Epekto sa Flywheel sa Generator ug Kalig-on sa Sistema sa Gobernador sa Turbine

Epekto sa Flywheel sa Generator ug Kalig-on sa Sistema sa Gobernador sa TurbineEpekto sa Flywheel sa Generator ug Kalig-on sa Sistema sa Gobernador sa TurbineEpekto sa Flywheel sa Generator ug Kalig-on sa Sistema sa Gobernador sa TurbineEpekto sa Flywheel sa Generator ug Kalig-on sa Sistema sa Gobernador sa Turbine
Ang dagkong modernong hydro generators adunay mas gamay nga inertia constant ug mahimong mag-atubang og mga problema bahin sa kalig-on sa turbine governing system. Kini tungod sa kinaiya sa turbine water, nga tungod sa inertia niini naghatag og water hammer sa mga pressure pipe kung ang mga control device gipadagan. Kini sa kinatibuk-an gihulagway sa hydraulic acceleration time constants. Sa isolated operation, kung ang frequency sa tibuok sistema gitino sa turbine governor, ang water hammer makaapekto sa speed governing ug ang instability makita isip hunting o frequency swinging. Alang sa interconnected operation nga adunay dako nga sistema, ang frequency gihuptan nga constant sa ulahi. Ang water hammer unya makaapekto sa power nga gipakaon sa sistema ug ang problema sa stability motumaw lamang kung ang power gikontrol sa usa ka closed loop, ie, sa kaso sa mga hydro generator nga miapil sa frequency regulation.

Ang kalig-on sa turbine governor gear dako og epekto sa ratio sa mechanical acceleration time constant tungod sa hydraulic acceleration time constant sa mga masa sa tubig ug sa gain sa governor. Ang pagkunhod sa nahisgutang ratio adunay epekto sa destabilisasyon ug nagkinahanglan og pagkunhod sa governor gain, nga negatibo nga makaapekto sa frequency stabilization. Busa, gikinahanglan ang minimum nga flywheel effect para sa nagtuyok nga mga parte sa usa ka hydro unit nga kasagaran mahatag lamang sa generator. Sa laing bahin, ang mechanical acceleration time constant mahimong mapakunhod pinaagi sa paghatag og pressure relief valve o surge tank, ug uban pa, apan kini kasagaran mahal kaayo. Ang empirical criteria para sa speed regulating ability sa usa ka hydro generating unit mahimong ibase sa speed rise sa unit nga mahimong mahitabo sa pagsalikway sa tibuok rated load sa unit nga naglihok nga independente. Para sa mga power unit nga naglihok sa dagkong interconnected systems ug gikinahanglan nga mo-regulate sa system frequency, ang percentage speed rise index nga gikompyut sa ibabaw giisip nga dili molapas sa 45 porsyento. Para sa gagmay nga mga sistema, kinahanglan nga ihatag ang gamay nga speed rise (Tan-awa ang Kapitulo 4).

Pahaba nga seksyon gikan sa intake hangtod sa Dehar Power Plant
(Tinubdan: Papel sa Awtor – 2nd world Congress, International Water Resources Association 1979) Para sa Dehar Power Plant, gipakita ang hydraulic pressure water system nga nagkonektar sa balancing storage sa power unit nga gilangkoban sa water intake, pressure tunnel, differential surge tank ug penstock. Kon limitahan ang maximum pressure rise sa mga penstock ngadto sa 35 porsyento, ang gibanabana nga maximum speed rise sa unit kon isalikway ang full load moabot ngadto sa mga 45 porsyento nga adunay governor closing.
oras nga 9.1 segundos sa rated head nga 282 m (925 ft) nga adunay normal nga flywheel effect sa nagtuyok nga mga parte sa generator (ie, gitakda lamang base sa pagsaka sa temperatura). Sa unang yugto sa operasyon, ang pagsaka sa speed nakita nga dili molapas sa 43 porsyento. Busa, gikonsiderar nga ang normal nga flywheel effect igo na alang sa pag-regulate sa frequency sa sistema.

Mga Parameter sa Generator ug Kalig-on sa Elektrisidad
Ang mga parametro sa generator nga adunay kalabotan sa kalig-on mao ang flywheel effect, transient reactance ug short circuit ratio. Sa inisyal nga yugto sa pag-uswag sa 420 kV EHV system sama sa Dehar, ang mga problema sa kalig-on lagmit nga kritikal tungod sa huyang nga sistema, ubos nga lebel sa short circuit, operasyon sa nanguna nga power factor, ug panginahanglan alang sa ekonomiya sa paghatag og mga transmission outlet ug pag-ayo sa gidak-on ug mga parametro sa mga generating unit. Ang pasiunang mga pagtuon sa transient stability sa network analyzer (gamit ang kanunay nga boltahe sa luyo sa transient reactance) alang sa Dehar EHV system nagpakita usab nga ang marginal stability ra ang makuha. Sa inisyal nga yugto sa disenyo sa Dehar Power Plant, gikonsiderar nga ang pagtino sa mga generator nga adunay normal nga...
ang mga kinaiya ug pagkab-ot sa mga kinahanglanon sa kalig-on pinaagi sa pag-optimize sa mga parameter sa ubang mga hinungdan nga nalambigit labi na kadtong sa excitation system mahimong mas barato nga alternatibo. Sa usa ka pagtuon sa British System gipakita usab nga ang pag-usab sa mga parameter sa generator adunay gamay nga epekto sa mga margin sa kalig-on. Busa, ang normal nga mga parameter sa generator sama sa gihatag sa apendiks gitino alang sa generator. Ang detalyado nga mga pagtuon sa kalig-on nga gihimo gihatag

Kapasidad sa Pag-charge sa Linya ug Kalig-on sa Boltahe
Ang mga hydro generator nga nahimutang sa layo nga lugar nga gigamit sa pag-charge sa taas ug wala ma-load nga mga linya sa EHV kansang charging kVA mas taas kay sa kapasidad sa pag-charge sa linya sa makina, ang makina mahimong ma-self-excite ug ang boltahe motaas nga dili makontrol. Ang kondisyon para sa self-excitation mao nga ang xc < xd diin, ang xc mao ang capacitive load reactance ug ang xd mao ang synchronous direct axis reactance. Ang kapasidad nga gikinahanglan para sa pag-charge sa usa ka 420 kV nga wala ma-load nga linya E2 /xc hangtod sa Panipat (receiving end) mga 150 MVARs sa rated voltage. Sa ikaduhang yugto, kung ang ikaduhang 420 kV nga linya nga adunay katumbas nga gitas-on ma-install, ang kapasidad sa pag-charge sa linya nga gikinahanglan aron ma-charge ang duha ka wala ma-load nga linya sa dungan nga oras sa rated voltage mga 300 MVARs.

Ang kapasidad sa pag-charge sa linya nga magamit sa rated voltage gikan sa Dehar generator nga gipahibalo sa mga supplier sa kagamitan mao ang mosunod:
(i) 70 porsyento nga rated MVA, ie, 121.8 MVAR line charging ang posible nga adunay minimum nga positibo nga excitation nga 10 porsyento.
(ii) Hangtod sa 87 porsyento sa rated MVA, ie, 139 MVAR line charging capacity ang posible nga adunay minimum nga positibo nga excitation nga 1 porsyento.
(iii) Hangtod sa 100 porsyento sa rated MVAR, ie, 173.8 line charging capacity ang makuha gamit ang gibana-bana nga 5 porsyento nga negative excitation ug ang pinakataas nga line charging capacity nga makuha gamit ang negative excitation nga 10 porsyento kay 110 porsyento sa rated MVA (191 MVAR) sumala sa BSS.
(iv) Ang dugang nga pagdugang sa kapasidad sa pag-charge sa linya posible lamang pinaagi sa pagdugang sa gidak-on sa makina. Sa kaso sa (ii) ug (iii) ang pagkontrol sa kamot sa excitation dili posible ug ang hingpit nga pagsalig kinahanglan ibutang sa padayon nga operasyon sa mga quick-acting automatic voltage regulator. Dili kini ekonomikanhon nga mahimo o dili maayo nga dugangan ang gidak-on sa makina alang sa katuyoan sa pagdugang sa kapasidad sa pag-charge sa linya. Busa, sa pagkonsiderar sa mga kondisyon sa operasyon sa unang yugto sa operasyon, nakahukom nga maghatag alang sa usa ka kapasidad sa pag-charge sa linya nga 191 MVARs sa rated voltage alang sa mga generator pinaagi sa paghatag og negatibo nga excitation sa mga generator. Ang kritikal nga kondisyon sa operasyon nga hinungdan sa kawalay kalig-on sa boltahe mahimo usab nga hinungdan sa pagkaputol sa load sa receiving end. Ang panghitabo mahitabo tungod sa capacitive loading sa makina nga dugang nga maapektuhan sa pagtaas sa speed sa generator. Ang self excitation ug voltage instability mahimong mahitabo kung.

Xc ≤ n2 (Xq + XT)
Diin, ang Xc mao ang capacitive load reactance, ang Xq mao ang quadrature axis synchronous reactance ug ang n mao ang maximum relative over speed nga mahitabo sa load rejection. Kini nga kondisyon sa Dehar generator gisugyot nga malikayan pinaagi sa paghatag og permanente nga konektado nga 400 kV EHV shunt reactor (75 MVA) sa receiving end sa linya sumala sa detalyado nga mga pagtuon nga gihimo.

Pagliko sa damper
Ang pangunang gimbuhaton sa usa ka damper winding mao ang kapasidad niini sa pagpugong sa sobra nga over-voltage kung adunay mga line-to-line fault nga adunay capacitive loads, sa ingon makunhuran ang over-voltage stress sa kagamitan. Gikonsiderar ang hilit nga lokasyon ug taas nga nagkonektar nga mga linya sa transmission, ang hingpit nga konektado nga mga damper winding nga adunay ratio sa quadrature ug direct axis reactances, ang Xnq/Xnd nga dili molapas sa 1.2 ang gitino.

Kinaiya sa Generator ug Sistema sa Pag-excite
Human matino ang mga generator nga adunay normal nga mga kinaiya ug ang mga pasiunang pagtuon nagpakita lamang og gamay nga kalig-on, nahukman nga gamiton ang high-speed static excitation equipment aron mapaayo ang stability margins aron makab-ot ang kinatibuk-ang labing ekonomikanhon nga kahikayan sa kagamitan. Gihimo ang detalyado nga mga pagtuon aron mahibal-an ang labing maayo nga mga kinaiya sa static excitation equipment ug gihisgutan sa kapitulo 10.

Mga Konsiderasyon sa Seismic
Ang Dehar Power Plant naa sa seismic zone. Ang mosunod nga mga probisyon sa disenyo sa hydro generator sa Dehar gisugyot uban sa konsultasyon sa mga tiggama sa kagamitan ug gikonsiderar ang seismic ug geological nga mga kondisyon sa lugar ug ang report sa Koyna Earthquake Experts Committee nga gitukod sa Gobyerno sa India uban sa tabang sa UNESCO.

Kusog sa Mekanikal
Ang mga generator sa Dehar kinahanglan nga gidisenyo aron luwas nga makasugakod sa pinakataas nga puwersa sa pagpadali sa linog sa bertikal ug pinahigda nga direksyon nga gilauman sa Dehar nga molihok sa sentro sa makina.

Natural nga Kasubsob
Ang natural nga frequency sa makina kinahanglan nga ipahilayo (mas taas) gikan sa magnetic frequency nga 100 Hz (doble sa frequency sa generator). Kini nga natural nga frequency layo sa frequency sa linog ug susihon kung adunay igong margin batok sa dominanteng frequency sa linog ug kritikal nga katulin sa nagtuyok nga sistema.

Suporta sa stator sa generator
Ang generator stator ug ang lower thrust ug guide bearing foundations gilangkoban sa daghang sole plates. Ang sole plates kinahanglan nga ihigot sa pundasyon sa kilid dugang sa normal nga bertikal nga direksyon pinaagi sa mga bolt sa pundasyon.

Disenyo sa Giya sa Bearing
Ang mga guide bearing kinahanglan nga segmental type ug ang mga parte sa guide bearing kinahanglan nga lig-onon aron makasugakod sa kusog nga linog. Dugang nga girekomenda sa mga tiggama nga ihigot ang ibabaw nga bracket sa kilid sa barrel (generator enclosure) gamit ang mga steel girder. Kini nagpasabot usab nga ang konkreto nga barrel kinahanglan nga lig-onon.

Pag-ila sa Pagkurog sa mga Generator
Girekomenda ang pag-instalar og mga vibration detector o eccentricity meter sa mga turbine ug generator aron masugdan ang pag-shutdown ug pag-alarma kung ang mga vibration tungod sa linog molapas sa gitakdang kantidad. Kini nga device mahimo usab nga gamiton sa pag-detect sa bisan unsang dili kasagaran nga mga vibration sa usa ka unit tungod sa hydraulic nga mga kondisyon nga makaapekto sa turbine.

Mga Kontak sa Mercury
Ang grabeng pag-uyog tungod sa linog posibleng moresulta sa sayop nga pag-trip sa pagsugod sa pag-shutdown sa unit kon gamiton ang mercury contacts. Malikayan kini pinaagi sa pag-specify sa anti-vibration type mercury switches o kon gikinahanglan, pinaagi sa pagdugang og timing relays.

Mga Konklusyon
(1) Nakab-ot ang dakong pagkunhod sa gasto sa kagamitan ug istruktura sa Dehar Power Plant pinaagi sa pagsagop sa dagkong gidak-on sa yunit nga gikonsiderar ang gidak-on sa grid ug ang impluwensya niini sa kapasidad sa sistema.
(2) Nakunhuran ang gasto sa mga generator pinaagi sa pagsagop sa umbrella design sa konstruksyon nga posible na karon alang sa dagkong high speed hydro generators tungod sa pag-uswag sa high tensile steel para sa rotor rim punching.
(3) Ang pagpalit og natural high power factor generators human sa detalyadong mga pagtuon miresulta sa dugang nga pagdaginot sa gasto.
(4) Ang normal nga epekto sa flywheel sa nagtuyok nga mga bahin sa generator sa frequency regulating station sa Dehar giisip nga igo na alang sa kalig-on sa turbine governor system tungod sa dako nga interconnected system.
(5) Ang mga espesyal nga parametro sa mga remote generator nga nagpakaon sa mga EHV network aron masiguro ang kalig-on sa kuryente mahimong matuman sa mga fast response static excitation system.
(6) Ang paspas nga paglihok nga static excitation system makahatag sa gikinahanglan nga stability margins. Apan, ang maong mga sistema nagkinahanglan og stabilizing feed back signals aron makab-ot ang post fault stability. Kinahanglan nga himuon ang detalyadong mga pagtuon.
(7) Ang self-excitation ug voltage instability sa mga remote generator nga konektado sa grid pinaagi sa taas nga EHV lines mapugngan pinaagi sa pagdugang sa line charging capacity sa makina pinaagi sa paggamit sa negative excitation ug/o pinaagi sa paggamit sa permanente nga konektado nga EHV shunt reactors.
(8) Mahimong maghimo og mga probisyon sa disenyo sa mga generator ug sa mga pundasyon niini aron makahatag og mga panalipod batok sa mga pwersa sa linog sa gamay nga gasto.

Pangunang mga Parameter sa mga Generator sa Dehar
Ratio sa Mubo nga Sirkito = 1.06
Transient Reactance Direct Axis = 0.2
Epekto sa Flywheel = 39.5 x 106 lb ft2
Ang Xnq/Xnd dili molapas sa = 1.2