Rafallssveifluhjóláhrif og stöðugleiki túrbínustýriskerfisGenerator Svifhjóláhrif og stöðugleiki túrbínustýriskerfisGenerator Svifhjóláhrif og stöðugleiki túrbínustýriskerfisGenerator Svifhjóláhrif og stöðugleiki túrbínustýriskerfis
Stórir nútíma vatnsrafallar hafa minni tregðufasta og geta átt í vandræðum varðandi stöðugleika túrbínustýringarkerfisins.Þetta stafar af hegðun túrbínuvatnsins, sem vegna tregðu þess veldur því að vatnshamur í þrýstirörum þegar stjórnbúnaður er starfræktur.Þetta einkennist almennt af vökvahröðunartímaföstum.Í einangruðum aðgerðum, þegar tíðni alls kerfisins er ákvörðuð af túrbínustjóra, hefur vatnshamarinn áhrif á hraðastjórnun og óstöðugleiki birtist sem veiði eða tíðni sveiflur.Fyrir samtengda rekstur með stóru kerfi er tíðninni í meginatriðum haldið stöðugri af síðari.Vatnshamarinn hefur síðan áhrif á aflið sem fært er í kerfið og stöðugleikavandamál koma aðeins upp þegar aflinu er stýrt í lokaðri lykkju, þ.e. þegar um er að ræða þá vatnsaflsra sem taka þátt í tíðnistjórnun.
Stöðugleiki túrbínustýribúnaðar er mjög fyrir áhrifum af hlutfalli vélrænna hröðunartímafastans vegna vökvahröðunartímafasta vatnsmassans og af ávinningi stjórnandans.Lækkun á ofangreindu hlutfalli hefur óstöðugleikaáhrif og krefst lækkunar á seðlabankaaukningu, sem hefur slæm áhrif á tíðnistöðugleika.Til samræmis við það er lágmarksáhrif svifhjóls nauðsynleg fyrir snúningshluta vatnsveitueininga sem venjulega er aðeins hægt að koma fyrir í rafalnum.Að öðrum kosti gæti vélrænni hröðunartímafasti minnkað með því að útvega þrýstilokunarventil eða bylgjutank osfrv., en það er almennt mjög kostnaðarsamt.Reynsluviðmið fyrir hraðastjórnunargetu vatnsaflsvinnslueiningar gæti byggst á hraðahækkun einingarinnar sem getur átt sér stað með því að hafna öllu nafnálagi einingarinnar sem starfar sjálfstætt.Fyrir þær afleiningar sem starfa í stórum samtengdum kerfum og þurfa að stjórna kerfistíðni, var hlutfallshraðahækkunarvísitalan, eins og hún er reiknuð að ofan, ekki talin fara yfir 45 prósent.Fyrir smærri kerfi er gert ráð fyrir minni hraðahækkun (Sjá kafla 4).
Langsnið frá inntaki að Deharvirkjun
(Heimild: Erindi eftir höfund – 2. heimsþing, International Water Resources Association 1979) Fyrir Dehar Power Plant er vökvaþrýstivatnskerfið sem tengir jafnvægisgeymsluna við aflgjafann sem samanstendur af vatnsinntaki, þrýstigöngum, mismunadrifsgeymi og pennastokki sýnt. .Með því að takmarka hámarksþrýstingshækkun í pennastokkunum við 35 prósent, áætlaður hámarkshraðahækkun einingarinnar við höfnun á fullu hleðslu virkaði við um 45 prósent með lokun stjórnanda.
tími upp á 9,1 sekúndur við 282 m (925 feta) höfuðhæð með venjulegum svifhjólaáhrifum snúningshluta rafallsins (þ.e. aðeins bundið við hitastigshækkun).Á fyrsta stigi aðgerðarinnar reyndist hraðahækkunin ekki vera meira en 43 prósent.Í samræmi við það var talið að eðlileg svifhjólsáhrif nægi til að stjórna tíðni kerfisins.
Rafallsbreytur og rafmagnsstöðugleiki
Stærðir rafala sem hafa áhrif á stöðugleika eru svifhjólsáhrif, skammvinn viðbrögð og skammhlaupshlutfall.Á upphafsstigi þróunar 420 kV EHV kerfis eins og í Dehar eru vandamál varðandi stöðugleika líkleg til að vera mikilvæg vegna veiks kerfis, lægra skammhlaupsstigs, notkunar á leiðandi aflstuðli og þörf fyrir hagkvæmni við að útvega flutningsinnstungur og festa stærð og færibreytur framleiðslueininga.Bráðabirgðarannsóknir á skammvinnum stöðugleika á netgreiningartækjum (notar stöðuga spennu á bak við skammvinn viðbrögð) fyrir Dehar EHV kerfið bentu einnig til þess að aðeins jaðarstöðugleiki fengist.Á fyrstu stigum hönnunar Dehar Power Plant var talið að tilgreina rafala með eðlilegum
eiginleika og að ná stöðugleikakröfum með því að fínstilla færibreytur annarra þátta sem taka þátt, sérstaklega örvunarkerfisins, væri efnahagslega ódýrari valkostur.Í rannsókn á breska kerfinu var einnig sýnt fram á að breytingar á breytum rafala hafa tiltölulega miklu minni áhrif á stöðugleikamörkin.Í samræmi við það voru venjulegar breytur rafala eins og gefnar eru upp í viðbæti tilgreindar fyrir rafalinn.Nákvæmar stöðugleikarannsóknir sem gerðar hafa verið gefnar upp
Línuhleðslugeta og spennustöðugleiki
Fjarlægðir vatnsaflsrafallar sem notaðir eru til að hlaða langar óhlaðnar EHV línur þar sem hleðsla kVA er meira en línuhleðslugeta vélarinnar, vélin gæti orðið sjálf spennt og spenna hækkað óviðráðanlegt.Skilyrði fyrir sjálförvun er að xc < xd þar sem, xc er rafrýmd álagsviðbragð og xd samvirkt beinásviðbragð.Afkastageta sem þarf til að hlaða eina staka 420 kV óhlaðna línu E2 /xc upp að Panipat (móttökuenda) var um 150 MVAR við málspennu.Í öðru stigi, þegar önnur 420 kV lína af jafnlangri lengd er sett upp, væri hleðslugeta línunnar sem þarf til að hlaða báðar óhlaðnar línur samtímis við nafnspennu um 300 MVAR.
Hleðslugeta línunnar sem er tiltæk við málspennu frá Dehar rafal eins og birgjar búnaðarins gefa til kynna var sem hér segir:
(i) 70 prósent metið MVA, þ.e. 121,8 MVAR línuhleðsla er möguleg með lágmarks jákvæðri örvun upp á 10 prósent.
(ii) Allt að 87 prósent af metnu MVA, þ.e. 139 MVAR línuhleðslugeta er möguleg með lágmarks jákvæðri örvun upp á 1 prósent.
(iii) Allt að 100 prósent af hlutfalli MVAR, þ.e. 173,8 línuhleðslugetu er hægt að fá með um það bil 5 prósent neikvæðri örvun og hámarkshleðslugeta línu sem hægt er að fá með neikvæðri örvun upp á 10 prósent er 110 prósent af metnu MVA (191 MVAR ) samkvæmt BSS.
(iv) Frekari aukning á línuhleðslugetu er aðeins möguleg með því að auka stærð vélarinnar.Þegar um er að ræða (ii) og (iii) er handstýring á örvun ekki möguleg og treysta þarf fullkomlega á stöðuga notkun fljótvirkra sjálfvirkra spennujafnara.Það er hvorki hagkvæmt né æskilegt að stækka vélina í þeim tilgangi að auka línuhleðslugetu.Í samræmi við það, að teknu tilliti til rekstrarskilyrða á fyrsta stigi rekstrar, var ákveðið að veita línuhleðslugetu upp á 191 MVAR á nafnspennu fyrir rafala með því að veita neikvæða örvun á rafala.Mikilvægt rekstrarástand sem veldur óstöðugleika spennu getur einnig stafað af því að álag er aftengt á móttökuendanum.Fyrirbærið á sér stað vegna rafrýmdrar hleðslu á vélinni sem hefur frekari skaðleg áhrif af hraðahækkun rafallsins.Sjálfsörvun og spennuóstöðugleiki getur átt sér stað ef.
Xc ≤ n2 (Xq + XT)
Þar sem Xc er rafrýmd álagsviðbragð, Xq er ferningsás samstillt viðbragð og n er hámarks hlutfallslegur yfirhraði sem á sér stað við höfnun álags.Lagt var til að þessu ástandi á Dehar rafalanum yrði komið í veg fyrir með því að útvega varanlega tengdan 400 kV EHV shunt reactor (75 MVA) við móttökuenda línunnar samkvæmt nákvæmum rannsóknum.
Demparavinda
Meginhlutverk demparavinda er geta þess til að koma í veg fyrir of mikla yfirspennu ef upp koma bilanir í línu til línu með rafrýmd álagi og draga þannig úr ofspennuálagi á búnaðinn.Að teknu tilliti til fjarlægrar staðsetningar og langra samtengdra flutningslína var fulltengdar demparavindingar með hlutfall fernings- og beinásviðbragða Xnq/ Xnd ekki yfir 1,2.
Rafallareinkenni og örvunarkerfi
Rafalar með eðlilega eiginleika hafa verið tilgreindir og frumrannsóknir hafa aðeins bent til jaðarstöðugleika, var ákveðið að háhraða truflanir örvunarbúnaðar yrði notaður til að bæta stöðugleikamörkin til að ná hagkvæmustu uppröðun búnaðar.Ítarlegar rannsóknir voru gerðar til að ákvarða bestu eiginleika stöðuörvunarbúnaðarins og ræddar í kafla 10.
Jarðskjálftafræðileg sjónarmið
Deharvirkjun fellur á jarðskjálftasvæði.Eftirfarandi ákvæði í hönnun vatnsafala í Dehar voru lögð til í samráði við framleiðendur búnaðar og með hliðsjón af jarðskjálfta- og jarðfræðilegum aðstæðum á staðnum og skýrslu Koyna jarðskjálftasérfræðinganefndar sem ríkisstjórn Indlands skipaði með aðstoð UNESCO.
Vélrænn styrkur
Dehar rafala eru hönnuð til að standast örugglega hámarks hröðunarkraft jarðskjálfta bæði í lóðréttri og láréttri átt sem búist er við þegar Dehar virkar í miðju vélarinnar.
Náttúruleg tíðni
Náttúrutíðni vélarinnar skal haldið vel í burtu (hærri) frá segultíðni 100 Hz (tvisvar sinnum rafalltíðni).Þessi náttúrutíðni verður langt frá jarðskjálftatíðninni og athugað verður með tilliti til nægilegrar framlegðar á móti ríkjandi tíðni jarðskjálfta og mikilvæga snúningshraða kerfisins.
Stuðningur fyrir stator rafall
Rafallastórinn og undirstöður neðri þrýstings- og stýrilaganna samanstanda af fjölda sólaplötum.Sólaplöturnar eru bundnar við grunn til hliðar auk venjulegrar lóðréttrar stefnu með grunnboltum.
Leiðbeinandi hönnun
Leigur verða að vera hlutar af gerð og stýrilagerhlutarnir styrktir til að standast fullan jarðskjálftakraft.Framleiðendur mæltu ennfremur með því að festa efstu festinguna til hliðar við tunnuna (rafallshólfið) með stálgrindum.Þetta myndi líka þýða að steyptu tunnuna þyrfti aftur á móti að styrkja.
Titringsskynjun rafala
Mælt var með uppsetningu titringsskynjara eða sérvitringamæla á hverfla og rafala til að koma af stað stöðvun og viðvörun ef titringur vegna jarðskjálfta fer yfir fyrirfram ákveðið gildi.Þetta tæki má einnig nota til að greina hvers kyns óvenjulegan titring í einingu vegna vökvaaðstæðna sem hafa áhrif á hverflinn.
Mercury tengiliðir
Alvarlegur skjálfti af völdum jarðskjálfta getur leitt til þess að slokknar á fölsku til að hefja stöðvun á einingu ef notaðir eru kvikasilfurssnertingar.Þetta er hægt að forðast með því annað hvort að tilgreina titringsvörn kvikasilfursrofa eða ef nauðsynlegt reynist með því að bæta við tímatökuliðum.
Ályktanir
(1) Veruleg hagræðing í kostnaði við búnað og uppbyggingu í Dehar-virkjun var fengin með því að taka upp stóra einingastærð með hliðsjón af stærð netsins og áhrif þess á varagetu kerfisins.
(2) Kostnaður við rafala var lækkaður með því að samþykkja regnhlífarhönnun á byggingu sem er nú möguleg fyrir stóra háhraða vatnsrafala vegna þróunar á háspennu stáli fyrir snúningsfelgur.
(3) Innkaup á náttúrulegum rafstuðlum með háum aflstuðli eftir ítarlegar rannsóknir leiddu til frekari sparnaðar í kostnaði.
(4) Venjuleg svifhjólaáhrif snúningshluta rafallsins í tíðnistjórnunarstöðinni í Dehar voru talin nægjanleg fyrir stöðugleika túrbínustýrikerfisins vegna stórs samtengda kerfisins.
(5) Sérstakar breytur fjarra rafala sem fóðra EHV net til að tryggja rafstöðugleika er hægt að uppfylla með hröðum viðbrögðum truflanir örvunarkerfa.
(6) Hraðvirk truflanir örvunarkerfi geta veitt nauðsynlegar stöðugleikamörk.Slík kerfi krefjast hins vegar stöðugleika endurgjafarmerkja til að ná stöðugleika eftir bilun.Gera skal ítarlegar rannsóknir.
(7) Hægt er að koma í veg fyrir sjálfsörvun og spennuóstöðugleika fjarra rafala sem eru samtengdir við netið með löngum EHV línum með því að auka línuhleðslugetu vélarinnar með því að grípa til neikvæðrar örvunar og/eða með því að nota varanlega tengda EHV shunt reactors.
(8) Hægt er að gera ráðstafanir við hönnun rafala og undirstöður þeirra til að tryggja varnir gegn jarðskjálftakrafti með litlum tilkostnaði.
Helstu færibreytur Dehar rafala
Skammhlaupshlutfall = 1,06
Tímabundin viðbrögð Beinn ás = 0,2
Svifhjóláhrif = 39,5 x 106 lb ft2
Xnq/Xnd ekki meiri en = 1,2
Birtingartími: maí-11-2021
