Generatorun Mahovik Təsiri və Turbin İdarəedici Sisteminin SabitliyiGenerator Mahovik Təsiri və Turbin İdarəedici Sisteminin SabitliyiGenerator Mahovik Təsiri və Turbin İdarəedici Sisteminin SabitliyiGenerator Mahovik Təsiri və Turbin İdarəedici Sisteminin Sabitliyi
Böyük müasir hidrogeneratorlar daha kiçik ətalət sabitinə malikdir və turbin idarəetmə sisteminin sabitliyi ilə bağlı problemlərlə üzləşə bilər. Bu, turbin suyunun davranışı ilə əlaqədardır ki, ətaləti səbəbindən idarəetmə cihazları işlədildikdə təzyiq borularında su çəkicinə səbəb olur. Bu, ümumiyyətlə hidravlik sürətlənmə vaxt sabitləri ilə xarakterizə olunur. Təcrid olunmuş işləmə zamanı bütün sistemin tezliyi turbin tənzimləyicisi tərəfindən müəyyən edildikdə, su çəkici sürətin tənzimlənməsinə təsir göstərir və qeyri-sabitlik ov və ya tezlik dəyişməsi kimi görünür. Böyük bir sistemlə qarşılıqlı əlaqədə işləmək üçün tezlik əsasən sonrakı tərəfindən sabit saxlanılır. Daha sonra su çəkici sistemə verilən enerjini təsir edir və sabitlik problemi yalnız güc qapalı dövrədə idarə edildikdə, yəni tezlik tənzimlənməsində iştirak edən hidrogeneratorlar halında yaranır.
Turbin tənzimləyicisinin dişli çarxının sabitliyinə su kütlələrinin hidravlik təcillənmə vaxt sabitindən qaynaqlanan mexaniki təcillənmə vaxt sabitinin nisbəti və tənzimləyicinin qazancı böyük təsir göstərir. Yuxarıdakı nisbətin azalması qeyri-sabitləşdirici təsir göstərir və tənzimləyici qazancının azalmasını zəruri edir ki, bu da tezlik sabitləşməsinə mənfi təsir göstərir. Buna görə də, hidroaqreqatının fırlanan hissələri üçün normal olaraq yalnız generatorda təmin edilə bilən minimum volan effekti lazımdır. Alternativ olaraq, mexaniki təcillənmə vaxt sabiti təzyiq relyef klapanı və ya dalğalanma çəni və s. təmin etməklə azaldıla bilər, lakin bu, ümumiyyətlə çox baha başa gəlir. Hidrogenerator qurğusunun sürət tənzimləmə qabiliyyəti üçün empirik meyar, müstəqil işləyən qurğunun bütün nominal yükünün rədd edilməsi zamanı baş verə biləcək qurğunun sürət artımına əsaslana bilər. Böyük bir-biri ilə əlaqəli sistemlərdə işləyən və sistem tezliyini tənzimləmək üçün tələb olunan enerji blokları üçün yuxarıda hesablanmış faiz sürət artım indeksinin 45 faizdən çox olmaması hesab edilmişdir. Kiçik sistemlər üçün daha kiçik sürət artımı təmin edilməlidir (Fəsil 4-ə baxın).
Girişdən Dehar Elektrik Stansiyasına qədər uzununa hissə
(Mənbə: Müəllifin məqaləsi – 2-ci dünya konqresi, Beynəlxalq su ehtiyatları assosiasiyası 1979) Dehar elektrik stansiyası üçün balanslaşdırıcı anbarı enerji bloku ilə birləşdirən hidravlik təzyiqli su sistemi su qəbuledicisi, təzyiq tuneli, diferensial dalğalanma çəni və dayaqdan ibarətdir. Dayaqlarda maksimum təzyiq artımının 35 faizlə məhdudlaşdırılması, tam yükün rədd edilməsi zamanı blokun təxmin edilən maksimum sürət artımının tənzimləyici bağlanması ilə təxminən 45 faizə qədər hesablanması.
generatorun fırlanan hissələrinin normal volan effekti ilə (yəni, yalnız temperaturun artması mülahizələrinə əsasən sabitlənmiş) 282 m (925 fut) nominal başlıqda 9,1 saniyəlik vaxt. Əməliyyatın birinci mərhələsində sürət artımının 43 faizdən çox olmadığı aşkar edilmişdir. Buna uyğun olaraq, normal volan effektinin sistemin tezliyini tənzimləmək üçün kifayət olduğu hesab edilmişdir.
Generator Parametrləri və Elektrik Sabitliyi
Sabitliyə təsir edən generator parametrləri volan effekti, keçici reaksiya müqaviməti və qısaqapanma nisbətidir. Deharda olduğu kimi 420 kV-luq EHV sisteminin inkişafının ilkin mərhələsində zəif sistem, aşağı qısaqapanma səviyyəsi, aparıcı güc faktorunda işləmə və ötürücü çıxışların təmin edilməsində və generator qurğularının ölçüsünü və parametrlərini təyin etməkdə qənaətə ehtiyac olduğuna görə sabitlik problemləri kritik ola bilər. Dehar EHV sistemi üçün şəbəkə analizatoru üzərində aparılan ilkin keçici sabitlik tədqiqatları (keçici reaksiya müqavimətinin arxasında sabit gərginlik istifadə olunur) da yalnız marjinal sabitliyin əldə ediləcəyini göstərdi. Dehar Elektrik Stansiyasının dizaynının ilkin mərhələsində generatorların normal olması nəzərə alınırdı.
Xüsusilə həyəcan sisteminin digər amillərinin parametrlərini optimallaşdırmaqla xüsusiyyətləri və sabitlik tələblərinə nail olmaq iqtisadi cəhətdən daha ucuz alternativ olardı. Britaniya Sisteminin tədqiqatında da generator parametrlərinin dəyişdirilməsinin sabitlik həddinə nisbətən daha az təsir göstərdiyi göstərilmişdir. Buna uyğun olaraq, generator üçün əlavədə verilmiş normal generator parametrləri göstərilmişdir. Aparılan ətraflı sabitlik tədqiqatları verilmişdir.
Xətt Şarj Tutumu və Gərginlik Sabitliyi
Uzaqdan yerləşən hidrogeneratorlar, doldurma kVA-sı maşının xəttin doldurma tutumundan çox olan uzun, yüklənməmiş EHV xətlərini doldurmaq üçün istifadə edildikdə, maşın öz-özünə həyəcanlana və gərginlik nəzarətdən kənara çıxa bilər. Öz-özünə həyəcanlanma şərti xc < xd-dir, burada xc tutumlu yük reaktivliyi və xd sinxron birbaşa ox reaktivliyidir. Panipat-a (qəbuledici tərəf) qədər tək bir 420 kV-luq yüklənməmiş E2 /xc xəttini doldurmaq üçün tələb olunan tutum nominal gərginlikdə təxminən 150 MVAR idi. İkinci mərhələdə ekvivalent uzunluqda ikinci 420 kV xətti quraşdırıldıqda, hər iki yüklənməmiş xətti eyni vaxtda nominal gərginlikdə doldurmaq üçün tələb olunan xəttin doldurma tutumu təxminən 300 MVAR olardı.
Avadanlıq təchizatçıları tərəfindən bildirildiyi kimi, Dehar generatorundan nominal gərginlikdə mövcud olan xəttin doldurma gücü aşağıdakı kimi idi:
(i) 70 faizlik MVA, yəni 121.8 MVAR xətti yükləmə minimum 10 faiz müsbət həyəcanlanma ilə mümkündür.
(ii) Minimum müsbət həyəcanlanma 1 faiz olmaqla, nominal MVA-nın 87 faizinə qədəri, yəni 139 MVAR xəttin doldurma tutumu mümkündür.
(iii) BSS-ə görə, nominal MVAR-ın 100 faizinə qədəri, yəni 173,8 xəttin doldurma tutumu təxminən 5 faiz mənfi həyəcanlanma ilə əldə edilə bilər və 10 faiz mənfi həyəcanlanma ilə əldə edilə bilən maksimum xəttin doldurma tutumu nominal MVA-nın 110 faizidir (191 MVAR).
(iv) Xətt doldurma tutumlarının daha da artırılması yalnız maşının ölçüsünü artırmaqla mümkündür. (ii) və (iii) hallarda həyəcanlanmanın əl ilə idarə olunması mümkün deyil və tam olaraq sürətli təsir göstərən avtomatik gərginlik tənzimləyicilərinin fasiləsiz işləməsinə etibar edilməlidir. Xətt doldurma tutumlarını artırmaq məqsədilə maşının ölçüsünü artırmaq nə iqtisadi cəhətdən mümkün, nə də arzuolunandır. Buna uyğun olaraq, istismarın birinci mərhələsində iş şəraiti nəzərə alınmaqla, generatorlarda mənfi həyəcanlanma təmin etməklə generatorlar üçün nominal gərginlikdə 191 MVAR xətt doldurma tutumunun təmin edilməsi qərara alındı. Gərginlik qeyri-sabitliyinə səbəb olan kritik iş şəraiti, qəbuledici ucundakı yükün kəsilməsindən də yarana bilər. Bu fenomen, generatorun sürətinin artmasından daha da mənfi təsirlənən maşındakı tutum yüklənməsi səbəbindən baş verir. Öz-özünə həyəcanlanma və gərginlik qeyri-sabitliyi baş verə bilər, əgər:
Xc ≤ n2 (Xq + XT)
Burada Xc tutumlu yük reaktiv müqaviməti, Xq kvadratur ox sinxron reaktiv müqaviməti və n yükün rədd edilməsi zamanı baş verən maksimum nisbi həddindən artıq sürətdir. Dehar generatorundakı bu vəziyyətin, aparılan ətraflı tədqiqatlara əsasən, xəttin qəbuledici ucunda daimi olaraq qoşulmuş 400 kV-luq EHV şunt reaktoru (75 MVA) təmin etməklə aradan qaldırılması təklif edilmişdir.
Damper sarğısı
Amortizator sarğısının əsas funksiyası, tutum yükləri ilə xətdən xəttə nasazlıqlar zamanı həddindən artıq gərginliyin qarşısını almaq və bununla da avadanlıqdakı həddindən artıq gərginlik stressini azaltmaq qabiliyyətidir. Uzaq yerləşmə və uzun bir-birinə bağlı ötürmə xətləri nəzərə alınmaqla, kvadratura və düz ox reaktivlərinin Xnq/Xnd nisbəti 1,2-dən çox olmayan tam birləşdirilmiş amortizator sarğıları müəyyən edilmişdir.
Generatorun xarakteristikası və həyəcan sistemi
Normal xüsusiyyətlərə malik generatorlar müəyyən edildikdən və ilkin tədqiqatlar yalnız marjinal sabitliyi göstərdikdən sonra, avadanlıqların ümumilikdə ən iqtisadi düzülüşünə nail olmaq üçün sabitlik həddinin artırılması məqsədilə yüksək sürətli statik həyəcanlandırma avadanlıqlarından istifadə edilməsinə qərar verildi. Statik həyəcanlandırma avadanlıqlarının optimal xüsusiyyətlərini müəyyən etmək üçün ətraflı tədqiqatlar aparıldı və 10-cu fəsildə müzakirə edildi.
Seysmik Mülahizələr
Dehar Elektrik Stansiyası seysmik zonada yerləşir. Avadanlıq istehsalçıları ilə məsləhətləşmələr aparılaraq, ərazidəki seysmik və geoloji şərait, eləcə də UNESCO-nun köməyi ilə Hindistan hökuməti tərəfindən yaradılmış Koyna Zəlzələ Ekspertləri Komitəsinin hesabatı nəzərə alınmaqla Dehardakı hidrogenerator layihəsində aşağıdakı müddəalar təklif edilmişdir.
Mexaniki möhkəmlik
Dehar generatorları, Deharda maşının mərkəzində hərəkət edən həm şaquli, həm də üfüqi istiqamətdə gözlənilən maksimum zəlzələ sürətlənmə qüvvəsinə təhlükəsiz şəkildə davam gətirmək üçün dizayn edilməlidir.
Təbii Tezlik
Maşının təbii tezliyi 100 Hs (generator tezliyindən iki dəfə çox) maqnit tezliyindən xeyli uzaqda (yüksək) saxlanılmalıdır. Bu təbii tezlik zəlzələ tezliyindən çox uzaqda olacaq və zəlzələnin dominant tezliyinə və fırlanan sistemin kritik sürətinə qarşı adekvat fərq üçün yoxlanılacaq.
Generator stator dəstəyi
Generator statoru və aşağı dartma və istiqamətləndirici yataq bünövrələri bir sıra altlıq lövhələrindən ibarətdir. Altlıq lövhələri normal şaquli istiqamətə əlavə olaraq, bünövrəyə yan tərəfdən bünövrə boltları ilə bərkidilməlidir.
Bələdçi Rulman Dizaynı
İstiqamətləndirici yastıqlar seqment tipli olmalı və istiqamətləndirici yastıq hissələri tam zəlzələ gücünə davam gətirmək üçün möhkəmləndirilməlidir. İstehsalçılar əlavə olaraq yuxarı mötərizənin polad tirlər vasitəsilə barellə (generator korpusu) yan tərəfdən bağlanmasını tövsiyə etdilər. Bu, həm də beton barelin möhkəmləndirilməsi demək olardı.
Generatorların Vibrasiya Aşkarlanması
Zəlzələ nəticəsində yaranan titrəmələr əvvəlcədən müəyyən edilmiş bir dəyəri aşdığı təqdirdə söndürmə və siqnalizasiyanı başlatmaq üçün turbinlərə və generatorlara titrəmə detektorlarının və ya eksantriklik ölçən cihazların quraşdırılması tövsiyə edilmişdir. Bu cihaz həmçinin turbinə təsir edən hidravlik şərait səbəbindən qurğunun qeyri-adi titrəmələrini aşkar etmək üçün də istifadə edilə bilər.
Merkuri Əlaqələri
Zəlzələ nəticəsində baş verən güclü sarsıntı, civə kontaktlarından istifadə edildiyi təqdirdə, cihazın söndürülməsinə səbəb olan yanlış sönməyə səbəb ola bilər. Bunun qarşısını ya titrəmə əleyhinə civə açarlarını təyin etməklə, ya da zəruri hallarda zamanlama röleləri əlavə etməklə almaq olar.
Nəticələr
(1) Dehar Elektrik Stansiyasında avadanlıq və strukturun dəyərində əhəmiyyətli qənaət şəbəkənin ölçüsünü və onun sistem ehtiyat tutumuna təsirini nəzərə alaraq böyük vahid ölçüsünü qəbul etməklə əldə edilmişdir.
(2) Rotor halqalarının deşilməsi üçün yüksək dartılmaya davamlı poladın hazırlanması sayəsində indi böyük yüksək sürətli hidrogeneratorlar üçün mümkün olan çətir konstruksiyası dizaynının qəbul edilməsi ilə generatorların dəyəri azaldılmışdır.
(3) Ətraflı tədqiqatlardan sonra təbii yüksək güc faktorlu generatorların alınması xərclərdə daha çox qənaətə səbəb oldu.
(4) Dehardakı tezlik tənzimləyici stansiyasında generatorun fırlanan hissələrinin normal volan effekti, bir-biri ilə əlaqəli böyük sistemə görə turbin idarəetmə sisteminin sabitliyi üçün kifayət hesab edilmişdir.
(5) Elektrik sabitliyini təmin etmək üçün EHV şəbəkələrini qidalandıran uzaq generatorların xüsusi parametrlərinə sürətli cavab verən statik həyəcan sistemləri ilə nail olmaq olar.
(6) Sürətli təsir göstərən statik həyəcan sistemləri lazımi sabitlik həddini təmin edə bilər. Lakin bu cür sistemlər nasazlıqdan sonrakı sabitliyə nail olmaq üçün geribildirim siqnallarını sabitləşdirməyi tələb edir. Ətraflı tədqiqatlar aparılmalıdır.
(7) Uzun EHV xətləri ilə şəbəkəyə qoşulmuş uzaq generatorların öz-özünə həyəcanlanması və gərginlik qeyri-sabitliyinin qarşısını mənfi həyəcana keçməklə və/və ya daimi olaraq qoşulmuş EHV şunt reaktorlarından istifadə etməklə maşının xəttin doldurma qabiliyyətini artırmaqla almaq olar.
(8) Generatorların və onun təməllərinin layihələndirilməsində seysmik qüvvələrə qarşı az xərclə qorunma təmin etmək üçün müddəalar edilə bilər.
Dehar Generatorlarının Əsas Parametrləri
Qısa Qapanma Nisbəti = 1.06
Keçici Reaksiya Birbaşa Ox = 0.2
Volan effekti = 39.5 x 106 funt ft2
Xnq/Xnd = 1.2-dən böyük deyil
Yayımlanma vaxtı: 11 may 2021
