता है।बड़े इंटरकनेक्टेड सिस्टम में काम करने वाली बिजली इकाइयों के लिए और जो सिस्टम आवृत्ति को विनियमित करने के लिए आवश्यक हैं, ऊपर की गणना के अनुसार प्रतिशत गति वृद्धि सूचकांक को 45 प्रतिशत से अधिक नहीं माना गया था।छोटी प्रणालियों के लिए कम गति वृद्धि प्रदान की जानी चाहिए (अध्याय 4 देखें)।

इंटेक से देहर पावर प्लांट तक अनुदैर्ध्य खंड
(स्रोत: लेखक द्वारा पेपर - द्वितीय विश्व कांग्रेस, अंतर्राष्ट्रीय जल संसाधन संघ 1979) देहर पावर प्लांट के लिए, पानी के सेवन, दबाव सुरंग, अंतर वृद्धि टैंक और पेनस्टॉक से युक्त बिजली इकाई के साथ संतुलन भंडारण को जोड़ने वाली हाइड्रोलिक दबाव जल प्रणाली को दिखाया गया है। .पेनस्टॉक्स में अधिकतम दबाव वृद्धि को 35 प्रतिशत तक सीमित करना, पूर्ण भार की अस्वीकृति पर यूनिट की अनुमानित अधिकतम गति वृद्धि लगभग 45 प्रतिशत तक गवर्नर बंद होने के साथ काम करती है
जनरेटर के घूर्णन भागों के सामान्य चक्का प्रभाव के साथ 282 मीटर (925 फीट) के रेटेड हेड पर 9.1 सेकंड का समय (यानी, केवल तापमान वृद्धि के विचारों पर तय)।संचालन के पहले चरण में गति वृद्धि 43 प्रतिशत से अधिक नहीं पाई गई।तदनुसार यह माना गया कि सामान्य चक्का प्रभाव प्रणाली की आवृत्ति को विनियमित करने के लिए पर्याप्त है।

जेनरेटर पैरामीटर और विद्युत स्थिरता
स्थिरता पर असर डालने वाले जनरेटर पैरामीटर चक्का प्रभाव, क्षणिक प्रतिक्रिया और शॉर्ट सर्किट अनुपात हैं।देहर में 420 केवी ईएचवी प्रणाली के विकास के प्रारंभिक चरण में स्थिरता की समस्याएं कमजोर प्रणाली, कम शॉर्ट सर्किट स्तर, अग्रणी पावर फैक्टर पर संचालन, और ट्रांसमिशन आउटलेट और फिक्सिंग आकार प्रदान करने में अर्थव्यवस्था की आवश्यकता के कारण गंभीर होने के लिए उत्तरदायी हैं। उत्पादन इकाइयों के पैरामीटरदेहर ईएचवी प्रणाली के लिए नेटवर्क विश्लेषक (क्षणिक प्रतिक्रिया के पीछे निरंतर वोल्टेज का उपयोग करके) पर प्रारंभिक क्षणिक स्थिरता अध्ययन ने भी संकेत दिया कि केवल सीमांत स्थिरता प्राप्त की जाएगी।देहर पावर प्लांट के डिजाइन के प्रारंभिक चरण में यह माना गया था कि सामान्य के साथ जनरेटर निर्दिष्ट करना
विशेषताओं और विशेष रूप से उत्तेजना प्रणाली के अन्य कारकों के मापदंडों को अनुकूलित करके स्थिरता की आवश्यकताओं को प्राप्त करना आर्थिक रूप से सस्ता विकल्प होगा।ब्रिटिश सिस्टम के एक अध्ययन में भी यह दिखाया गया था कि जनरेटर पैरामीटर बदलने से स्थिरता मार्जिन पर तुलनात्मक रूप से बहुत कम प्रभाव पड़ता है।तदनुसार परिशिष्ट में दिए गए सामान्य जनरेटर पैरामीटर जनरेटर के लिए निर्दिष्ट किए गए थे।किए गए विस्तृत स्थिरता अध्ययन दिए गए हैं

लाइन चार्जिंग क्षमता और वोल्टेज स्थिरता
दूर स्थित हाइड्रो जनरेटर लंबी अनलोडेड ईएचवी लाइनों को चार्ज करने के लिए उपयोग किए जाते हैं जिनकी चार्जिंग केवीए मशीन की लाइन चार्जिंग क्षमता से अधिक होती है, मशीन स्वयं उत्तेजित हो सकती है और वोल्टेज नियंत्रण से परे हो सकता है।आत्म उत्तेजना के लिए शर्त यह है कि xc

उपकरण के आपूर्तिकर्ताओं द्वारा सूचित के रूप में देहर जनरेटर से रेटेड वोल्टेज पर उपलब्ध लाइन चार्जिंग क्षमता निम्नानुसार थी:
(i) 70 प्रतिशत रेटेड एमवीए, यानी 121.8 एमवीएआर लाइन चार्जिंग 10 प्रतिशत के न्यूनतम सकारात्मक उत्तेजना के साथ संभव है।
(ii) रेटेड एमवीए के 87 प्रतिशत तक, यानी 139 एमवीएआर लाइन चार्जिंग क्षमता 1 प्रतिशत की न्यूनतम सकारात्मक उत्तेजना के साथ संभव है।
(iii) रेटेड एमवीएआर के 100 प्रतिशत तक, यानी 173.8 लाइन चार्जिंग क्षमता लगभग 5 प्रतिशत नकारात्मक उत्तेजना के साथ प्राप्त की जा सकती है और अधिकतम लाइन चार्जिंग क्षमता जो 10 प्रतिशत के नकारात्मक उत्तेजना के साथ प्राप्त की जा सकती है, रेटेड एमवीए (191 एमवीएआर) का 110 प्रतिशत है। ) बीएसएस के अनुसार।
(iv) लाइन चार्जिंग क्षमता में और वृद्धि मशीन के आकार को बढ़ाकर ही संभव है।(ii) और (iii) के मामले में उत्तेजना का हाथ नियंत्रण संभव नहीं है और त्वरित अभिनय स्वचालित वोल्टेज नियामकों के निरंतर संचालन पर पूर्ण निर्भरता रखी जानी चाहिए।लाइन चार्जिंग क्षमता बढ़ाने के उद्देश्य से मशीन के आकार को बढ़ाना न तो आर्थिक रूप से व्यवहार्य है और न ही वांछनीय।तदनुसार संचालन के पहले चरण में परिचालन स्थितियों को ध्यान में रखते हुए जनरेटरों पर नकारात्मक उत्तेजना प्रदान करके जेनरेटरों के लिए रेटेड वोल्टेज पर 191 एमवीएआर की लाइन चार्जिंग क्षमता प्रदान करने का निर्णय लिया गया।वोल्टेज अस्थिरता पैदा करने वाली गंभीर परिचालन स्थिति प्राप्त करने वाले छोर पर लोड के वियोग के कारण भी हो सकती है।घटना मशीन पर कैपेसिटिव लोडिंग के कारण होती है जो जनरेटर की गति में वृद्धि से और प्रतिकूल रूप से प्रभावित होती है।आत्म उत्तेजना और वोल्टेज अस्थिरता हो सकती है यदि।

एक्ससी एन 2 (एक्सक्यू + एक्सटी)
जहां, Xc कैपेसिटिव लोड रिएक्शन है, Xq क्वाड्रेचर एक्सिस सिंक्रोनस रिएक्शन है और n लोड रिजेक्शन पर होने वाली अधिकतम सापेक्ष ओवर स्पीड है।विस्तृत अध्ययन के अनुसार, लाइन के रिसीविंग छोर पर स्थायी रूप से जुड़े 400 केवी ईएचवी शंट रिएक्टर (75 एमवीए) प्रदान करके देहर जनरेटर पर इस स्थिति को समाप्त करने का प्रस्ताव किया गया था।

स्पंज घुमावदार
डैपर वाइंडिंग का मुख्य कार्य कैपेसिटिव लोड के साथ लाइन टू लाइन फॉल्ट की स्थिति में अत्यधिक ओवर-वोल्टेज को रोकने की क्षमता है, जिससे उपकरण पर ओवर-वोल्टेज तनाव कम हो जाता है।दूरस्थ स्थान और लंबी इंटरकनेक्टिंग ट्रांसमिशन लाइनों को ध्यान में रखते हुए क्वाडरेचर और डायरेक्ट एक्सिस रिएक्शन Xnq/Xnd के अनुपात के साथ पूरी तरह से जुड़े डैपर वाइंडिंग को 1.2 से अधिक नहीं निर्दिष्ट किया गया था।

जनरेटर विशेषता और उत्तेजना प्रणाली
सामान्य विशेषताओं वाले जनरेटर निर्दिष्ट किए गए हैं और प्रारंभिक अध्ययनों में केवल मामूली स्थिरता का संकेत दिया गया है, यह निर्णय लिया गया कि उच्च गति स्थिर उत्तेजना उपकरण का उपयोग स्थिरता मार्जिन में सुधार के लिए किया जाना चाहिए ताकि उपकरणों की समग्र सबसे किफायती व्यवस्था प्राप्त की जा सके।स्थैतिक उत्तेजना उपकरणों की इष्टतम विशेषताओं को निर्धारित करने के लिए विस्तृत अध्ययन किए गए और अध्याय 10 में चर्चा की गई।

भूकंपीय विचार
देहर पावर प्लांट भूकंपीय क्षेत्र में आता है।देहर में हाइड्रो जनरेटर डिजाइन में निम्नलिखित प्रावधान उपकरण के निर्माताओं के परामर्श से और साइट पर भूकंपीय और भूवैज्ञानिक स्थितियों को ध्यान में रखते हुए और यूनेस्को की मदद से भारत सरकार द्वारा गठित कोयना भूकंप विशेषज्ञ समिति की रिपोर्ट को ध्यान में रखते हुए प्रस्तावित किए गए थे।

मशीनी शक्ति
देहर जनरेटर को मशीन के केंद्र में अभिनय करने वाले देहर में अपेक्षित ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज दोनों दिशाओं में अधिकतम भूकंप त्वरण बल का सुरक्षित रूप से सामना करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

प्राकृतिक आवृत्ति
मशीन की प्राकृतिक आवृत्ति को 100 हर्ट्ज की चुंबकीय आवृत्ति (जनरेटर आवृत्ति का दोगुना) से काफी दूर (उच्चतर) रखा जाना चाहिए।इस प्राकृतिक आवृत्ति को भूकंप की आवृत्ति से दूर किया जाएगा और भूकंप की प्रमुख आवृत्ति और घूर्णन प्रणाली की महत्वपूर्ण गति के खिलाफ पर्याप्त मार्जिन के लिए जाँच की जाएगी।

जनरेटर स्टेटर समर्थन
जनरेटर स्टेटर और लोअर थ्रस्ट और गाइड बेयरिंग फ़ाउंडेशन में कई एकमात्र प्लेट शामिल हैं।नींव बोल्ट द्वारा सामान्य ऊर्ध्वाधर दिशा के अलावा एकमात्र प्लेटों को बाद में नींव से बांधा जाना चाहिए।

गाइड असर डिजाइन
गाइड बियरिंग्स खंडीय प्रकार के हों और गाइड बियरिंग पुर्जों को पूर्ण भूकंप बल का सामना करने के लिए मजबूत किया जाए।निर्माताओं ने आगे स्टील गर्डर्स के माध्यम से बैरल (जनरेटर संलग्नक) के साथ शीर्ष ब्रैकेट को बाद में बांधने की सिफारिश की।इसका मतलब यह भी होगा कि बदले में कंक्रीट बैरल को मजबूत करना होगा।

जेनरेटर का कंपन डिटेक्शन
टर्बाइनों और जनरेटरों पर कंपन संसूचकों या सनकीपन मीटरों की स्थापना की सिफारिश की गई थी ताकि भूकंप के कारण कंपन पूर्व निर्धारित मूल्य से अधिक होने की स्थिति में शटडाउन और अलार्म शुरू करने के लिए स्थापित किया जा सके।इस उपकरण का उपयोग टरबाइन को प्रभावित करने वाली हाइड्रोलिक स्थितियों के कारण किसी इकाई के असामान्य कंपन का पता लगाने में भी किया जा सकता है।

बुध संपर्क
यदि पारा संपर्कों का उपयोग किया जाता है तो एक इकाई को बंद करने के लिए भूकंप के कारण गंभीर झटकों के परिणामस्वरूप झूठी ट्रिपिंग हो सकती है।इसे या तो एंटी-वाइब्रेशन प्रकार के पारा स्विच को निर्दिष्ट करके या यदि आवश्यक हो तो टाइमिंग रिले जोड़कर टाला जा सकता है।

निष्कर्ष
(1) देहर पावर प्लांट में उपकरण और संरचना की लागत में पर्याप्त मितव्ययिता ग्रिड के आकार और सिस्टम की अतिरिक्त क्षमता पर इसके प्रभाव को ध्यान में रखते हुए बड़े यूनिट आकार को अपनाकर प्राप्त की गई थी।
(2) निर्माण के अम्ब्रेला डिज़ाइन को अपनाने से जनरेटर की लागत कम हो गई थी जो अब रोटर रिम पंचिंग के लिए उच्च तन्यता वाले स्टील के विकास के कारण बड़े उच्च गति वाले हाइड्रो जनरेटर के लिए संभव है।
(3) विस्तृत अध्ययन के बाद प्राकृतिक उच्च शक्ति कारक जनरेटर की खरीद के परिणामस्वरूप लागत में और बचत हुई।
(4) देहर में फ़्रीक्वेंसी रेगुलेटिंग स्टेशन पर जनरेटर के घूमने वाले हिस्सों का सामान्य चक्का प्रभाव बड़े इंटरकनेक्टेड सिस्टम के कारण टरबाइन गवर्नर सिस्टम की स्थिरता के लिए पर्याप्त माना जाता था।
(5) विद्युत स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए ईएचवी नेटवर्क को खिलाने वाले दूरस्थ जनरेटर के विशेष मापदंडों को तेजी से प्रतिक्रिया स्थिर उत्तेजना प्रणाली द्वारा पूरा किया जा सकता है।
(6) तेजी से अभिनय स्थिर उत्तेजना प्रणाली आवश्यक स्थिरता मार्जिन प्रदान कर सकती है।हालाँकि, ऐसी प्रणालियों को पोस्ट फॉल्ट स्थिरता प्राप्त करने के लिए फीड बैक सिग्नल को स्थिर करने की आवश्यकता होती है।विस्तृत अध्ययन किया जाना चाहिए।
(7) लंबी ईएचवी लाइनों द्वारा ग्रिड से जुड़े रिमोट जनरेटर की स्व-उत्तेजना और वोल्टेज अस्थिरता को नकारात्मक उत्तेजना का सहारा लेकर और/या स्थायी रूप से जुड़े ईएचवी शंट रिएक्टरों को नियोजित करके मशीन की लाइन चार्जिंग क्षमता को बढ़ाकर रोका जा सकता है।
(8) कम लागत पर भूकंपीय बलों के खिलाफ सुरक्षा उपाय प्रदान करने के लिए जनरेटर और इसकी नींव के डिजाइन में प्रावधान किए जा सकते हैं।

देहर जेनरेटर के मुख्य पैरामीटर
शॉर्ट सर्किट अनुपात = 1.06
क्षणिक प्रतिक्रिया प्रत्यक्ष अक्ष = 0.2
चक्का प्रभाव = 39.5 x 106 पौंड ft2
Xnq/Xnd = 1.2 . से बड़ा नहीं