जेनरेटर फ्लाईव्हील प्रभाव र टर्बाइन गभर्नर प्रणाली को स्थिरता

जेनरेटर फ्लाईव्हील प्रभाव र टर्बाइन गभर्नर प्रणालीको स्थिरता जेनरेटर फ्लाईव्हील प्रभाव र टर्बाइन गभर्नर प्रणालीको स्थिरता जेनरेटर फ्लाईव्हील प्रभाव र टर्बाइन गभर्नर प्रणालीको स्थिरता जेनरेटर फ्लाईव्हील प्रभाव र टर्बाइन गभर्नर प्रणालीको स्थिरता
ठूला आधुनिक हाइड्रो जेनेरेटरहरूमा सानो जडता स्थिर हुन्छ र टर्बाइन संचालन प्रणालीको स्थिरता सम्बन्धी समस्याहरूको सामना गर्न सक्छ।यो टर्बाइनको पानीको व्यवहारको कारणले हो, जुन यसको जडत्वको कारणले नियन्त्रण यन्त्रहरू सञ्चालन गर्दा दबाव पाइपहरूमा पानीको हथौडालाई जन्म दिन्छ।यो सामान्यतया हाइड्रोलिक एक्सेलेरेशन समय स्थिरता द्वारा विशेषता हो।पृथक सञ्चालनमा, जब सम्पूर्ण प्रणालीको फ्रिक्वेन्सी टर्बाइन गभर्नरद्वारा निर्धारण गरिन्छ, पानीको हथौडाले गति नियन्त्रणलाई असर गर्छ र अस्थिरता शिकार वा फ्रिक्वेन्सी स्विङिङको रूपमा देखिन्छ।ठूलो प्रणालीसँग अन्तरसम्बन्धित सञ्चालनका लागि फ्रिक्वेन्सी अनिवार्य रूपमा पछिद्वारा स्थिर रहन्छ।पानीको हथौडाले त्यसपछि प्रणालीमा खुवाइएको पावरलाई असर गर्छ र स्थिरता समस्या तब उत्पन्न हुन्छ जब पावरलाई बन्द लुपमा नियन्त्रण गरिन्छ, अर्थात् फ्रिक्वेन्सी नियमनमा भाग लिने हाइड्रो जेनेरेटरहरूको मामलामा।

टर्बाइन गभर्नर गियरको स्थिरता पानीको जनसङ्ख्याको हाइड्रोलिक एक्सेलेरेशन समय स्थिरता र गभर्नरको लाभको कारणले मेकानिकल एक्सेलेरेशन समय स्थिरताको अनुपातबाट धेरै प्रभावित हुन्छ।माथिको अनुपातको कमीले अस्थिर प्रभाव पार्छ र गभर्नर लाभको कमीलाई आवश्यक पर्दछ, जसले फ्रिक्वेन्सी स्थिरीकरणलाई प्रतिकूल असर गर्छ।तदनुसार जलविद्युत इकाईको भागहरू घुमाउनको लागि न्यूनतम फ्लाईव्हील प्रभाव आवश्यक छ जुन सामान्यतया जेनेरेटरमा मात्र प्रदान गर्न सकिन्छ।वैकल्पिक रूपमा मेकानिकल एक्सेलेरेशन टाइम कन्स्टेन्टलाई दबाब राहत भल्भ वा सर्ज ट्याङ्की आदिको प्रावधानले घटाउन सकिन्छ, तर यो सामान्यतया धेरै महँगो हुन्छ।हाइड्रो उत्पादन एकाइको गति नियामक क्षमताको लागि अनुभवजन्य मापदण्ड एकाइको गति वृद्धिमा आधारित हुन सक्छ जुन स्वतन्त्र रूपमा सञ्चालन गरिएको इकाईको सम्पूर्ण मूल्याङ्कन गरिएको लोड अस्वीकार गर्दा हुन सक्छ।ठूला अन्तरसम्बन्धित प्रणालीहरूमा सञ्चालित र प्रणाली फ्रिक्वेन्सीलाई नियमन गर्न आवश्यक पर्ने पावर एकाइहरूका लागि माथिको गणना अनुसारको प्रतिशत गति वृद्धि सूचकांक ४५ प्रतिशतभन्दा बढी नहुने मानिएको थियो।साना प्रणालीहरूको लागि सानो गति वृद्धि प्रदान गर्नुहोस् (अध्याय 4 सन्दर्भ गर्नुहोस्)।

इन्टेक देखि देहर पावर प्लान्ट सम्म अनुदैर्ध्य खण्ड
(स्रोत: लेखक द्वारा कागज - दोस्रो विश्व कांग्रेस, अन्तर्राष्ट्रिय जल संसाधन संघ 1979) देहर पावर प्लान्टको लागि, पानीको सेवन, दबाब सुरुङ, भिन्नता सर्ज ट्याङ्की र पेनस्टक सम्मिलित शक्ति एकाइसँग सन्तुलन भण्डारण जडान गर्ने हाइड्रोलिक दबाव पानी प्रणाली देखाइएको छ। ।पेनस्टकमा अधिकतम दबाव वृद्धिलाई 35 प्रतिशतमा सीमित गर्दा पूर्ण लोड अस्वीकार गर्दा एकाइको अनुमानित अधिकतम गति वृद्धि लगभग 45 प्रतिशतमा गभर्नर बन्द भएको थियो।
282 मिटर (925 फीट) को मूल्याङ्कन गरिएको हेडमा 9.1 सेकेन्डको समय जेनरेटरको घुम्ने भागहरूको सामान्य फ्लाईव्हील प्रभावको साथ (अर्थात, तापक्रम वृद्धि विचारहरूमा मात्र निश्चित)।सञ्चालनको पहिलो चरणमा गति वृद्धि ४३ प्रतिशतभन्दा बढी नरहेको पाइएको थियो ।तदनुसार प्रणालीको फ्रिक्वेन्सी विनियमित गर्नको लागि सामान्य फ्लाईव्हील प्रभाव पर्याप्त छ भनेर विचार गरियो।

जेनरेटर प्यारामिटर र विद्युत स्थिरता
स्थिरतामा असर गर्ने जेनेरेटर प्यारामिटरहरू फ्लाईव्हील प्रभाव, क्षणिक प्रतिक्रिया र सर्ट सर्किट अनुपात हुन्।देहरमा ४२० केभी ईएचभी प्रणालीको विकासको प्रारम्भिक चरणमा कमजोर प्रणाली, कम सर्ट सर्किट लेभल, प्रमुख पावर फ्याक्टरमा सञ्चालन र प्रसारण आउटलेटहरू उपलब्ध गराउनमा अर्थतन्त्रको आवश्यकता र आकार निर्धारण गर्दा स्थिरताका समस्याहरू गम्भीर हुन सक्छन्। उत्पादन एकाइहरूको मापदण्डहरू।देहर EHV प्रणालीको लागि नेटवर्क विश्लेषकमा प्रारम्भिक क्षणिक स्थिरता अध्ययन (ट्रान्जिएन्ट रिअक्टन्स पछाडि स्थिर भोल्टेज प्रयोग गर्दै) ले पनि सीमान्त स्थिरता प्राप्त हुने संकेत गरेको छ।देहर पावर प्लान्टको डिजाइनको प्रारम्भिक चरणमा सामान्यसँग जेनेरेटर निर्दिष्ट गर्ने विचार गरिएको थियो
विशेषताहरू र अन्य कारकहरू विशेष गरी उत्तेजना प्रणालीका मापदण्डहरू अनुकूलन गरेर स्थिरताको आवश्यकताहरू प्राप्त गर्न आर्थिक रूपमा सस्तो विकल्प हुनेछ।ब्रिटिश प्रणालीको अध्ययनमा यो पनि देखाइएको थियो कि जेनेरेटर प्यारामिटरहरू परिवर्तन गर्दा स्थिरता मार्जिनमा तुलनात्मक रूपमा धेरै कम प्रभाव पार्छ।तदनुसार परिशिष्टमा दिइएको सामान्य जेनेरेटर प्यारामिटरहरू जेनेरेटरको लागि निर्दिष्ट गरिएको थियो।विस्तृत स्थिरता अध्ययनहरू दिइएको छ

लाइन चार्ज क्षमता र भोल्टेज स्थिरता
टाढाबाट अवस्थित हाइड्रो जेनेरेटरहरू लामो अनलोड गरिएको EHV लाइनहरू चार्ज गर्न प्रयोग गरिन्छ जसको चार्जिंग kVA मेसिनको लाइन चार्ज गर्ने क्षमता भन्दा बढी हुन्छ, मेसिन आफैं उत्साहित हुन सक्छ र भोल्टेज नियन्त्रण बाहिर बढ्न सक्छ।आत्म-उत्तेजनाको लागि शर्त यो हो कि xc

उपकरणका आपूर्तिकर्ताहरूले सूचित गरे अनुसार देहर जेनेरेटरबाट मूल्याङ्कन गरिएको भोल्टेजमा उपलब्ध लाइन चार्जिङ क्षमता निम्नानुसार थियो:
(i) 70 प्रतिशत मूल्याङ्कन गरिएको MVA, अर्थात्, 121.8 MVAR लाइन चार्जिङ न्यूनतम सकारात्मक उत्तेजना 10 प्रतिशतको साथ सम्भव छ।
(ii) मूल्याङ्कन गरिएको MVA को 87 प्रतिशतसम्म, अर्थात्, 139 MVAR लाइन चार्ज गर्ने क्षमता न्यूनतम 1 प्रतिशतको सकारात्मक उत्तेजनाको साथ सम्भव छ।
(iii) मूल्याङ्कन गरिएको MVAR को 100 प्रतिशतसम्म, अर्थात्, 173.8 लाइन चार्जिङ क्षमता लगभग 5 प्रतिशत नकारात्मक उत्तेजना संग प्राप्त गर्न सकिन्छ र 10 प्रतिशत नकारात्मक उत्तेजना संग प्राप्त गर्न सकिने अधिकतम लाइन चार्ज क्षमता MVA (191 MVAR) को 110 प्रतिशत हो। ) BSS अनुसार।
(iv) लाइन चार्जिङ क्षमतामा थप वृद्धि मेसिनको साइज बढाएर मात्र सम्भव छ।(ii) र (iii) को अवस्थामा उत्तेजनाको हात नियन्त्रण सम्भव छैन र द्रुत अभिनय स्वचालित भोल्टेज नियामकहरूको निरन्तर सञ्चालनमा पूर्ण निर्भरता राख्नुपर्छ।लाइन चार्जिङ क्षमता बढाउने उद्देश्यले मेसिनको साइज बढाउनु आर्थिक रूपमा सम्भव वा वांछनीय छैन।तदनुसार सञ्चालनको पहिलो चरणमा सञ्चालन अवस्थालाई ध्यानमा राख्दै जेनेरेटरहरूमा नकारात्मक उत्तेजना प्रदान गरी जेनेरेटरहरूको लागि मूल्याङ्कन भोल्टेजमा 191 MVAR को लाइन चार्ज गर्ने क्षमता प्रदान गर्ने निर्णय गरियो।क्रिटिकल अपरेटिङ कन्डिसनको कारण भोल्टेज अस्थिरता पनि प्राप्त गर्ने अन्तमा लोडको विच्छेदको कारण हुन सक्छ।यो घटना मेसिनमा क्यापेसिटिव लोडिङको कारणले हुन्छ जुन जेनेरेटरको गति वृद्धिले थप प्रतिकूल असर पार्छ।आत्म उत्तेजना र भोल्टेज अस्थिरता हुन सक्छ यदि।

Xc ≤ n2 (Xq + XT)
जहाँ, Xc capacitive load reactance हो, Xq quadrature axis synchronous reactance हो र n लोड अस्वीकार गर्दा हुने अधिकतम सापेक्ष ओभर स्पीड हो।देहर जेनेरेटरमा भएको यो अवस्थालाई विस्तृत अध्ययन अनुसार लाइनको रिसिभिङ छेउमा स्थायी रूपमा जडान भएको ४०० केभी ईएचभी शन्ट रिएक्टर (७५ एमभीए) उपलब्ध गराएर हटाउन प्रस्ताव गरिएको थियो।

डम्पर घुमाउने
डम्पर वाइन्डिङको प्रमुख कार्य भनेको क्यापेसिटिव लोडको साथ लाइन टु लाइन गल्तीको अवस्थामा अत्यधिक ओभर-भोल्टेजहरू रोक्न यसको क्षमता हो, जसले गर्दा उपकरणमा ओभर-भोल्टेज तनाव कम हुन्छ।रिमोट लोकेशनलाई ध्यानमा राख्दै र लामो अन्तरसम्बन्धित प्रसारण लाइनहरू पूर्ण रूपमा जडान गरिएको डम्पर विन्डिङहरू क्वाड्राचर र प्रत्यक्ष अक्ष प्रतिक्रियाहरूको अनुपातको साथ Xnq/ Xnd 1.2 भन्दा बढी तोकिएको थियो।

जेनरेटर विशेषता र उत्तेजना प्रणाली
सामान्य विशेषताहरू भएका जेनेरेटरहरू निर्दिष्ट गरिएको छ र प्रारम्भिक अध्ययनहरूले केवल सीमान्त स्थिरता संकेत गरेको छ, यो निर्णय गरियो कि उच्च गति स्थिर उत्तेजना उपकरणहरू स्थिरता मार्जिन सुधार गर्न प्रयोग गरिन्छ ताकि उपकरणहरूको समग्र सबैभन्दा किफायती व्यवस्था प्राप्त गर्न सकिन्छ।विस्तृत अध्ययनहरू स्थिर उत्तेजना उपकरणहरूको इष्टतम विशेषताहरू निर्धारण गर्नको लागि गरिएको थियो र अध्याय 10 मा छलफल गरिएको थियो।

भूकम्पीय विचारहरू
देहर पावर प्लान्ट भूकम्पीय क्षेत्रमा परेको छ ।देहरमा हाइड्रो जेनेरेटरको डिजाइनमा उपकरण निर्मातासँग परामर्श गरी घटनास्थलको भूकम्पीय र भौगोलिक अवस्थालाई ध्यानमा राखी र युनेस्कोको सहयोगमा भारत सरकारले गठित कोयना भूकम्प विज्ञ समितिको प्रतिवेदनमा देहरमा निम्न प्रावधान प्रस्ताव गरेको हो ।

मेकानिकल शक्ति
देहर जेनेरेटरहरू मेसिनको केन्द्रमा रहेको देहरमा अपेक्षित ठाडो र तेर्सो दिशामा अधिकतम भूकम्प प्रवेग बललाई सुरक्षित रूपमा सामना गर्न डिजाइन गरिएको हो।

प्राकृतिक आवृत्ति
मेसिनको प्राकृतिक फ्रिक्वेन्सी 100 Hz (जेनेरेटर फ्रिक्वेन्सी दोब्बर) को चुम्बकीय फ्रिक्वेन्सीबाट राम्ररी टाढा (उच्च) राख्नुहोस्।यस प्राकृतिक फ्रिक्वेन्सीलाई भूकम्पको फ्रिक्वेन्सीबाट धेरै टाढा राखिनेछ र भूकम्पको प्रमुख फ्रिक्वेन्सी र घुम्ने प्रणालीको क्रिटिकल स्पीड विरुद्ध पर्याप्त मार्जिनको लागि जाँच गरिनेछ।

जेनरेटर स्टेटर समर्थन
जेनेरेटर स्टेटर र तल्लो थ्रस्ट र गाईड बेयरिङ फाउन्डेशनमा धेरै सोल प्लेटहरू हुन्छन्।एकमात्र प्लेटहरू फाउन्डेशन बोल्टहरूद्वारा सामान्य ठाडो दिशाको अतिरिक्त आधारमा पार्श्वमा बाँध्नुहोस्।

गाइड असर डिजाइन
गाईड बियरिङ सेगमेन्टल प्रकारको हुनुपर्छ र गाईड बियरिङ पार्ट्सलाई भूकम्पको पूर्ण शक्ति सामना गर्न बलियो बनाउनुपर्छ।उत्पादकहरूले थप माथिल्लो कोष्ठकलाई ब्यारेल (जेनेरेटर घेरा) सँग स्टिल गर्डरहरू मार्फत बाँध्न सिफारिस गर्छन्।यसको मतलब यो पनि हुनेछ कि कंक्रीट ब्यारेललाई बलियो बनाउनुपर्छ।

जेनरेटरहरूको कम्पन पत्ता लगाउने
टर्बाइन र जेनेरेटरहरूमा भाइब्रेसन डिटेक्टरहरू वा एक्सेन्ट्रिसिटी मिटरहरू स्थापना गर्न सिफारिस गरिएको थियो यदि भूकम्पका कारण कम्पनहरू पूर्वनिर्धारित मानभन्दा बढी भएमा बन्द र अलार्म सुरु गर्नका लागि।यो यन्त्र टर्बाइनलाई असर गर्ने हाइड्रोलिक अवस्थाका कारण एकाइको कुनै पनि असामान्य कम्पन पत्ता लगाउन पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ।

बुध सम्पर्कहरू
भुकम्पका कारण गम्भीर कम्पनहरू पारा सम्पर्कहरू प्रयोग गरिएमा एकाइ बन्द गर्न सुरु गर्नको लागि गलत ट्रिपिङको परिणाम हो।यो कि त एन्टी-कम्पन प्रकार पारा स्विचहरू निर्दिष्ट गरेर वा समय रिलेहरू थपेर आवश्यक पाइएमा बेवास्ता गर्न सकिन्छ।

निष्कर्ष
(१) देहर पावर प्लान्टमा उपकरण र संरचनाको लागतमा पर्याप्त अर्थतन्त्र ग्रिडको आकार र प्रणालीको स्पेयर क्षमतामा यसको प्रभावलाई ध्यानमा राखेर ठूलो एकाइ आकार अपनाएर प्राप्त गरियो।
(२) निर्माणको छाता डिजाइन अपनाएर जेनेरेटरको लागत घटाइएको थियो जुन अब रोटर रिम पञ्चिङका लागि हाई टेन्साइल स्टिलको विकासका कारण ठूला हाई स्पीड हाइड्रो जेनेरेटरहरूका लागि सम्भव भएको छ।
(३) विस्तृत अध्ययन पछि प्राकृतिक हाई पावर कारक जेनेरेटरको खरिदले लागतमा थप बचत भएको छ।
(४) देहरको फ्रिक्वेन्सी रेगुलेटिंग स्टेशनमा जेनेरेटरको घुम्ने भागहरूको सामान्य फ्लाईव्हील प्रभाव ठूलो अन्तरसम्बन्धित प्रणालीको कारणले टर्बाइन गभर्नर प्रणालीको स्थिरताको लागि पर्याप्त मानिन्छ।
(५) विद्युतीय स्थिरता सुनिश्चित गर्नको लागि EHV नेटवर्कहरू खुवाउने रिमोट जेनरेटरहरूको विशेष मापदण्डहरू द्रुत प्रतिक्रिया स्थिर उत्तेजना प्रणालीहरूद्वारा पूरा गर्न सकिन्छ।
(6) द्रुत अभिनय स्थिर उत्तेजना प्रणाली आवश्यक स्थिरता मार्जिन प्रदान गर्न सक्छ।त्यस्ता प्रणालीहरूलाई, तथापि, पोस्ट दोष स्थिरता प्राप्त गर्नको लागि स्थिर फिड ब्याक संकेतहरू आवश्यक पर्दछ।विस्तृत अध्ययन गर्नुपर्छ।
(७) लामो EHV लाइनहरूद्वारा ग्रिडसँग जोडिएका रिमोट जेनेरेटरहरूको स्व-उत्तेजना र भोल्टेज अस्थिरतालाई नकारात्मक उत्तेजनाको सहारा लिएर र/वा स्थायी रूपमा जडान भएका EHV शन्ट रिएक्टरहरू प्रयोग गरेर मेसिनको लाइन चार्ज गर्ने क्षमता बढाएर रोक्न सकिन्छ।
(८) जेनेरेटरको डिजाइन र त्यसको आधारशिलामा थोरै खर्चमा भूकम्पीय शक्तिहरूबाट सुरक्षा प्रदान गर्ने व्यवस्था गर्न सकिन्छ।

देहर जेनरेटरहरूको मुख्य मापदण्डहरू
सर्ट सर्किट अनुपात = 1.06
क्षणिक प्रतिक्रिया प्रत्यक्ष अक्ष = 0.2
Flywheel Effect = 39.5 x 106 lb ft2
Xnq/Xnd = 1.2 भन्दा बढी छैन