Генератордың маховиктерінің әсері және турбиналық басқару жүйесінің тұрақтылығы

Генератор маховиктерінің әсері және турбиналық басқару жүйесінің тұрақтылығы Генератор маховиктерінің әсері және турбина басқаруының тұрақтылығы Генератор маховиктерінің әсері және турбина басқару жүйесінің тұрақтылығы
Қазіргі заманғы үлкен гидрогенераторлардың инерция константасы кішірек және турбиналарды басқару жүйесінің тұрақтылығына қатысты мәселелерге тап болуы мүмкін.Бұл турбиналық судың мінез-құлқына байланысты, оның инерциясы басқару құрылғылары жұмыс істеген кезде қысымды құбырларда су балғасын тудырады.Бұл жалпы алғанда гидравликалық үдеу уақытының тұрақтыларымен сипатталады.Оқшауланған жұмыста, бүкіл жүйенің жиілігін турбиналық басқарушы анықтаған кезде су балғасы жылдамдықты басқаруға әсер етеді және тұрақсыздық аң аулау немесе жиіліктің ауытқуы ретінде көрінеді.Үлкен жүйемен өзара байланысқан жұмыс үшін жиілік кейінірек тұрақты болып қалады.Содан кейін су балғасы жүйеге берілетін қуатқа әсер етеді және тұрақтылық мәселесі қуат жабық контурда басқарылатын кезде ғана туындайды, яғни жиілікті реттеуге қатысатын гидрогенераторларда.

Турбина реттегішінің тұрақтылығына су массаларының гидравликалық үдеу уақытының константасына байланысты механикалық үдеу уақытының константасының қатынасы және реттегіштің күшеюі үлкен әсер етеді.Жоғарыда көрсетілген арақатынастың төмендеуі тұрақсыздандыратын әсерге ие және жиілікті тұрақтандыруға кері әсер ететін басқарушы күшінің төмендеуін қажет етеді.Тиісінше, гидроагрегаттың айналмалы бөліктері үшін ең аз маховик әсері қажет, ол әдетте тек генераторда қамтамасыз етілуі мүмкін.Баламалы түрде механикалық үдеу уақытының константасын қысымды төмендететін клапанды немесе кернеуді көтеру цистернасын және т.б. қамтамасыз ету арқылы азайтуға болады, бірақ бұл әдетте өте қымбат.Гидрогенерациялау қондырғысының жылдамдықты реттеу қабілетінің эмпирикалық критерийлері дербес жұмыс істейтін қондырғының барлық номиналды жүктемесін қабылдамау кезінде орын алуы мүмкін қондырғының жылдамдығын арттыруға негізделуі мүмкін.Бір-бірімен байланысты үлкен жүйелерде жұмыс істейтін және жүйе жиілігін реттеуге қажет энергоблоктар үшін жоғарыда есептелген жылдамдықтың пайыздық өсу индексі 45 пайыздан аспайды деп есептелді.Кішігірім жүйелер үшін жылдамдықтың кішірек өсуі қамтамасыз етіледі (4-тарауды қараңыз).

Су қабылдаудан Дехар электр станциясына дейінгі бойлық учаске
(Дереккөз: Автордың мақаласы – Дүниежүзілік 2-ші конгресс, Халықаралық су ресурстары қауымдастығы 1979 ж.) Дехар электр станциясы үшін теңгерімдеуші қойманы су қабылдағыштан, қысымды туннельден, дифференциалды көтеру резервуарынан және штоктан тұратын қуат блогымен байланыстыратын гидравликалық қысымды су жүйесі көрсетілген. .Толық жүктемені қабылдамаған кезде қондырғының максималды жылдамдығын 35 пайызға дейін шектеу, басқарушы жабылған кезде шамамен 45 пайызға дейін жұмыс істеді.
генератордың айналмалы бөліктерінің қалыпты маховик әсерімен номиналды биіктігі 282 м (925 фут) кезінде 9,1 секунд уақыт (яғни, тек температураның көтерілуіне байланысты ескерілген).Пайдаланудың бірінші кезеңінде жылдамдықтың 43 пайыздан аспайтыны анықталды.Тиісінше, қалыпты маховик әсері жүйенің жиілігін реттеуге барабар деп есептелді.

Генератор параметрлері және электрлік тұрақтылық
Тұрақтылыққа әсер ететін генератор параметрлері маховик әсері, өтпелі реактивтілік және қысқа тұйықталу коэффициенті болып табылады.420 кВ ЭВЖ жүйесінің дамуының бастапқы кезеңінде Дехардағы сияқты тұрақтылық проблемалары жүйенің әлсіздігі, қысқа тұйықталу деңгейінің төмендігі, жетекші қуат факторында жұмыс істеуі, сондай-ақ беріліс розеткалары мен бекіту өлшемдерін қамтамасыз етудегі үнемділік қажеттілігіне байланысты маңызды болуы мүмкін. генераторлық қондырғылардың параметрлері.Dehar EHV жүйесі үшін желі анализаторында (өтпелі реактивтіліктің артындағы тұрақты кернеуді пайдалану) алдын ала өтпелі тұрақтылық зерттеулері де тек шекті тұрақтылық алынатынын көрсетті.Дехар электр стансасын жобалаудың бастапқы кезеңінде қалыпты генераторларды белгілеу қарастырылды
сипаттамаларын анықтау және басқа факторлардың, әсіресе қоздыру жүйесінің параметрлерін оңтайландыру арқылы тұрақтылық талаптарына қол жеткізу экономикалық тұрғыдан арзанырақ балама болар еді.Британдық жүйені зерттеуде генератор параметрлерін өзгерту тұрақтылық шегіне салыстырмалы түрде әлдеқайда аз әсер ететінін көрсетті.Сәйкесінше, генератор үшін қосымшада берілген қалыпты генератор параметрлері көрсетілген.Тұрақтылық бойынша егжей-тегжейлі зерттеулер берілген

Желінің зарядтау сыйымдылығы және кернеу тұрақтылығы
Қашықтан орналасқан гидрогенераторлар зарядтау кВА-сы машинаның желілік зарядтау сыйымдылығынан асатын ұзақ жүктелмеген EHV желілерін зарядтау үшін пайдаланылады, машина өздігінен қозып, кернеу бақылаусыз жоғарылауы мүмкін.Өздігінен қозудың шарты мынада: xc < xd мұндағы, xc - сыйымдылық жүктеме реактивтілігі және xd - синхронды тікелей ось реактивтілігі.Панипатқа дейін (қабылдау ұшы) бір 420 кВ бір түсірілген желі E2 /xc зарядтау үшін қажетті қуат номиналды кернеуде шамамен 150 MVAR болды.Екінші кезеңде баламалы ұзындықтағы 420 кВ екінші желі орнатылған кезде, екі түсірілген желіні бір уақытта номиналды кернеуде зарядтау үшін қажетті желіні зарядтау сыйымдылығы шамамен 300 MVAR болады.

Жабдық жеткізушілері хабарлағандай, Dehar генераторының номиналды кернеуінде қол жетімді желілік зарядтау сыйымдылығы келесідей болды:
(i) 70 пайыздық номиналды MVA, яғни 121,8 MVAR желісін зарядтау 10 пайыздық ең аз оң қозу кезінде мүмкін болады.
(ii) Номиналды MVA-ның 87 пайызына дейін, яғни 139 MVAR желісінің зарядтау сыйымдылығы 1 пайыздық оң қозудың ең аз мөлшерімен мүмкін.
(iii) номиналды MVAR мәнінің 100 пайызына дейін, яғни 173,8 желілік зарядтау сыйымдылығын шамамен 5 пайыз теріс қозу кезінде алуға болады және 10 пайыз теріс қозу кезінде алуға болатын максималды желілік зарядтау сыйымдылығы номиналды MVA (191 MVAR) 110 пайызын құрайды. ) BSS сәйкес.
(iv) Желінің зарядтау қуаттарын одан әрі арттыру тек машина өлшемін ұлғайту арқылы мүмкін болады.(іі) және (ііі) жағдайында қозуды қолмен басқару мүмкін емес және толықтай жылдам әрекет ететін автоматты кернеу реттегіштерінің үздіксіз жұмысына сену керек.Желінің зарядтау қуаттарын ұлғайту мақсатында машинаның көлемін ұлғайту экономикалық тұрғыдан орынды да, қажет те емес.Тиісінше, пайдалану жағдайларын ескере отырып, пайдаланудың бірінші кезеңінде генераторларда теріс қозуды қамтамасыз ету арқылы генераторлар үшін номиналды кернеуде 191 MVAR желілік зарядтау қуатын қамтамасыз ету туралы шешім қабылданды.Кернеудің тұрақсыздығын тудыратын сыни жұмыс күйі қабылдау ұшындағы жүктемені ажыратудан да туындауы мүмкін.Бұл құбылыс генератордың жылдамдығының артуына одан әрі кері әсер ететін машинаға сыйымдылық жүктемесіне байланысты пайда болады.Өздігінен қозу және кернеудің тұрақсыздығы орын алуы мүмкін, егер.

Xc ≤ n2 (Xq + XT)
Мұндағы, Xc - сыйымдылық жүктеме реактивтігі, Xq - квадратуралық осьтің синхронды реактивтігі және n - жүктемені қабылдамаған кезде болатын ең жоғары салыстырмалы жылдамдық.Дехар генераторындағы бұл жағдайды жүргізілген егжей-тегжейлі зерттеулерге сәйкес желінің қабылдау ұшында тұрақты қосылған 400 кВ EHV шунттаушы реакторын (75 МВА) қамтамасыз ету арқылы жою ұсынылды.

Амортизатор орамасы
Амортизатор орамасының негізгі қызметі оның сыйымдылық жүктемелері бар желіден желіге ақаулар болған кезде шамадан тыс асқын кернеуді болдырмау қабілеті болып табылады, осылайша жабдықтағы артық кернеуді азайтады.Шалғай орналасқан жерді және бір-бірімен ұзақ байланыстырылатын электр жеткізу желілерін ескере отырып, квадратуралық және тура осьтік реактивтіліктің Xnq/Xnd қатынасы 1,2-ден аспайтын толық қосылған демпфер орамдары белгіленді.

Генератордың сипаттамасы және қоздыру жүйесі
Қалыпты сипаттамалары бар генераторлар анықталған және алдын ала зерттеулер тек шекті тұрақтылықты көрсеткендіктен, жабдықтың жалпы үнемді орналасуына қол жеткізу үшін тұрақтылық шегін жақсарту үшін жоғары жылдамдықты статикалық қоздыру жабдығын пайдалану туралы шешім қабылданды.Статикалық қоздыру жабдығының оңтайлы сипаттамаларын анықтау үшін егжей-тегжейлі зерттеулер жүргізілді және 10-тарауда талқыланды.

Сейсмикалық есептер
Дехар электр станциясы сейсмикалық аймаққа түседі.Дехардағы гидрогенераторды жобалаудағы келесі ережелер жабдықты өндірушілермен кеңесу және учаскедегі сейсмикалық және геологиялық жағдайларды және ЮНЕСКО көмегімен Үндістан үкіметі құрған Койна жер сілкінісі жөніндегі сарапшылар комитетінің есебін ескере отырып ұсынылды.

Механикалық беріктік
Дехар генераторлары машинаның ортасында әрекет ететін Дехарда күтілетін тік және көлденең бағытта жер сілкінісінің максималды үдеу күшіне қауіпсіз төтеп беруге арналған.

Табиғи жиілік
Машинаның табиғи жиілігін 100 Гц магниттік жиіліктен (генератор жиілігінен екі есе) жақсы (жоғары) сақтау керек.Бұл табиғи жиілік жер сілкінісі жиілігінен алшақ болады және жер сілкінісінің басым жиілігіне және айналу жүйесінің сыни жылдамдығына қарсы барабар маржа үшін тексеріледі.

Генератор статорын қолдау
Генератордың статоры және төменгі тіреуіш және бағыттаушы мойынтіректердің іргетасы бірнеше табан тақтайшаларынан тұрады.Табаны табақтар іргетасқа іргетас болттары арқылы қалыпты тік бағытқа қосымша бүйір жағынан байланады.

Бағыттаушы мойынтіректердің дизайны
Бағыттаушы мойынтіректер сегменттік типті болуы керек және бағыттаушы мойынтіректердің бөліктері жер сілкінісі күшіне толық төтеп беру үшін күшейтіледі.Өндірушілер бұдан әрі үстіңгі кронштейнді бөшкемен (генератордың қоршауы) бүйірінен болат арқалықтар арқылы байлауды ұсынды.Бұл сонымен қатар бетон бөшкесін өз кезегінде күшейту керек дегенді білдіреді.

Генераторлардың дірілін анықтау
Жер сілкінісі салдарынан тербеліс алдын ала белгіленген мәннен асып кеткен жағдайда өшіруді бастау және дабыл беру үшін турбиналар мен генераторларға діріл детекторларын немесе эксцентрикті өлшеуіштерді орнату ұсынылды.Бұл құрылғы турбинаға әсер ететін гидравликалық жағдайларға байланысты блоктың кез келген әдеттен тыс тербелістерін анықтау үшін де пайдаланылуы мүмкін.

Меркурий контактілері
Жер сілкінісінен болатын қатты сілкініс, сынап контактілері пайдаланылған жағдайда құрылғыны өшіруді бастау үшін жалған өшіруге әкелуі мүмкін.Мұны дірілге қарсы түрдегі сынап қосқыштарын көрсету арқылы немесе қажет болса, уақыт релелерін қосу арқылы болдырмауға болады.

Қорытындылар
(1) Дехар электр станциясындағы жабдық пен құрылымның құнын айтарлықтай үнемдеу тордың өлшемін және оның жүйенің қосалқы қуатына әсерін ескере отырып, үлкен бірлік өлшемін қабылдау арқылы алынды.
(2) Генераторлардың құны ротор жиегін тесу үшін жоғары созылғыш болаттың дамуына байланысты үлкен жылдамдықты гидрогенераторлар үшін мүмкін болатын қолшатыр конструкциясын қабылдау арқылы төмендетілді.
(3) Егжей-тегжейлі зерттеулерден кейін табиғи жоғары қуат факторы генераторларын сатып алу шығындарды одан әрі үнемдеуге әкелді.
(4) Дехардағы жиілікті реттейтін станциядағы генератордың айналмалы бөліктерінің қалыпты маховик әсері үлкен өзара байланысты жүйе болғандықтан турбиналық басқару жүйесінің тұрақтылығы үшін жеткілікті деп саналды.
(5) Электр тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін EHV желілерін қоректендіретін қашықтағы генераторлардың арнайы параметрлерін жылдам жауап беретін статикалық қоздыру жүйелері қанағаттандыруы мүмкін.
(6) Жылдам әрекет ететін статикалық қозу жүйелері қажетті тұрақтылық шегін қамтамасыз ете алады.Алайда мұндай жүйелер ақаудан кейінгі тұрақтылыққа қол жеткізу үшін кері қайтару сигналдарын тұрақтандыруды қажет етеді.Егжей-тегжейлі зерттеулер жүргізілуі керек.
(7) Ұзын ЭҚЖ желілері арқылы желімен қосылған қашықтағы генераторлардың өздігінен қозуы мен кернеуінің тұрақсыздығы теріс қоздыру арқылы машинаның желілік зарядтау қабілетін арттыру арқылы және/немесе тұрақты қосылған EHV шунттаушы реакторларды пайдалану арқылы алдын алуға болады.
(8) Шағын шығындармен сейсмикалық күштерге қарсы қорғанысты қамтамасыз ету үшін генераторлар мен оның іргетасын жобалауда ережелер жасалуы мүмкін.

Дехар генераторларының негізгі параметрлері
Қысқа тұйықталу коэффициенті = 1,06
Өтпелі реактивтілік тура ось = 0,2
Маховик әсері = 39,5 x 106 фунт фут2
Xnq/Xnd = 1,2-ден үлкен емес