Generator flywheel effekt en stabiliteit fan turbine regulator systeem Generator flywheel effekt en stabiliteit fan turbine regulator systeem Generator flywheel effekt en stabiliteit fan turbine regulator systeem Generator flywheel effekt en stabiliteit fan turbine regulator systeem
Grutte moderne wetterkrêftgenerators hawwe in lytsere traachheidskonstante en kinne problemen hawwe mei de stabiliteit fan it turbinebestjoeringssysteem. Dit komt troch it gedrach fan it turbinewetter, dat fanwegen syn traachheid oanlieding jout ta wetterhammer yn drukliedingen as kontrôleapparaten wurde betsjinne. Dit wurdt yn 't algemien karakterisearre troch de hydraulyske fersnellingstiidkonstanten. Yn isolearre operaasje, as de frekwinsje fan it heule systeem wurdt bepaald troch de turbineregulator, beynfloedet de wetterhammer de snelheidsregeling en ferskynt ynstabiliteit as jagen of frekwinsjewikseling. Foar ynterferbûne operaasje mei in grut systeem wurdt de frekwinsje yn essinsje konstant hâlden troch de lêste. De wetterhammer beynfloedet dan it fermogen dat oan it systeem wurdt levere en it stabiliteitsprobleem ûntstiet allinich as it fermogen yn in sletten lus wurdt regele, d.w.s. yn it gefal fan dy wetterkrêftgenerators dy't meidogge oan frekwinsjeregeling.
De stabiliteit fan in turbine-regulator wurdt sterk beynfloede troch de ferhâlding fan 'e meganyske fersnellingstiidkonstante fanwegen de hydraulyske fersnellingstiidkonstante fan 'e wettermassa's en troch de fersterking fan 'e regulator. In fermindering fan 'e boppesteande ferhâlding hat in destabilisearjend effekt en makket in fermindering fan 'e regulatorfersterking needsaaklik, wat de frekwinsjestabilisaasje negatyf beynfloedet. Dêrom is in minimaal flywheel-effekt foar rotearjende dielen fan in hydro-ienheid nedich, dat normaal allinich yn 'e generator levere wurde kin. As alternatyf kin de meganyske fersnellingstiidkonstante wurde fermindere troch it leverjen fan in drukûntlastingsklep of in surgetank, ensfh., mar it is oer it algemien tige kostber. In empirysk kritearium foar it snelheidsregulearjende fermogen fan in hydro-generearjende ienheid kin basearre wurde op 'e snelheidsferheging fan 'e ienheid dy't kin plakfine by it ôfwizen fan 'e folsleine nominale lading fan 'e ienheid dy't ûnôfhinklik wurket. Foar de krêft-ienheden dy't wurkje yn grutte ûnderling ferbûne systemen en dy't nedich binne om de systeemfrekwinsje te regeljen, waard beskôge dat de persintaazje snelheidsferhegingsyndeks lykas hjirboppe berekkene net mear as 45 prosint wie. Foar lytsere systemen kin in lytsere snelheidsferheging levere wurde (Sjoch haadstik 4).
Longitudinale seksje fan ynlaat nei Dehar-krêftsintrale
(Boarne: Artikel fan auteur - 2e wrâldkongres, International Water Resources Association 1979) Foar de Dehar-krêftsintrale wurdt it hydraulyske drukwettersysteem werjûn dat de lykwichtsopslach ferbynt mei de krêftienheid besteande út wetteryntak, druktunnel, differinsjaalopslachtank en sleeplieding. Troch de maksimale drukstiging yn 'e sleepliedingen te beheinen ta 35 prosint, waard de rûsde maksimale snelheidsstiging fan 'e ienheid by ôfwizing fan folle lading útwurke ta sawat 45 prosint mei in regelaar dy't slút.
tiid fan 9,1 sekonden by in nominale kop fan 282 m (925 ft) mei it normale flywheel-effekt fan 'e rotearjende dielen fan' e generator (d.w.s. allinich fêststeld op temperatuerferheging). Yn 'e earste faze fan operaasje waard fûn dat de snelheidsferheging net mear as 43 prosint wie. Dêrom waard beskôge dat it normale flywheel-effekt foldwaande is foar it regeljen fan 'e frekwinsje fan it systeem.
Generatorparameters en elektryske stabiliteit
De generatorparameters dy't ynfloed hawwe op stabiliteit binne it flywheel-effekt, tydlike reaktânsje en koartslutingsferhâlding. Yn 'e earste faze fan ûntwikkeling fan it 420 kV EHV-systeem lykas by Dehar kinne problemen mei stabiliteit kritysk wêze fanwegen it swakke systeem, in leger koartslutingsnivo, wurking by liedende krêftfaktor, en de needsaak foar ekonomy by it leverjen fan transmissie-útgongen en it fêststellen fan grutte en parameters fan generaasje-ienheden. Foarriedige stúdzjes oer tydlike stabiliteit op in netwurkanalysator (mei konstante spanning efter tydlike reaktânsje) foar it Dehar EHV-systeem joegen ek oan dat allinich marginale stabiliteit wurde soe. Yn 'e iere ûntwerpfaze fan 'e Dehar Power Plant waard beskôge dat it spesifisearjen fan generators mei normale
skaaimerken en it berikken fan easken foar stabiliteit troch it optimalisearjen fan parameters fan oare belutsen faktoaren, benammen dy fan it oanstjoeringssysteem, soe in ekonomysk goedkeaper alternatyf wêze. Yn in stúdzje fan it Britske systeem waard ek oantoand dat it feroarjen fan generatorparameters relatyf folle minder effekt hawwe op 'e stabiliteitsmarzjes. Dêrom waarden normale generatorparameters lykas jûn yn 'e taheakke spesifisearre foar de generator. De detaillearre stabiliteitsstúdzjes dy't útfierd binne, wurde jûn.
Line-oplaadkapasiteit en spanningsstabiliteit
Op ôfstân pleatste hydrogenerators dy't brûkt wurde om lange ûnbelaste EHV-linen op te laden wêrfan de oplaadkVA mear is as de line-oplaadkapasiteit fan 'e masine, wêrtroch't de masine sels-oanstjoere kin en de spanning bûten kontrôle kin opstean. De betingst foar sels-oanstjoering is dat xc < xd wêrby't xc de kapasitive ladingreaktânsje is en xd de syngroane direkte as-reaktânsje. De kapasiteit dy't nedich is foar it laden fan ien inkele 420 kV ûnbelaste line E2 /xc oant Panipat (ûntfangende ein) wie sawat 150 MVAR's by nominale spanning. Yn 'e twadde faze, as in twadde 420 kV line fan lykweardige lingte ynstalleare wurdt, soe de line-oplaadkapasiteit dy't nedich is om beide ûnbelaste linen tagelyk op te laden by nominale spanning sawat 300 MVAR's wêze.
De beskikbere line-laadkapasiteit by nominale spanning fan 'e Dehar-generator, lykas oanjûn troch leveransiers fan 'e apparatuer, wie as folget:
(i) 70 prosint nominale MVA, d.w.s. 121,8 MVAR lineladen is mooglik mei in minimale positive oanstjoering fan 10 prosint.
(ii) Oant 87 prosint fan nominale MVA, d.w.s. 139 MVAR line-laadkapasiteit is mooglik mei in minimale positive oanstjoering fan 1 prosint.
(iii) Oant 100 prosint fan nominale MVAR, d.w.s. 173,8 line-laadkapasiteit kin wurde krigen mei sawat 5 prosint negative oanstjoering en de maksimale line-laadkapasiteit dy't kin wurde krigen mei in negative oanstjoering fan 10 prosint is 110 prosint fan nominale MVA (191 MVAR) neffens BSS.
(iv) Fierdere ferheging fan line-laadkapasiteiten is allinich mooglik troch de grutte fan 'e masine te fergrutsjen. Yn it gefal fan (ii) en (iii) is hânmjittige kontrôle fan oanstjoering net mooglik en moat folslein fertrouwe wurde op trochgeande wurking fan fluchwurkjende automatyske spanningsregulators. It is noch ekonomysk rendabel noch winsklik om de grutte fan 'e masine te fergrutsjen mei it doel de line-laadkapasiteiten te fergrutsjen. Dêrom, rekken hâldend mei de wurkingsomstannichheden yn 'e earste faze fan operaasje, waard besletten om te soargjen foar in line-laadkapasiteit fan 191 MVAR's by nominale spanning foar de generators troch negative oanstjoering op 'e generators te leverjen. Krityske wurkingsomstannichheden dy't spanningsynstabiliteit feroarsaakje, kinne ek feroarsake wurde troch it ûntkoppelen fan 'e lading oan' e ûntfangende ein. It ferskynsel komt foar troch kapasitive lading op 'e masine, dy't fierder negatyf beynfloede wurdt troch de snelheidsferheging fan' e generator. Sels-oanstjoering en spanningsynstabiliteit kinne foarkomme as.
Xc ≤ n2 (Xq + XT)
Wêrby't Xc de kapasitive ladingreaktânsje is, Xq de syngroane reaktânsje fan 'e kwadratuuras en n de maksimale relative oersnelheid is dy't optreedt by ladingôfwizing. Dizze tastân op 'e Dehar-generator waard foarsteld om te foarkommen troch in permanint ferbûne 400 kV EHV-shuntreaktor (75 MVA) oan 'e ûntfangende ein fan' e line te leverjen neffens detaillearre stúdzjes dy't útfierd binne.
Demperwikkeling
De wichtichste funksje fan in demperwikkeling is syn kapasiteit om tefolle oerspanningen te foarkommen yn gefal fan line-to-line-fouten mei kapasitive lesten, wêrtroch't de oerspanningsstress op 'e apparatuer ferminderet. Rekken hâldend mei in ôfgelegen lokaasje en lange ûnderling ferbûne transmissielinen waarden folslein ferbûne demperwikkelingen spesifisearre mei in ferhâlding fan kwadratuur- en direkte-as-reaktânsjes Xnq/Xnd dy't net mear as 1.2 wie.
Generatorkarakteristyk en oanstjitsysteem
Omdat generators mei normale skaaimerken spesifisearre wiene en foarriedige stúdzjes mar in marginale stabiliteit oanjoegen, waard besletten dat hege-snelheid statyske oanstjoeringsapparatuer brûkt wurde moast om de stabiliteitsmarzjes te ferbetterjen, sadat de algemien meast ekonomyske yndieling fan 'e apparatuer berikt wurde koe. Detaillearre stúdzjes waarden útfierd om optimale skaaimerken fan 'e statyske oanstjoeringsapparatuer te bepalen en wurde besprutsen yn haadstik 10.
Seismyske oerwagings
De Dehar-krêftsintrale falt yn in seismyske sône. De folgjende bepalingen yn it ûntwerp fan 'e wetterkrêftgenerator by Dehar waarden foarsteld yn oerlis mei de fabrikanten fan apparatuer en rekken hâldend mei de seismyske en geologyske omstannichheden op it plak en it rapport fan 'e Koyna Earthquake Experts Committee, gearstald troch de regearing fan Yndia mei help fan UNESCO.
Mechanyske sterkte
Dehar-generators moatte ûntworpen wurde om feilich te wjerstean de maksimale ierdbevingsfersnellingskrêft sawol yn 'e fertikale as horizontale rjochting dy't ferwachte wurdt by Dehar dy't yn it sintrum fan 'e masine wurket.
Natuerlike frekwinsje
De natuerlike frekwinsje fan 'e masine moat fier fuort (heger) hâlden wurde fan 'e magnetyske frekwinsje fan 100 Hz (twa kear de generatorfrekwinsje). Dizze natuerlike frekwinsje sil fier ôf wêze fan 'e ierdbevingsfrekwinsje en moat kontrolearre wurde op foldwaande marzje tsjin 'e oerhearskjende frekwinsje fan 'e ierdbeving en de krityske snelheid fan it rotearjende systeem.
Stipe foar generatorstator
De fûneminten fan 'e generatorstator en de ûnderste druk- en liedingslager besteane út in oantal soleplaten. De soleplaten wurde neist de normale fertikale rjochting ek lateraal oan it fûnemint fêstmakke troch fundearringsbouten.
Untwerp fan gidslagers
Gidslagers moatte fan it segminttype wêze en de ûnderdielen fan 'e gidslagers moatte fersterke wurde om folsleine ierdbevingskrêft te wjerstean. Fabrikanten advisearje fierder om de boppeste beugel lateraal mei de loop (generatorbehuizing) te ferbinen troch middel fan stielen liggers. Dit soe ek betsjutte dat de betonnen loop op syn beurt fersterke wurde moat.
Trillingsdeteksje fan Generators
It waard oanrikkemandearre om trillingsdetektors of eksintrisiteitsmeters op turbines en generators te ynstallearjen om útskeakeling en alarm te starten yn gefal dat de trillingen fanwegen ierdbeving in foarôf bepaalde wearde oerskriuwe. Dit apparaat kin ek brûkt wurde foar it detektearjen fan ûngewoane trillingen fan in ienheid fanwegen hydraulyske omstannichheden dy't de turbine beynfloedzje.
Merkuriuskontakten
Swiere trillingen troch in ierdbeving kinne liede ta falske útskeakeling foar it útskeakeljen fan in ienheid as kwikkontakten brûkt wurde. Dit kin foarkommen wurde troch it spesifisearjen fan anti-trillings-type kwikskakelaars of, as it nedich is, troch it tafoegjen fan timingrelais.
Konklúzjes
(1) Wichtige besparrings yn 'e kosten fan apparatuer en struktuer by de Dehar-krêftsintrale waarden berikt troch it oannimmen fan grutte ienheden, rekken hâldend mei de grutte fan it net en de ynfloed dêrfan op 'e reservekapasiteit fan it systeem.
(2) De kosten fan generators waarden fermindere troch it oannimmen fan in paraplu-ûntwerp fan konstruksje, wat no mooglik is foar grutte hege-snelheid hydrogenerators troch de ûntwikkeling fan hege treksterkte stiel foar rotorrâne-ponsen.
(3) Oanskaf fan natuerlike generators mei hege krêftfaktor nei detaillearre stúdzjes resultearre yn fierdere besparrings yn 'e kosten.
(4) Normaal flywheeleffekt fan 'e rotearjende dielen fan' e generator by it frekwinsjeregelstasjon yn Dehar waard as foldwaande beskôge foar stabiliteit fan it turbine-regulatorsysteem fanwegen it grutte ûnderling ferbûne systeem.
(5) Spesjale parameters fan ôfstânsgenerators dy't EHV-netwurken fiede om elektryske stabiliteit te garandearjen, kinne wurde foldien troch statyske oanstjoeringssystemen mei rappe reaksje.
(6) Fluchwurkjende statyske oanstjoeringssystemen kinne needsaaklike stabiliteitsmarzjes leverje. Sokke systemen fereaskje lykwols stabilisearjende feedbacksignalen om stabiliteit nei in fout te berikken. Detaillearre stúdzjes moatte wurde útfierd.
(7) Sels-oanstjoering en spanningsynstabiliteit fan op ôfstân ferbûne generators dy't ferbûn binne mei it net troch lange EHV-linen kinne foarkommen wurde troch de laadkapasiteit fan 'e masine te fergrutsjen troch negative oanstjoering te brûken en/of troch permanint ferbûne EHV-shuntreaktors te brûken.
(8) Der kinne foarsjennings makke wurde yn it ûntwerp fan generators en har fûneminten om beskerming te bieden tsjin seismyske krêften tsjin lege kosten.
Haadparameters fan Dehar-generators
Koartslutingferhâlding = 1.06
Tydlike reaktânsje Direkte as = 0.2
Flywheel-effekt = 39,5 x 106 lb ft2
Xnq/Xnd net grutter as = 1.2
Pleatsingstiid: 11 maaie 2021
