জেনারেটর ফ্লাইহুইল টারবাইন গভর্নরের প্রভাব এবং স্থিতিশীলতা সিস্টেমজেনারেটর ফ্লাইহুইল টারবাইন গভর্নরের প্রভাব এবং স্থিতিশীলতা সিস্টেমজেনারেটর ফ্লাইহুইল টারবাইন গভর্নরের প্রভাব এবং স্থিতিশীলতা সিস্টেমজেনারেটর ফ্লাইহুইল টারবাইন গভর্নর সিস্টেমের প্রভাব এবং স্থিতিশীলতা
বৃহৎ আধুনিক হাইড্রো জেনারেটরের ইনর্সিয়া ধ্রুবক কম থাকে এবং টারবাইন পরিচালনা ব্যবস্থার স্থিতিশীলতা নিয়ে সমস্যার সম্মুখীন হতে পারে। এটি টারবাইন জলের আচরণের কারণে, যা তার ইনর্সিয়ার কারণে নিয়ন্ত্রণ ডিভাইসগুলি পরিচালনা করার সময় চাপ পাইপগুলিতে জল হাতুড়ি তৈরি করে। এটি সাধারণত হাইড্রোলিক ত্বরণ সময় ধ্রুবক দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। বিচ্ছিন্ন অপারেশনে, যখন পুরো সিস্টেমের ফ্রিকোয়েন্সি টারবাইন গভর্নর দ্বারা নির্ধারিত হয়, তখন জল হাতুড়ি গতি নিয়ন্ত্রণকে প্রভাবিত করে এবং অস্থিরতা হান্টিং বা ফ্রিকোয়েন্সি সুইং হিসাবে দেখা দেয়। একটি বৃহৎ সিস্টেমের সাথে আন্তঃসংযুক্ত অপারেশনের জন্য ফ্রিকোয়েন্সি মূলত পরবর্তী দ্বারা স্থির থাকে। জল হাতুড়ি তখন সিস্টেমে সরবরাহ করা শক্তিকে প্রভাবিত করে এবং স্থিতিশীলতার সমস্যা তখনই দেখা দেয় যখন বিদ্যুৎ একটি বন্ধ লুপে নিয়ন্ত্রিত হয়, অর্থাৎ, সেই হাইড্রো জেনারেটরগুলির ক্ষেত্রে যা ফ্রিকোয়েন্সি নিয়ন্ত্রণে অংশ নেয়।
টারবাইন গভর্নর গিয়ারের স্থিতিশীলতা জলের ভরের হাইড্রোলিক ত্বরণ সময় ধ্রুবকের কারণে যান্ত্রিক ত্বরণ সময় ধ্রুবকের অনুপাত এবং গভর্নরের লাভ দ্বারা ব্যাপকভাবে প্রভাবিত হয়। উপরোক্ত অনুপাত হ্রাসের একটি অস্থিতিশীল প্রভাব রয়েছে এবং গভর্নর লাভ হ্রাস করা প্রয়োজন, যা ফ্রিকোয়েন্সি স্থিতিশীলকরণের উপর বিরূপ প্রভাব ফেলে। অতএব, একটি হাইড্রো ইউনিটের ঘূর্ণায়মান অংশগুলির জন্য একটি ন্যূনতম ফ্লাইহুইল প্রভাব প্রয়োজন যা সাধারণত কেবল জেনারেটরেই সরবরাহ করা যেতে পারে। বিকল্পভাবে, যান্ত্রিক ত্বরণ সময় ধ্রুবক একটি চাপ রিলিফ ভালভ বা একটি সার্জ ট্যাঙ্ক ইত্যাদির ব্যবস্থা দ্বারা হ্রাস করা যেতে পারে, তবে এটি সাধারণত খুব ব্যয়বহুল। একটি হাইড্রো জেনারেটিং ইউনিটের গতি নিয়ন্ত্রণ ক্ষমতার জন্য একটি অভিজ্ঞতামূলক মানদণ্ড ইউনিটের গতি বৃদ্ধির উপর ভিত্তি করে হতে পারে যা স্বাধীনভাবে পরিচালিত ইউনিটের সম্পূর্ণ রেটেড লোড প্রত্যাখ্যানের উপর ঘটতে পারে। বৃহৎ আন্তঃসংযুক্ত সিস্টেমে পরিচালিত এবং সিস্টেম ফ্রিকোয়েন্সি নিয়ন্ত্রণ করার জন্য প্রয়োজনীয় পাওয়ার ইউনিটগুলির জন্য, উপরে গণনা করা শতাংশ গতি বৃদ্ধি সূচক 45 শতাংশের বেশি না বলে বিবেচিত হয়েছিল। ছোট সিস্টেমের জন্য কম গতি বৃদ্ধি প্রদান করা উচিত (অধ্যায় 4 দেখুন)।
ইনটেক থেকে দেহর বিদ্যুৎ কেন্দ্র পর্যন্ত অনুদৈর্ঘ্য অংশ
(সূত্র: লেখকের লেখা - দ্বিতীয় বিশ্ব কংগ্রেস, আন্তর্জাতিক জল সম্পদ সমিতি ১৯৭৯) দেহর বিদ্যুৎ কেন্দ্রের জন্য, জল গ্রহণ, চাপ টানেল, ডিফারেনশিয়াল সার্জ ট্যাঙ্ক এবং পেনস্টক সমন্বিত বিদ্যুৎ ইউনিটের সাথে ভারসাম্য সংরক্ষণের সাথে সংযুক্ত হাইড্রোলিক চাপ জল ব্যবস্থা দেখানো হয়েছে। পেনস্টকগুলিতে সর্বোচ্চ চাপ বৃদ্ধি ৩৫ শতাংশে সীমাবদ্ধ রেখে, পূর্ণ লোড প্রত্যাখ্যানের পরে ইউনিটের আনুমানিক সর্বোচ্চ গতি বৃদ্ধি প্রায় ৪৫ শতাংশে পরিণত হয়েছে। গভর্নর ক্লোজিং সহ
জেনারেটরের ঘূর্ণায়মান অংশগুলির স্বাভাবিক ফ্লাইহুইল প্রভাবের সাথে ২৮২ মিটার (৯২৫ ফুট) রেটিং হেডে ৯.১ সেকেন্ড সময় (অর্থাৎ, শুধুমাত্র তাপমাত্রা বৃদ্ধির বিবেচনায় স্থির)। অপারেশনের প্রথম পর্যায়ে গতি বৃদ্ধি ৪৩ শতাংশের বেশি পাওয়া যায়নি। অতএব, সিস্টেমের ফ্রিকোয়েন্সি নিয়ন্ত্রণের জন্য স্বাভাবিক ফ্লাইহুইল প্রভাব যথেষ্ট বলে বিবেচিত হয়েছিল।
জেনারেটরের পরামিতি এবং বৈদ্যুতিক স্থিতিশীলতা
জেনারেটরের স্থিতিশীলতার উপর প্রভাব ফেলে এমন পরামিতিগুলি হল ফ্লাইহুইল এফেক্ট, ক্ষণস্থায়ী বিক্রিয়া এবং শর্ট সার্কিট অনুপাত। দেহারের মতো ৪২০ কেভি ইএইচভি সিস্টেমের উন্নয়নের প্রাথমিক পর্যায়ে দুর্বল সিস্টেম, নিম্ন শর্ট সার্কিট স্তর, শীর্ষস্থানীয় পাওয়ার ফ্যাক্টরে পরিচালনা এবং ট্রান্সমিশন আউটলেট সরবরাহ এবং জেনারেটিং ইউনিটগুলির আকার এবং পরামিতি নির্ধারণে সাশ্রয়ীতার প্রয়োজনীয়তার কারণে স্থিতিশীলতার সমস্যাগুলি গুরুতর হতে পারে। দেহার ইএইচভি সিস্টেমের জন্য নেটওয়ার্ক বিশ্লেষক (ক্ষণস্থায়ী বিক্রিয়ার পিছনে ধ্রুবক ভোল্টেজ ব্যবহার করে) এর উপর প্রাথমিক ক্ষণস্থায়ী স্থিতিশীলতা অধ্যয়নও ইঙ্গিত দেয় যে কেবলমাত্র প্রান্তিক স্থিতিশীলতা পাওয়া যাবে। দেহার বিদ্যুৎ কেন্দ্রের নকশার প্রাথমিক পর্যায়ে বিবেচনা করা হয়েছিল যে স্বাভাবিক সহ জেনারেটর নির্দিষ্ট করা
অন্যান্য বিষয়ের পরামিতি, বিশেষ করে উত্তেজনা ব্যবস্থার পরামিতিগুলি অপ্টিমাইজ করে স্থিতিশীলতার প্রয়োজনীয়তা অর্জন করা অর্থনৈতিকভাবে সস্তা বিকল্প হবে। ব্রিটিশ সিস্টেমের একটি গবেষণায়ও দেখা গেছে যে জেনারেটরের পরামিতি পরিবর্তনের স্থিতিশীলতার মার্জিনের উপর তুলনামূলকভাবে অনেক কম প্রভাব পড়ে। সেই অনুযায়ী জেনারেটরের জন্য পরিশিষ্টে প্রদত্ত স্বাভাবিক জেনারেটরের পরামিতিগুলি নির্দিষ্ট করা হয়েছিল। সম্পাদিত বিশদ স্থিতিশীলতা অধ্যয়নগুলি দেওয়া হল
লাইন চার্জিং ক্ষমতা এবং ভোল্টেজ স্থিতিশীলতা
দূরবর্তী স্থানে অবস্থিত হাইড্রো জেনারেটরগুলি দীর্ঘ আনলোডেড EHV লাইন চার্জ করার জন্য ব্যবহৃত হয় যার চার্জিং kVA মেশিনের লাইন চার্জিং ক্ষমতার চেয়ে বেশি, মেশিনটি স্ব-উত্তেজিত হয়ে উঠতে পারে এবং ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণের বাইরে চলে যেতে পারে। স্ব-উত্তেজনার শর্ত হল xc < xd যেখানে, xc হল ক্যাপাসিটিভ লোড রিঅ্যাক্ট্যান্স এবং xd হল সিঙ্ক্রোনাস ডাইরেক্ট অক্ষ রিঅ্যাক্ট্যান্স। পানিপত (গ্রহণ প্রান্ত) পর্যন্ত একটি একক 420 kV আনলোডেড লাইন E2 /xc চার্জ করার জন্য প্রয়োজনীয় ক্ষমতা ছিল রেটেড ভোল্টেজে প্রায় 150 MVARs। দ্বিতীয় পর্যায়ে যখন সমতুল্য দৈর্ঘ্যের একটি দ্বিতীয় 420 kV লাইন ইনস্টল করা হয়, তখন রেটেড ভোল্টেজে উভয় আনলোডেড লাইনকে একযোগে চার্জ করার জন্য প্রয়োজনীয় লাইন চার্জিং ক্ষমতা হবে প্রায় 300 MVARs।
সরঞ্জাম সরবরাহকারীদের দ্বারা অবহিত দেহর জেনারেটর থেকে রেটেড ভোল্টেজে উপলব্ধ লাইন চার্জিং ক্ষমতা নিম্নরূপ ছিল:
(i) ৭০ শতাংশ রেটেড MVA, অর্থাৎ, ১২১.৮ MVAR লাইন চার্জিং সর্বনিম্ন ১০ শতাংশ ধনাত্মক উত্তেজনা সহ সম্ভব।
(ii) ন্যূনতম ১ শতাংশ ধনাত্মক উত্তেজনা সহ, রেটেড MVA এর ৮৭ শতাংশ পর্যন্ত, অর্থাৎ ১৩৯ MVAR লাইন চার্জিং ক্ষমতা সম্ভব।
(iii) BSS অনুসারে, প্রায় ৫ শতাংশ ঋণাত্মক উত্তেজনা সহ রেটেড MVA এর ১০০ শতাংশ পর্যন্ত, অর্থাৎ ১৭৩.৮ লাইন চার্জিং ক্ষমতা পাওয়া যেতে পারে এবং ১০ শতাংশ ঋণাত্মক উত্তেজনা সহ সর্বাধিক লাইন চার্জিং ক্ষমতা পাওয়া যেতে পারে রেটেড MVA (১৯১ MVAR) এর ১১০ শতাংশ।
(iv) লাইন চার্জিং ক্ষমতা আরও বৃদ্ধি করা সম্ভব কেবল মেশিনের আকার বৃদ্ধির মাধ্যমে। (ii) এবং (iii) ক্ষেত্রে উত্তেজনার হাত নিয়ন্ত্রণ সম্ভব নয় এবং দ্রুত ক্রিয়াশীল স্বয়ংক্রিয় ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রকদের ক্রমাগত পরিচালনার উপর সম্পূর্ণ নির্ভর করতে হবে। লাইন চার্জিং ক্ষমতা বৃদ্ধির উদ্দেশ্যে মেশিনের আকার বৃদ্ধি করা অর্থনৈতিকভাবে সম্ভব নয় এবং কাম্যও নয়। সেই অনুযায়ী অপারেশনের প্রথম পর্যায়ে অপারেটিং অবস্থার কথা বিবেচনা করে জেনারেটরগুলিতে নেতিবাচক উত্তেজনা প্রদান করে জেনারেটরের জন্য রেটেড ভোল্টেজে 191 MVARs লাইন চার্জিং ক্ষমতা প্রদান করার সিদ্ধান্ত নেওয়া হয়েছিল। ভোল্টেজ অস্থিরতা সৃষ্টিকারী জটিল অপারেটিং অবস্থা রিসিভিং প্রান্তে লোড সংযোগ বিচ্ছিন্ন হওয়ার কারণেও হতে পারে। মেশিনে ক্যাপাসিটিভ লোডিংয়ের কারণে এই ঘটনাটি ঘটে যা জেনারেটরের গতি বৃদ্ধির দ্বারা আরও প্রতিকূলভাবে প্রভাবিত হয়। স্ব-উত্তেজনা এবং ভোল্টেজ অস্থিরতা ঘটতে পারে যদি...
Xc ≤ n2 (Xq + XT)
যেখানে, Xc হল ক্যাপাসিটিভ লোড রিঅ্যাক্ট্যান্স, Xq হল কোয়াড্রেচার অক্ষ সিঙ্ক্রোনাস রিঅ্যাক্ট্যান্স এবং n হল লোড রিজেক্টেশনের সময় ঘটে যাওয়া সর্বাধিক আপেক্ষিক ওভারস্পিড। সম্পাদিত বিস্তারিত গবেষণা অনুসারে, দেহার জেনারেটরের এই অবস্থাটি লাইনের রিসিভিং প্রান্তে স্থায়ীভাবে সংযুক্ত 400 kV EHV শান্ট রিঅ্যাক্টর (75 MVA) প্রদান করে এড়ানোর প্রস্তাব করা হয়েছিল।
ড্যাম্পার ওয়াইন্ডিং
একটি ড্যাম্পার উইন্ডিংয়ের প্রধান কাজ হল ক্যাপাসিটিভ লোডের সাথে লাইন টু লাইন ফল্টের ক্ষেত্রে অতিরিক্ত ওভার-ভোল্টেজ প্রতিরোধ করার ক্ষমতা, যার ফলে সরঞ্জামের উপর ওভার-ভোল্টেজের চাপ হ্রাস পায়। দূরবর্তী অবস্থান এবং দীর্ঘ আন্তঃসংযোগকারী ট্রান্সমিশন লাইন বিবেচনা করে সম্পূর্ণরূপে সংযুক্ত ড্যাম্পার উইন্ডিংগুলি কোয়াড্রেচার এবং সরাসরি অক্ষ বিক্রিয়া Xnq/Xnd 1.2 এর বেশি না হওয়া অনুপাতের সাথে নির্দিষ্ট করা হয়েছিল।
জেনারেটরের বৈশিষ্ট্য এবং উত্তেজনা ব্যবস্থা
স্বাভাবিক বৈশিষ্ট্যযুক্ত জেনারেটর নির্দিষ্ট করার পর এবং প্রাথমিক গবেষণায় কেবল প্রান্তিক স্থিতিশীলতা নির্দেশিত হওয়ার পর, স্থিরতা মার্জিন উন্নত করার জন্য উচ্চ গতির স্ট্যাটিক উত্তেজনা সরঞ্জাম ব্যবহার করার সিদ্ধান্ত নেওয়া হয়েছিল যাতে সরঞ্জামের সামগ্রিকভাবে সবচেয়ে লাভজনক ব্যবস্থা অর্জন করা যায়। স্ট্যাটিক উত্তেজনা সরঞ্জামের সর্বোত্তম বৈশিষ্ট্য নির্ধারণের জন্য বিশদ গবেষণা করা হয়েছিল এবং অধ্যায় 10 এ আলোচনা করা হয়েছিল।
ভূমিকম্প সংক্রান্ত বিষয়বস্তু
দেহর বিদ্যুৎ কেন্দ্রটি ভূকম্পনপ্রবণ অঞ্চলে পড়ে। যন্ত্র প্রস্তুতকারকদের সাথে পরামর্শ করে এবং স্থানের ভূকম্পন ও ভূতাত্ত্বিক পরিস্থিতি এবং ইউনেস্কোর সহায়তায় ভারত সরকার কর্তৃক গঠিত কোয়না ভূমিকম্প বিশেষজ্ঞ কমিটির প্রতিবেদন বিবেচনা করে দেহরে হাইড্রো জেনারেটর নকশায় নিম্নলিখিত বিধানগুলি প্রস্তাব করা হয়েছিল।
যান্ত্রিক শক্তি
দেহার জেনারেটরগুলিকে এমনভাবে ডিজাইন করা উচিত যাতে যন্ত্রের কেন্দ্রে অবস্থিত দেহারে উল্লম্ব এবং অনুভূমিক উভয় দিকেই প্রত্যাশিত সর্বোচ্চ ভূমিকম্প ত্বরণ বল নিরাপদে সহ্য করা যায়।
প্রাকৃতিক ফ্রিকোয়েন্সি
যন্ত্রের প্রাকৃতিক ফ্রিকোয়েন্সি ১০০ হার্জ চৌম্বকীয় ফ্রিকোয়েন্সি (জেনারেটর ফ্রিকোয়েন্সির দ্বিগুণ) থেকে অনেক দূরে (উচ্চতর) রাখতে হবে। এই প্রাকৃতিক ফ্রিকোয়েন্সি ভূমিকম্পের ফ্রিকোয়েন্সি থেকে অনেক দূরে রাখা হবে এবং ভূমিকম্পের প্রধান ফ্রিকোয়েন্সি এবং ঘূর্ণন ব্যবস্থার ক্রান্তিকালীন গতির বিপরীতে পর্যাপ্ত মার্জিনের জন্য পরীক্ষা করা হবে।
জেনারেটর স্টেটর সাপোর্ট
জেনারেটর স্টেটর এবং লোয়ার থ্রাস্ট এবং গাইড বিয়ারিং ফাউন্ডেশনে বেশ কয়েকটি সোল প্লেট থাকে। সোল প্লেটগুলিকে ফাউন্ডেশন বোল্ট দ্বারা স্বাভাবিক উল্লম্ব দিক ছাড়াও পাশের দিকে ফাউন্ডেশনের সাথে সংযুক্ত করতে হবে।
গাইড বিয়ারিং ডিজাইন
গাইড বিয়ারিংগুলি সেগমেন্টাল ধরণের হতে হবে এবং গাইড বিয়ারিং অংশগুলিকে সম্পূর্ণ ভূমিকম্পের শক্তি সহ্য করার জন্য শক্তিশালী করতে হবে। নির্মাতারা আরও সুপারিশ করেছেন যে উপরের বন্ধনীটি স্টিলের গার্ডারের মাধ্যমে ব্যারেলের (জেনারেটর এনক্লোজার) সাথে পার্শ্বীয়ভাবে বেঁধে দেওয়া উচিত। এর অর্থ হল কংক্রিটের ব্যারেলটিও শক্তিশালী করতে হবে।
জেনারেটরের কম্পন সনাক্তকরণ
ভূমিকম্পের ফলে কম্পন পূর্বনির্ধারিত মান অতিক্রম করলে বন্ধ করার এবং অ্যালার্ম চালু করার জন্য টারবাইন এবং জেনারেটরে কম্পন সনাক্তকারী বা বিকেন্দ্রিকতা মিটার স্থাপনের পরামর্শ দেওয়া হয়েছে। টারবাইনকে প্রভাবিত করে এমন হাইড্রোলিক অবস্থার কারণে ইউনিটের যেকোনো অস্বাভাবিক কম্পন সনাক্ত করতেও এই ডিভাইসটি ব্যবহার করা যেতে পারে।
বুধের পরিচিতি
ভূমিকম্পের কারণে তীব্র কম্পনের ফলে ইউনিট বন্ধ করার সময় ভুল ট্রিপিং হতে পারে, যদি পারদ যোগাযোগ ব্যবহার করা হয়। অ্যান্টি-ভাইব্রেশন ধরণের পারদ সুইচ নির্দিষ্ট করে অথবা প্রয়োজনে টাইমিং রিলে যোগ করে এটি এড়ানো যেতে পারে।
উপসংহার
(১) দেহর বিদ্যুৎ কেন্দ্রের সরঞ্জাম এবং কাঠামোর খরচে যথেষ্ট সাশ্রয় লাভ করা সম্ভব হয়েছে, কারণ গ্রিডের আকার এবং সিস্টেমের অতিরিক্ত ক্ষমতার উপর এর প্রভাব বিবেচনায় রেখে বৃহৎ ইউনিট আকার গ্রহণ করা হয়েছে।
(২) রোটার রিম পাঞ্চিংয়ের জন্য উচ্চ প্রসার্য ইস্পাতের উন্নয়নের কারণে ছাতা নকশা গ্রহণের মাধ্যমে জেনারেটরের খরচ হ্রাস করা হয়েছে যা এখন বৃহৎ উচ্চ গতির হাইড্রো জেনারেটরের জন্য সম্ভব।
(৩) বিস্তারিত গবেষণার পর প্রাকৃতিক উচ্চ ক্ষমতা সম্পন্ন জেনারেটর সংগ্রহের ফলে খরচ আরও সাশ্রয় হয়েছে।
(৪) দেহারের ফ্রিকোয়েন্সি রেগুলেটর স্টেশনে জেনারেটরের ঘূর্ণায়মান অংশগুলির স্বাভাবিক ফ্লাইহুইল প্রভাব টারবাইন গভর্নর সিস্টেমের স্থিতিশীলতার জন্য যথেষ্ট বলে বিবেচিত হয়েছিল কারণ এটি বৃহৎ আন্তঃসংযুক্ত সিস্টেম।
(৫) বৈদ্যুতিক স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করার জন্য EHV নেটওয়ার্কগুলিকে খাওয়ানো দূরবর্তী জেনারেটরের বিশেষ পরামিতিগুলি দ্রুত প্রতিক্রিয়াশীল স্ট্যাটিক উত্তেজনা সিস্টেম দ্বারা পূরণ করা যেতে পারে।
(৬) দ্রুত ক্রিয়াশীল স্ট্যাটিক উত্তেজনা ব্যবস্থা প্রয়োজনীয় স্থিতিশীলতা মার্জিন প্রদান করতে পারে। তবে, এই ধরনের সিস্টেমগুলিতে ত্রুটি-পরবর্তী স্থিতিশীলতা অর্জনের জন্য স্থিতিশীল ফিডব্যাক সংকেত প্রয়োজন। বিস্তারিত গবেষণা করা উচিত।
(৭) দীর্ঘ EHV লাইনের মাধ্যমে গ্রিডের সাথে সংযুক্ত দূরবর্তী জেনারেটরের স্ব-উত্তেজনা এবং ভোল্টেজ অস্থিরতা রোধ করা যেতে পারে, নেতিবাচক উত্তেজনার আশ্রয় নিয়ে এবং/অথবা স্থায়ীভাবে সংযুক্ত EHV শান্ট রিঅ্যাক্টর ব্যবহার করে মেশিনের লাইন চার্জিং ক্ষমতা বৃদ্ধি করে।
(৮) জেনারেটর এবং এর ভিত্তির নকশায় স্বল্প খরচে ভূমিকম্পের বিরুদ্ধে সুরক্ষা প্রদানের ব্যবস্থা করা যেতে পারে।
দেহার জেনারেটরের প্রধান পরামিতি
শর্ট সার্কিট অনুপাত = ১.০৬
ক্ষণস্থায়ী বিক্রিয়া প্রত্যক্ষ অক্ষ = ০.২
ফ্লাইহুইল এফেক্ট = ৩৯.৫ x ১০৬ পাউন্ড ফুট২
Xnq/Xnd = 1.2 এর বেশি নয়
পোস্টের সময়: মে-১১-২০২১
