የጄነሬተር ፍላይዊል ውጤት እና የቱርቢን ገቨርነር ሲስተም መረጋጋት

የጄነሬተር ፍላይዊል ውጤት እና የተርባይን ገዢ ስርዓት ጀነሬተር ፍላይዊል ውጤት እና የተርባይን ገዢ ስርዓት ጀነሬተር ፍላይዊል ውጤት እና የተርባይን መረጋጋት ገዢ ስርዓት ጀነሬተር ፍላይዊል ውጤት እና የተርባይን መረጋጋት ገዢ ስርዓት ጀነሬተር ፍላይዊል ውጤት እና የተርባይን ገዢ ስርዓት መረጋጋት
ትላልቅ ዘመናዊ የሃይድሮ ጀነሬተሮች አነስተኛ የኢነርቲያ ቋሚነት ያላቸው ሲሆን የተርባይን አስተዳደር ስርዓት መረጋጋትን በተመለከተ ችግሮች ሊያጋጥሟቸው ይችላሉ። ይህ የሆነው በተርባይን ውሃ ባህሪ ምክንያት ነው፣ ይህም በእንቅስቃሴ-አልባነቱ ምክንያት የመቆጣጠሪያ መሳሪያዎች በሚሰሩበት ጊዜ በግፊት ቧንቧዎች ውስጥ የውሃ መዶሻ ያስከትላል። ይህ በአጠቃላይ በሃይድሮሊክ የፍጥነት ጊዜ ቋሚዎች ይገለጻል። በተናጠል ክወና ውስጥ፣ የጠቅላላው ስርዓት ድግግሞሽ በተርባይን ገዥ ሲወሰን፣ የውሃ መዶሻው የመቆጣጠሪያውን ፍጥነት ይነካል እና አለመረጋጋት እንደ አደን ወይም የድግግሞሽ ማወዛወዝ ይታያል። ከትልቅ ስርዓት ጋር ለተያያዘ ክወና ድግግሞሹ በመሠረቱ በኋለኛው ቋሚ ሆኖ ይቆያል። ከዚያም የውሃ መዶሻው ለስርዓቱ የሚቀርበውን ኃይል ይነካል እና የመረጋጋት ችግር የሚፈጠረው ኃይሉ በተዘጋ ዑደት ሲቆጣጠር ብቻ ነው፣ ማለትም፣ በድግግሞሽ ቁጥጥር ውስጥ የሚሳተፉ የሃይድሮ ጀነሬተሮች ካሉ።

የተርባይን ገቨርነር ማርሽ መረጋጋት በውሃ ብዛት በሃይድሮሊክ ማፋጠን የጊዜ ቋሚነት እና በገቨርነር ትርፍ ምክንያት በሜካኒካል ማፋጠን የጊዜ ቋሚ ጥምርታ በእጅጉ ይነካል። ከላይ የተጠቀሰው ጥምርታ መቀነስ የማረጋጋት ውጤት አለው እና የገቨርነር ትርፍ መቀነስ ያስፈልገዋል፣ ይህም የድግግሞሽ ማረጋጊያውን አሉታዊ ተጽዕኖ ያሳድራል። በዚህ መሠረት ለሃይድሮ ዩኒት የሚሽከረከሩ ክፍሎች ዝቅተኛ የዝንብ ዊል ውጤት ያስፈልጋል፣ ይህም በተለምዶ በጄኔሬተሩ ውስጥ ብቻ ሊቀርብ ይችላል። በአማራጭ የሜካኒካል ማፋጠን የጊዜ ቋሚ በግፊት ማፋጠን ቫልቭ ወይም በመጥለቅለቅ ታንክ ወዘተ አቅርቦት ሊቀነስ ይችላል፣ ነገር ግን በአጠቃላይ በጣም ውድ ነው። የሃይድሮ ማመንጫ ክፍል የፍጥነት መቆጣጠሪያ ችሎታ ተጨባጭ መስፈርት በተናጥል የሚሰራው የዩኒቱ አጠቃላይ ደረጃ የተሰጠው ጭነት ውድቅ ሲደረግ ሊከሰት በሚችለው የዩኒቱ የፍጥነት መጨመር ላይ የተመሠረተ ሊሆን ይችላል። በትላልቅ የተገናኙ ስርዓቶች ውስጥ ለሚሰሩ እና የስርዓት ድግግሞሽን ለመቆጣጠር የሚያስፈልጉ የኃይል አሃዶች፣ ከላይ እንደተሰላው የፍጥነት መጨመር ኢንዴክስ ከ45 በመቶ እንደማይበልጥ ተቆጥሯል። ለአነስተኛ ስርዓቶች አነስተኛ የፍጥነት ጭማሪ መሰጠት አለበት (ምዕራፍ 4ን ይመልከቱ)።

ከመግቢያው እስከ ደሃር የኃይል ማመንጫ ድረስ የረጅም ርቀት ክፍል
(ምንጭ፡ በደራሲ የተጻፈ ወረቀት – 2ኛው የዓለም ኮንግረስ፣ ዓለም አቀፍ የውሃ ሀብት ማህበር 1979) ለዴሃር የኃይል ማመንጫ፣ የውሃ ቅበላ፣ የግፊት ዋሻ፣ ዲፈረንሻል ሰርቭ ታንክ እና ፔንስቶክ ያካተተውን ሚዛን ማከማቻውን ከኃይል አሃዱ ጋር የሚያገናኘው የሃይድሮሊክ ግፊት የውሃ ስርዓት ታይቷል። በፔንስቶኮች ውስጥ ያለውን ከፍተኛ የግፊት ጭማሪ ወደ 35 በመቶ በመገደብ ሙሉ ጭነት ውድቅ ሲደረግ የዩኒቱ ከፍተኛ የፍጥነት ጭማሪ በግምት ወደ 45 በመቶ ደርሷል። ገዢው ሲዘጋ
የጄነሬተሩ የሚሽከረከሩ ክፍሎች መደበኛ የዝንብ ዊል ተጽእኖ (ማለትም፣ የሙቀት መጨመር ግምት ውስጥ በማስገባት ብቻ የተወሰነ) 9.1 ሰከንዶች የሚፈጅ ጊዜ። በመጀመሪያው የአሠራር ደረጃ የፍጥነት ጭማሪው ከ43 በመቶ እንደማይበልጥ ተገኝቷል። በዚህም መሠረት የተለመደው የዝንብ ዊል ተጽእኖ የስርዓቱን ድግግሞሽ ለመቆጣጠር በቂ እንደሆነ ተቆጥሯል።

የጄነሬተር መለኪያዎች እና የኤሌክትሪክ መረጋጋት
በመረጋጋት ላይ ተጽዕኖ የሚያሳድሩት የጄነሬተር መለኪያዎች የዝንብ ዊል ተጽእኖ፣ የሽግግር ምላሽ እና የአጭር ዑደት ጥምርታ ናቸው። በዴሃር የ420 ኪ.ቮ EHV ስርዓት ልማት የመጀመሪያ ደረጃ ላይ እንደ ደሃር የመረጋጋት ችግሮች ወሳኝ ሊሆኑ ይችላሉ ምክንያቱም ደካማ ስርዓት፣ የአጭር ዑደት ደረጃ ዝቅተኛ፣ በዋናው የኃይል ፋክተር ላይ በሚሰራበት ጊዜ እና የማስተላለፊያ ሶኬቶችን በማቅረብ እና የማመንጫ አሃዶችን መጠን እና መለኪያዎችን ለማስተካከል ኢኮኖሚ ስለሚያስፈልግ። በዴሃር EHV ስርዓት ላይ በኔትወርክ ተንታኝ (ከጊዜያዊ ምላሽ ጀርባ የማያቋርጥ ቮልቴጅ በመጠቀም) ላይ የመጀመሪያ ጊዜያዊ የሽግግር መረጋጋት ጥናቶችም እንዲሁ ህዳግ መረጋጋት ብቻ እንደሚገኝ አመልክተዋል። በዴሃር የኃይል ማመንጫ ዲዛይን የመጀመሪያ ደረጃ ላይ መደበኛ የሆኑ ጀነሬተሮችን መለየት እንደሆነ ተቆጥሯል።
በተለይም የማነቃቂያ ስርዓቱን የሚያካትቱ ሌሎች ምክንያቶችን መለኪያዎች በማመቻቸት የመረጋጋትን ባህሪያት እና የመረጋጋት መስፈርቶችን ማሳካት በኢኮኖሚያዊ መልኩ ርካሽ አማራጭ ይሆናል። በብሪቲሽ ሲስተም ላይ በተደረገ ጥናት የጄነሬተር መለኪያዎችን መቀየር በመረጋጋት ህዳጎች ላይ በአንጻራዊ ሁኔታ ያነሰ ተጽእኖ እንዳለው ታይቷል። በዚህ መሠረት በአባሪው ላይ እንደተገለጸው መደበኛ የጄነሬተር መለኪያዎች ለጄነሬተሩ ተገልጸዋል። የተከናወኑ ዝርዝር የመረጋጋት ጥናቶች ተሰጥተዋል

የመስመር መሙላት አቅም እና የቮልቴጅ መረጋጋት
ረጅም ጊዜ ያልተጫነ የEHV መስመሮችን ለመሙላት የሚያገለግሉ በርቀት የሚገኙ የሃይድሮ ጀነሬተሮች፣ የኃይል መሙያ kVA ከማሽኑ የመስመር መሙያ አቅም በላይ የሆነ፣ ማሽኑ በራሱ ሊደሰት እና ቮልቴጅ ከቁጥጥር ውጭ ሊወጣ ይችላል። የራስን ማነቃቂያ ሁኔታ xc < xd ሲሆን xc ደግሞ የካፓሲቲቭ ጭነት ምላሽ ሰጪ እና xd የተመሳሰለ ቀጥተኛ የዘንግ ምላሽ ሰጪ ነው። አንድ ነጠላ 420 kV ያልተዘረጋ መስመር E2 /xc እስከ ፓኒፓት (የመቀበያ ጫፍ) ለመሙላት የሚያስፈልገው አቅም በተለካው ቮልቴጅ 150 MVARs ያህል ነበር። በሁለተኛው ደረጃ ተመሳሳይ ርዝመት ያለው ሁለተኛ 420 kV መስመር ሲጫን፣ ሁለቱንም ያልተጫኑ መስመሮችን በተለካው ቮልቴጅ በአንድ ጊዜ ለመሙላት የሚያስፈልገው የመስመር ኃይል መሙያ አቅም 300 MVARs ይሆናል።

በመሳሪያዎቹ አቅራቢዎች እንደተገለጸው ከዴሃር ጀነሬተር በተመደበው ቮልቴጅ የሚገኘው የመስመር መሙላት አቅም እንደሚከተለው ነበር፡
(i) 70 በመቶ ደረጃ የተሰጠው MVA፣ ማለትም፣ 121.8 MVAR የመስመር መሙላት ቢያንስ 10 በመቶ አዎንታዊ ማነቃቂያ ሲኖር ይቻላል።
(ii) እስከ 87 በመቶ የሚሆነው ደረጃ የተሰጠው MVA፣ ማለትም፣ 139 MVAR የመስመር መሙላት አቅም ቢያንስ 1 በመቶ አዎንታዊ ማነቃቂያ ሲኖር ይቻላል።
(iii) እስከ 100 በመቶ የሚሆነው ደረጃ የተሰጠው MVAR፣ ማለትም፣ 173.8 የመስመር መሙላት አቅም በግምት 5 በመቶ አሉታዊ ማነቃቂያ እና ከፍተኛው የመስመር መሙላት አቅም 10 በመቶ አሉታዊ ማነቃቂያ ማግኘት ይቻላል፣ ይህም በቢኤስኤስ መሠረት 110 በመቶ የሚሆነው ደረጃ የተሰጠው MVA (191 MVAR) ነው።
(iv) የመስመር መሙላት አቅምን መጨመር የሚቻለው የማሽኑን መጠን በመጨመር ብቻ ነው። (ii) እና (iii) የማነቃቂያ እጅ ቁጥጥር የማይቻል ሲሆን ፈጣን አውቶማቲክ የቮልቴጅ ተቆጣጣሪዎች ቀጣይነት ባለው አሠራር ላይ ሙሉ በሙሉ መተማመን አለበት። የመስመር መሙላት አቅምን ለመጨመር የማሽኑን መጠን መጨመር በኢኮኖሚያዊ ሁኔታ ተግባራዊም ሆነ የማይፈለግ አይደለም። በዚህ መሠረት በመጀመሪያው የአሠራር ደረጃ የአሠራር ሁኔታዎችን ከግምት ውስጥ በማስገባት ለጄነሬተሮች በጄነሬተሮች ላይ አሉታዊ ማነቃቂያ በማቅረብ 191 MVARs የመስመር መሙላት አቅም በተመደበው ቮልቴጅ ለማቅረብ ተወስኗል። የቮልቴጅ አለመረጋጋትን የሚያስከትል ወሳኝ የአሠራር ሁኔታ በመቀበያ ጫፍ ላይ ባለው ጭነት መቋረጥ ምክንያት ሊከሰት ይችላል። ይህ ክስተት የሚከሰተው በማሽኑ ላይ ባለው አቅም ጭነት ምክንያት ሲሆን ይህም በጄነሬተሩ የፍጥነት መጨመር የበለጠ አሉታዊ ተጽዕኖ ያሳድራል። የራስ ማነቃቂያ እና የቮልቴጅ አለመረጋጋት ሊከሰት ይችላል።

Xc ≤ n2 (Xq + XT)
Xc አቅም ያለው የጭነት ምላሽ ሰጪ ሲሆን፣ Xq ባለአራት ማዕዘን ዘንግ ሲንክሮናይዜሽን ሲሆን n ደግሞ በጭነት ውድቅ በሚደረግበት ጊዜ የሚከሰተው ከፍተኛው አንጻራዊ ፍጥነት ነው። ይህ ሁኔታ በዴሃር ጀነሬተር ላይ ያለው ሁኔታ በዝርዝር ጥናቶች መሠረት በመስመሩ መቀበያ ጫፍ ላይ በቋሚነት የተገናኘ 400 kV EHV shunt reactor (75 MVA) በማቅረብ እንዲወገድ ሀሳብ ቀርቧል።

የዳምፐር ጠመዝማዛ
የዲምፐር ጠመዝማዛ ዋና ተግባር ከመስመር ወደ መስመር የሚደረጉ ጉድለቶችን በመከላከል አቅም ያለው ሲሆን ይህም በመሳሪያዎቹ ላይ ከመጠን በላይ ቮልቴጅ የሚፈጥር ጫናን ይቀንሳል። የርቀት ቦታን እና ረጅም የተገናኙ የማስተላለፊያ መስመሮችን ከግምት ውስጥ በማስገባት ሙሉ በሙሉ የተገናኙ የዲምፐር ጠመዝማዛዎችን ከኳድራቸር እና ቀጥተኛ የዘንግ ምላሽ ሰጪዎች ጥምርታ ጋር ግምት ውስጥ በማስገባት Xnq/Xnd ከ1.2 ያልበለጠ ተገልጧል።

የጄነሬተር ባህሪ እና ማነቃቂያ ስርዓት
መደበኛ ባህሪያት ያላቸው ጀነሬተሮች ተለይተው ከተገለጹ እና የመጀመሪያ ጥናቶች ህዳግ መረጋጋትን ብቻ ያሳዩ ከሆነ፣ ከፍተኛ ፍጥነት ያለው የማይንቀሳቀስ የማነቃቂያ መሳሪያዎች በአጠቃላይ በጣም ኢኮኖሚያዊ የመሳሪያ አደረጃጀትን ለማሳካት የመረጋጋት ህዳጎችን ለማሻሻል ጥቅም ላይ እንዲውሉ ተወስኗል። የስታቲክ ማነቃቂያ መሳሪያዎችን ምርጥ ባህሪያት ለመወሰን ዝርዝር ጥናቶች ተካሂደዋል እና በምዕራፍ 10 ላይ ተብራርተዋል።

የመሬት መንቀጥቀጥ ጉዳዮች
የደሃር የኃይል ማመንጫ በሴይስሚክ ዞን ውስጥ ይገኛል። በዴሃር በሚገኘው የሃይድሮ ጀነሬተር ዲዛይን ላይ የተካተቱት ድንጋጌዎች ከመሳሪያዎች አምራቾች ጋር በመመካከር እና በቦታው ላይ ያለውን የመሬት መንቀጥቀጥ እና የጂኦሎጂ ሁኔታ እና በህንድ መንግስት በዩኔስኮ እገዛ የተቋቋመው የኮይና የመሬት መንቀጥቀጥ ባለሙያዎች ኮሚቴ ሪፖርትን ከግምት ውስጥ በማስገባት ቀርበዋል።

ሜካኒካል ጥንካሬ
የዴሃር ጀነሬተሮች በዴሃር በሚጠበቀው ቀጥ ያለ እና አግድም አቅጣጫ ከፍተኛውን የመሬት መንቀጥቀጥ የማፋጠን ኃይል በአስተማማኝ ሁኔታ እንዲቋቋሙ የተነደፉ ናቸው።

ተፈጥሯዊ ድግግሞሽ
የማሽኑ ተፈጥሯዊ ድግግሞሽ ከ100 Hz መግነጢሳዊ ድግግሞሽ (ከጄነሬተሩ ድግግሞሽ ሁለት እጥፍ) በጣም ርቆ መቀመጥ አለበት። ይህ ተፈጥሯዊ ድግግሞሽ ከመሬት መንቀጥቀጥ ድግግሞሽ በጣም የራቀ ሲሆን ከዋናው የመሬት መንቀጥቀጥ ድግግሞሽ እና ከሚሽከረከረው ስርዓት ወሳኝ ፍጥነት ጋር በቂ ህዳግ መኖሩን ያረጋግጡ።

የጄነሬተር ስቴተር ድጋፍ
የጄነሬተሩ ስቴተር እና የታችኛው ግፊት እና መሪ ተሸካሚ መሠረቶች በርካታ የሶል ሳህኖችን ያካትታሉ። ሶል ሳህኖቹ ከመሠረቱ ጎን ለጎን ከመደበኛ ቀጥ ያለ አቅጣጫ በተጨማሪ በመሠረት ቦልቶች ይታሰራሉ።

የመመሪያ ተሸካሚ ዲዛይን
የመሪ ተሸካሚዎቹ ክፍልፋይ አይነት መሆን አለባቸው እና የመሪ ተሸካሚዎቹ ክፍሎች ሙሉ የመሬት መንቀጥቀጥን ለመቋቋም እንዲጠናከሩ ይጠናከራሉ። አምራቾች በተጨማሪም የላይኛውን ቅንፍ ከበርሜሉ (የጄነሬተር መያዣ) ጋር በብረት ጊደሮች አማካኝነት በጎን እንዲያስሩ ይመክራሉ። ይህ ማለት የኮንክሪት በርሜሉ በተራው መጠናከር አለበት ማለት ነው።

የጄነሬተሮችን የንዝረት መለየት
በመሬት መንቀጥቀጥ ምክንያት የሚከሰቱት ንዝረቶች ከተወሰነው እሴት በላይ ከሆኑ በተርባይኖች እና ጀነሬተሮች ላይ የንዝረት ማወቂያዎችን ወይም የኢንኳንቴሪቲ ሜትሮችን መትከል መዘጋት እና ማንቂያ ለመጀመር እንዲጫኑ ይመከራል። ይህ መሳሪያ ተርባይንን በሚነኩ የሃይድሮሊክ ሁኔታዎች ምክንያት የአንድ ክፍል ያልተለመዱ ንዝረቶችን ለመለየትም ሊያገለግል ይችላል።

የሜርኩሪ እውቂያዎች
በመሬት መንቀጥቀጥ ምክንያት የሚከሰት ከባድ መንቀጥቀጥ የሜርኩሪ ግንኙነቶች ጥቅም ላይ ከዋሉ የአንድን ክፍል መዘጋት ለማስጀመር የተሳሳተ መሰናከል ሊያስከትል ይችላል። ይህ ፀረ-ንዝረት አይነት የሜርኩሪ ማብሪያ / ማጥፊያዎችን በመግለጽ ወይም አስፈላጊ ሆኖ ከተገኘ የጊዜ ማስተላለፊያዎችን በመጨመር መከላከል ይቻላል።

መደምደሚያዎች
(1) በዴሃር የኃይል ማመንጫ ጣቢያ ውስጥ ለመሳሪያዎችና ለግንባታ ወጪዎች ከፍተኛ ኢኮኖሚ የተገኘው የግሪዱን መጠን እና በስርዓቱ መለዋወጫ አቅም ላይ የሚያሳድረውን ተጽዕኖ በመጠበቅ ትልቅ የዩኒት መጠንን በመተግበር ነው።
(2) የጄነሬተሮች ወጪ የጄነሬተሮችን አጠቃላይ የግንባታ ዲዛይን በመተግበር ቀንሷል፤ ይህም አሁን ለሮተር ሪም ፓንቺንግስ ከፍተኛ የመሸከም ብረት በመገንባቱ ምክንያት ለትልቅ ከፍተኛ ፍጥነት ላላቸው የሃይድሮ ጀነሬተሮች የሚቻል ነው።
(3) ዝርዝር ጥናቶችን ካደረጉ በኋላ የተፈጥሮ ከፍተኛ የኃይል ማመንጫዎች ግዢ ወጪውን የበለጠ እንዲቆጥብ አድርጓል።
(4) በዴሃር በሚገኘው የድግግሞሽ መቆጣጠሪያ ጣቢያ ላይ የጄነሬተሩ የሚሽከረከሩ ክፍሎች መደበኛ የዝንብ ዊል ተጽእኖ በትልቁ የተገናኘ ስርዓት ምክንያት የተርባይን ገቨርነር ሲስተም መረጋጋትን ለማረጋገጥ በቂ እንደሆነ ተቆጥሯል።
(5) የኤሌክትሪክ መረጋጋትን ለማረጋገጥ የኢኤችቪ ኔትወርኮችን የሚመገቡ የርቀት ጀነሬተሮች ልዩ መለኪያዎች በፈጣን ምላሽ የማይንቀሳቀሱ የማነቃቂያ ስርዓቶች ሊሟሉ ይችላሉ።
(6) ፈጣን እርምጃ የሚወስዱ የማይንቀሳቀሱ የማነቃቂያ ስርዓቶች አስፈላጊውን የመረጋጋት ህዳጎችን ሊሰጡ ይችላሉ። ሆኖም ግን፣ እንደዚህ ያሉ ስርዓቶች ከስህተት በኋላ መረጋጋትን ለማግኘት የማረጋጊያ ግብረመልስ ምልክቶችን ይፈልጋሉ። ዝርዝር ጥናቶች መከናወን አለባቸው።
(7) ከግሪዱ ጋር በረጅም የኢኤችቪ መስመሮች የተገናኙ የርቀት ጀነሬተሮች የራስ-ማነቃቂያ እና የቮልቴጅ አለመረጋጋት በማሽኑ የመስመር መሙላት አቅም በመጨመር አሉታዊ ማነቃቂያን በመጠቀም እና/ወይም በቋሚነት የተገናኙ የኢኤችቪ ሹንት ሪአክተሮችን በመጠቀም መከላከል ይቻላል።
(8) በጄኔሬተሮች እና በመሠረቶቻቸው ዲዛይን ውስጥ በአነስተኛ ወጪ ከመሬት መንቀጥቀጥ ኃይሎች ለመከላከል የሚያስችሉ ድንጋጌዎች ሊደረጉ ይችላሉ።

የዴሃር ጀነሬተሮች ዋና መለኪያዎች
የአጭር ዑደት ጥምርታ = 1.06
ጊዜያዊ ሪአክታንስ ቀጥተኛ ዘንግ = 0.2
የፍላይዊል ተፅዕኖ = 39.5 x 106 ፓውንድ ጫማ 2
Xnq/Xnd ከ = 1.2 አይበልጥም