Efekti i volantit të gjeneratorit dhe stabiliteti i sistemit të guvernatorit të turbinës

Efekti i volantit të gjeneratorit dhe stabiliteti i sistemit të guvernatorit të turbinës Efekti i volantit të gjeneratorit dhe stabiliteti i sistemit të guvernatorit të turbinës.
Hidrogjeneratorët e mëdhenj modernë kanë konstante inercie më të vogël dhe mund të përballen me probleme në lidhje me stabilitetin e sistemit të qeverisjes së turbinës.Kjo është për shkak të sjelljes së ujit të turbinës, i cili për shkak të inercisë së tij krijon një çekiç uji në tubat nën presion kur pajisjet e kontrollit janë në punë.Kjo në përgjithësi karakterizohet nga konstantet kohore të nxitimit hidraulik.Në funksionimin e izoluar, kur frekuenca e të gjithë sistemit përcaktohet nga guvernatori i turbinës, çekiçi i ujit ndikon në rregullimin e shpejtësisë dhe paqëndrueshmëria shfaqet si gjueti ose lëkundje e frekuencës.Për funksionimin e ndërlidhur me një sistem të madh, frekuenca në thelb mbahet konstante nga ky i fundit.Çekiçi i ujit më pas ndikon në fuqinë e furnizuar në sistem dhe problemi i qëndrueshmërisë lind vetëm kur fuqia kontrollohet në një unazë të mbyllur, pra në rastin e atyre hidrogjeneruesve që marrin pjesë në rregullimin e frekuencës.

Stabiliteti i ingranazhit të guvernatorit të turbinës ndikohet shumë nga raporti i konstantës së përshpejtimit mekanik për shkak të konstantës kohore të nxitimit hidraulik të masave të ujit dhe nga fitimi i guvernatorit.Reduktimi i raportit të mësipërm ka një efekt destabilizues dhe kërkon një reduktim të fitimit të guvernatorit, i cili ndikon negativisht në stabilizimin e frekuencës.Prandaj, nevojitet një efekt minimal i volantit për pjesët rrotulluese të një njësie hidro, i cili normalisht mund të sigurohet vetëm në gjenerator.Përndryshe, konstanta kohore e përshpejtimit mekanik mund të reduktohet me sigurimin e një valvule për lehtësimin e presionit ose një rezervuari të mbitensionit, etj., por në përgjithësi është shumë e kushtueshme.Një kriter empirik për aftësinë rregulluese të shpejtësisë së një njësie gjeneruese hidro mund të bazohet në rritjen e shpejtësisë së njësisë që mund të ndodhë në refuzimin e të gjithë ngarkesës nominale të njësisë që funksionon në mënyrë të pavarur.Për njësitë e fuqisë që operojnë në sisteme të mëdha të ndërlidhura dhe të cilave u kërkohet të rregullojnë frekuencën e sistemit, indeksi i rritjes së shpejtësisë në përqindje siç është llogaritur më sipër u konsiderua të mos kalojë 45 përqind.Për sistemet më të vogla sigurohet një rritje më e vogël e shpejtësisë (Referojuni Kapitullit 4).

Seksioni gjatësor nga marrja në termocentralin e Deharit
(Burimi: Punim nga Autori – Kongresi i 2-të Botëror, Shoqata Ndërkombëtare e Burimeve të Ujit 1979) Për termocentralin e Deharit, është paraqitur sistemi hidraulik i ujit me presion që lidh depozitën balancuese me njësinë e energjisë që përbëhet nga marrja e ujit, tuneli i presionit, rezervuari i mbitensionit diferencial dhe rezervuari. .Kufizimi i rritjes maksimale të presionit në stoqet në 35 për qind, rritja maksimale e vlerësuar e shpejtësisë së njësisë me refuzimin e ngarkesës së plotë u arrit në rreth 45 për qind me mbylljen e një guvernatori
koha prej 9,1 sekondash në lartësinë nominale prej 282 m (925 ft) me efektin normal të volantit të pjesëve rrotulluese të gjeneratorit (dmth. i fiksuar vetëm në konsideratat e rritjes së temperaturës).Në fazën e parë të funksionimit, rritja e shpejtësisë rezultoi të ishte jo më shumë se 43 për qind.Prandaj, u konsiderua se efekti normal i volantit është adekuat për rregullimin e frekuencës së sistemit.

Parametrat e Gjeneratorit dhe Stabiliteti Elektrik
Parametrat e gjeneratorit që kanë një ndikim në stabilitetin janë efekti i volantit, reaksioni kalimtar dhe raporti i qarkut të shkurtër.Në fazën fillestare të zhvillimit të sistemit EHV 420 kV si në Dehar, problemet e stabilitetit mund të jenë kritike për shkak të sistemit të dobët, nivelit më të ulët të qarkut të shkurtër, funksionimit në faktorin kryesor të fuqisë dhe nevojës për ekonomi në sigurimin e daljeve të transmetimit dhe madhësinë e fiksimit dhe parametrat e njësive gjeneruese.Studimet paraprake të stabilitetit kalimtar në analizuesin e rrjetit (duke përdorur tension konstant pas reaktancës kalimtare) për sistemin Dehar EHV gjithashtu treguan se do të arrihet vetëm stabilitet margjinal.Në fazën e hershme të projektimit të Termocentralit të Deharit është konsideruar që të specifikohen gjeneratorët me normale
karakteristikat dhe arritja e kërkesave të qëndrueshmërisë duke optimizuar parametrat e faktorëve të tjerë të përfshirë veçanërisht ato të sistemit të ngacmimit do të ishte një alternativë ekonomikisht më e lirë.Në një studim të Sistemit Britanik u tregua gjithashtu se ndryshimi i parametrave të gjeneratorit ka një efekt relativisht më të vogël në kufijtë e stabilitetit.Prandaj, parametrat normalë të gjeneratorit siç janë dhënë në shtojcë janë specifikuar për gjeneratorin.Janë dhënë studimet e detajuara të stabilitetit të kryera

Kapaciteti i karikimit të linjës dhe stabiliteti i tensionit
Hidrogjeneratorët e vendosur në distancë të përdorur për të ngarkuar linjat EHV të shkarkuara të gjata, karikimi i të cilave kVA është më shumë se kapaciteti i linjës së karikimit të makinës, makina mund të ngacmohet vetë dhe tensioni të rritet jashtë kontrollit.Kushti për vetë-ngacmim është që xc < xd ku, xc është reaktanca e ngarkesës kapacitore dhe xd reaktansa e boshtit të drejtpërdrejtë sinkron.Kapaciteti i kërkuar për karikimin e një linje të vetme 420 kV të shkarkuar E2 /xc deri në Panipat (fundi marrës) ishte rreth 150 MVAR në tensionin nominal.Në fazën e dytë kur instalohet një linjë e dytë 420 kV me gjatësi ekuivalente, kapaciteti i karikimit të linjës që kërkohet për të ngarkuar të dyja linjat e shkarkuara njëkohësisht me tensionin nominal do të ishte rreth 300 MVAR.

Kapaciteti i karikimit të linjës në dispozicion në tensionin nominal nga gjeneratori Dehar, siç u intimua nga furnizuesit e pajisjeve ishte si më poshtë:
(i) 70 përqind e vlerësuar MVA, dmth., tarifimi i linjës 121,8 MVAR është i mundur me një ngacmim minimal pozitiv prej 10 përqind.
(ii) Deri në 87 përqind të MVA të vlerësuar, dmth., kapaciteti i karikimit të linjës 139 MVAR është i mundur me një ngacmim minimal pozitiv prej 1 përqind.
(iii) Deri në 100 përqind të MVAR të vlerësuar, d.m.th., kapaciteti i karikimit të linjës 173,8 mund të merret me rreth 5 përqind ngacmim negativ dhe kapaciteti maksimal i karikimit të linjës që mund të merret me ngacmim negativ prej 10 përqind është 110 përqind i MVA nominale (191 MVAR ) sipas BSS.
(iv) Rritja e mëtejshme e kapaciteteve të karikimit të linjës është e mundur vetëm duke rritur madhësinë e makinës.Në rastin e (ii) dhe (iii) kontrolli me dorë i ngacmimit nuk është i mundur dhe mbështetja e plotë duhet të vendoset në funksionimin e vazhdueshëm të rregullatorëve automatikë të tensionit me veprim të shpejtë.Nuk është as ekonomikisht e mundshme dhe as e dëshirueshme të rritet madhësia e makinës me qëllim të rritjes së kapaciteteve të karikimit të linjës.Prandaj, duke marrë parasysh kushtet e funksionimit në fazën e parë të funksionimit, u vendos që të sigurohet një kapacitet karikimi i linjës prej 191 MVAR me tension nominal për gjeneratorët duke siguruar ngacmim negativ në gjeneratorë.Gjendja kritike e funksionimit që shkakton paqëndrueshmëri të tensionit mund të shkaktohet gjithashtu nga shkëputja e ngarkesës në skajin marrës.Fenomeni ndodh për shkak të ngarkimit kapacitiv në makinë, i cili më tej ndikohet negativisht nga rritja e shpejtësisë së gjeneratorit.Vetëngacmimi dhe paqëndrueshmëria e tensionit mund të ndodhin nëse.

Xc ≤ n2 (Xq + XT)
Ku, Xc është reaktancë e ngarkesës kapacitore, Xq është reaktancë sinkrone e boshtit kuadratik dhe n është maksimumi relativ mbi shpejtësinë që ndodh me refuzimin e ngarkesës.Kjo gjendje në gjeneratorin e Deharit u propozua të shmangej duke siguruar një reaktor shunt EHV 400 kV (75 MVA) të lidhur në mënyrë të përhershme në fundin marrës të linjës sipas studimeve të detajuara të kryera.

Dredha-dredha e damperit
Funksioni kryesor i mbështjelljes së damperit është aftësia e tij për të parandaluar mbitensionet e tepërta në rast të defekteve nga linja në linjë me ngarkesa kondensative, duke reduktuar kështu stresin e mbitensionit në pajisje.Duke marrë në konsideratë vendndodhjen në distancë dhe linjat e gjata të transmetimit të ndërlidhura, mbështjelljet e amortizatorëve të lidhur plotësisht me raportin e kuadraturës dhe reaktancave të boshtit të drejtpërdrejtë Xnq/Xnd u specifikua jo më shumë se 1.2.

Karakteristikat e Gjeneratorit dhe Sistemi i Ngacmimit
Pasi janë specifikuar gjeneratorët me karakteristika normale dhe studimet paraprake kanë treguar vetëm stabilitet margjinal, u vendos që pajisjet e ngacmimit statik me shpejtësi të lartë të përdoren për të përmirësuar kufijtë e qëndrueshmërisë në mënyrë që të arrihet rregullimi i përgjithshëm më ekonomik i pajisjeve.U kryen studime të hollësishme për të përcaktuar karakteristikat optimale të pajisjeve të ngacmimit statik dhe u diskutuan në kapitullin 10.

Konsiderata Sizmike
Termocentrali i Deharit bie në zonën sizmike.Dispozitat vijuese në projektimin e hidrogjeneratorit në Dehar u propozuan në konsultim me prodhuesit e pajisjeve dhe duke marrë parasysh kushtet sizmike dhe gjeologjike në vend dhe raportin e Komitetit të Ekspertëve të Tërmeteve në Koyna të krijuar nga Qeveria e Indisë me ndihmën e UNESCO-s.

Forca mekanike
Gjeneratorët Dehar janë projektuar për të përballuar në mënyrë të sigurt forcën maksimale të përshpejtimit të tërmetit si në drejtimin vertikal ashtu edhe atë horizontal që pritet në Dehar që vepron në qendër të makinës.

Frekuenca natyrore
Frekuenca natyrore e makinës të mbahet shumë larg (më e lartë) nga frekuenca magnetike prej 100 Hz (dyfishi i frekuencës së gjeneratorit).Kjo frekuencë natyrore do të jetë shumë larg frekuencës së tërmetit dhe do të kontrollohet për diferencë adekuate ndaj frekuencës mbizotëruese të tërmetit dhe shpejtësisë kritike të sistemit rrotullues.

Mbështetja e statorit të gjeneratorit
Statori i gjeneratorit dhe themelet mbajtëse të shtytjes dhe udhëzuesit të poshtëm përfshijnë një numër pllakash tabani.Pllakat e tabanit lidhen anash me themelin, përveç drejtimit vertikal normal me bulonat e themelit.

Dizajni i kushinetave të udhëzuesit
Kushinetat drejtuese të jenë të tipit segmental dhe pjesët mbajtëse drejtuese të forcohen për t'i bërë ballë forcës së plotë të tërmetit.Prodhuesit rekomanduan më tej që të lidhnin mbajtësin e sipërm anash me tytën (mbylljen e gjeneratorit) me anë të trarëve prej çeliku.Kjo do të nënkuptonte gjithashtu se fuçia e betonit nga ana tjetër do të duhej të forcohej.

Zbulimi i dridhjeve të gjeneratorëve
Instalimi i detektorëve të dridhjeve ose matësve të ekscentricitetit në turbina dhe gjeneratorë u rekomandua të instalohej për fillimin e mbylljes dhe alarmit në rast se dridhjet për shkak të tërmetit tejkalojnë një vlerë të paracaktuar.Kjo pajisje mund të përdoret gjithashtu për të zbuluar çdo dridhje të pazakontë të një njësie për shkak të kushteve hidraulike që ndikojnë në turbinë.

Kontaktet e Merkurit
Lëkundjet e forta për shkak të tërmetit mund të rezultojnë në ndërprerje të rreme për fillimin e mbylljes së një njësie nëse përdoren kontakte me merkur.Kjo mund të shmanget ose duke specifikuar çelsat e merkurit të tipit anti-dridhje ose nëse është e nevojshme duke shtuar reletë e kohës.

konkluzione
(1) Ekonomi të konsiderueshme në koston e pajisjeve dhe strukturës në termocentralin e Deharit u arritën duke adoptuar madhësi të madhe njësie duke mbajtur parasysh madhësinë e rrjetit dhe ndikimin e tij në kapacitetin rezervë të sistemit.
(2) Kostoja e gjeneratorëve u zvogëlua duke miratuar dizajnin ombrellë të konstruksionit i cili tani është i mundur për gjeneratorët e mëdhenj hidrogjenerues me shpejtësi të lartë për shkak të zhvillimit të çelikut me tërheqje të lartë për goditjet e buzës së rotorit.
(3) Prokurimi i gjeneratorëve natyrorë të faktorit të lartë të fuqisë pas studimeve të hollësishme rezultoi në kursime të mëtejshme në kosto.
(4) Efekti normal i volantit të pjesëve rrotulluese të gjeneratorit në stacionin rregullues të frekuencës në Dehar u konsiderua i mjaftueshëm për stabilitetin e sistemit të guvernatorit të turbinës për shkak të sistemit të madh të ndërlidhur.
(5) Parametrat specialë të gjeneratorëve në distancë që ushqejnë rrjetet EHV për të siguruar stabilitetin elektrik mund të plotësohen nga sistemet e ngacmimit statik me reagim të shpejtë.
(6) Sistemet e ngacmimit statik me veprim të shpejtë mund të ofrojnë kufijtë e nevojshëm të stabilitetit.Sisteme të tilla, megjithatë, kërkojnë sinjale kthyese stabilizuese për të arritur stabilitetin pas defektit.Duhet të kryhen studime të hollësishme.
(7) Vetë-ngacmimi dhe paqëndrueshmëria e tensionit të gjeneratorëve në distancë të ndërlidhur me rrjetin nga linja të gjata EHV mund të parandalohen duke rritur kapacitetin e linjës së karikimit të makinës duke përdorur ngacmim negativ dhe/ose duke përdorur reaktorë shunt EHV të lidhur përgjithmonë.
(8) Në projektimin e gjeneratorëve dhe themeleve të tij mund të merren masa për të siguruar mbrojtje kundër forcave sizmike me kosto të vogla.

Parametrat kryesorë të Gjeneratorëve Dehar
Raporti i qarkut të shkurtër = 1,06
Aksi i drejtpërdrejtë i reaktancës kalimtare = 0.2
Efekti i volantit = 39,5 x 106 lb ft2
Xnq/Xnd jo më i madh se = 1.2