Generator Flywheel Effekt en stabiliteit fan Turbine Governor System

Generator Flywheel Effekt en stabiliteit fan turbine Governor SystemGenerator Flywheel Effekt en stabiliteit fan turbine Governor SystemGenerator Flywheel Effekt en stabiliteit fan turbine Governor System
Grutte moderne hydro-generators hawwe lytsere inertiakonstante en kinne problemen hawwe oangeande stabiliteit fan turbinebestjoeringssysteem.Dat komt troch it gedrach fan it turbinewetter, dat fanwegen syn inertia oanlieding jout ta wetterhammer yn drukbuizen as kontrôleapparaten wurde eksploitearre.Dit wurdt yn it algemien karakterisearre troch de hydraulyske fersnellingstiidkonstinten.Yn isolearre operaasje, doe't frekwinsje fan it hiele systeem wurdt bepaald troch turbine gûverneur de wetter hammer beynfloedet de snelheid bestjoere en ynstabiliteit ferskynt as jacht of frekwinsje swingende.Foar inoar ferbûn operaasje mei in grut systeem de frekwinsje wurdt yn wêzen konstant hâlden troch de lettere.De wetterhammer beynfloedet dan de krêft dy't nei it systeem wurdt en stabiliteitsprobleem ûntstiet allinich as de krêft wurdt regele yn in sletten lus, dat wol sizze yn it gefal fan dy hydro-generators dy't dielnimme oan frekwinsjeregeling.

De stabiliteit fan turbine-gouverneur-gear wurdt sterk beynfloede troch de ferhâlding fan 'e meganyske fersnellingstiidkonstante fanwege de hydraulyske fersnellingstiidkonstante fan' e wettermassa's en troch de winst fan 'e steedhâlder.In fermindering fan 'e boppesteande ferhâlding hat in destabilisearjende effekt en fereasket in fermindering fan' e steedhâlderwinst, dy't in negative ynfloed hat op frekwinsjestabilisaasje.Dêrtroch is in minimale flywheel-effekt nedich foar draaiende dielen fan in hydro-ienheid, dy't normaal allinich yn 'e generator kin wurde levere.As alternatyf kin meganyske fersnellingstiidkonstante wurde fermindere troch it leverjen fan in drukreliefklep of in surge tank, ensfh., Mar it is oer it algemien heul kostber.In empiryske kritearia foar it snelheidsregulearjende fermogen fan in hydro-generearjende ienheid koe wurde basearre op 'e snelheidsferheging fan' e ienheid dy't kin plakfine op 'e ôfwizing fan' e folsleine rated lading fan 'e ienheid dy't ûnôfhinklik wurket.Foar de macht ienheden dy't operearje yn grutte mei-inoar ferbûn systemen en dy't nedich binne om systeemfrekwinsje te regeljen, waard de persintaazje snelheidsferhegingyndeks lykas hjirboppe berekkene beskôge as net mear as 45 prosint.Foar lytsere systemen wurde lytsere snelheidsferheging foarsjoen (Referearje haadstik 4).

Longitudinale seksje fan yntak nei Dehar Power Plant
(Boarne: Paper by Author - 2nd World Congress, International Water Resources Association 1979) Foar Dehar Power Plant wurdt it hydraulyske drukwettersysteem dat de balansearjende opslach ferbynt mei de macht ienheid dy't bestiet út wetteryntak, druktunnel, differinsjaal surge tank en penstock werjûn .De maksimale drukferheging yn 'e penstocks beheine ta 35 prosint, de rûsde maksimale snelheidferheging fan' e ienheid by ôfwizing fan folsleine lading wurke út oant sawat 45 prosint mei in gûverneur sluten
tiid fan 9,1 sekonden by rated holle fan 282 m (925 ft) mei de normale flywheel effekt fan de rotearjende dielen fan de generator (dat wol sizze, fêstmakke allinnich op temperatuer stiging ôfwagings).Yn 'e earste faze fan operaasje waard fûn dat de snelheidsferheging net mear wie as 43 prosint.It waard dan ek beskôge dat it normale flywheel-effekt adekwaat is foar it regeljen fan frekwinsje fan it systeem.

Generator parameters en elektryske stabiliteit
De generatorparameters dy't in ynfloed hawwe op stabiliteit binne it flywheel-effekt, transiente reactance en koartslutingsferhâlding.Yn 'e earste faze fan ûntwikkeling fan 420 kV EHV-systeem lykas by Dehar kinne problemen fan stabiliteit kritysk wêze fanwegen swak systeem, legere koartslutingsnivo, operaasje by liedende krêftfaktor, en needsaak foar ekonomy yn it leverjen fan transmissie-outlets en fêststellen fan grutte en parameters fan generearjen ienheden.Foarriedige transiente stabiliteit stúdzjes op netwurk analysator (brûkende konstante spanning efter transient reactance) foar Dehar EHV systeem ek oanjûn dat allinnich mar marginale stabiliteit soe wurde krigen.Yn it iere stadium fan ûntwerp fan Dehar Power Plant waard beskôge dat it opjaan fan generators mei normaal
skaaimerken en it berikken fan easken fan stabiliteit troch it optimalisearjen fan parameters fan oare faktoaren belutsen benammen dy fan excitation systeem soe wêze ekonomysk goedkeaper alternatyf.Yn in stúdzje fan it Britske Systeem waard ek oantoand dat feroarjende generatorparameters relatyf folle minder effekt hawwe op 'e stabiliteitsmarges.Dêrtroch waarden normale generatorparameters lykas jûn yn 'e taheaksel oanjûn foar de generator.De detaillearre stabiliteitstúdzjes útfierd wurde jûn

Line Charging Kapasiteit en Voltage Stabiliteit
Op ôfstân lizzende hydro-generators dy't brûkt wurde om lange ûntladen EHV-rigels op te laden wêrfan de oplaadkVA mear is dan de line-oplaadkapasiteit fan 'e masine, de masine kin sels optein wurde en de spanning tanimme bûten kontrôle.De betingst foar sels excitaasje is dat xc < xd wêr, xc is kapasityf load reactance en xd de syngroane direkte as reactance.De kapasiteit dy't nedich is foar it opladen fan ien inkele 420 kV unloaded line E2 / xc oant Panipat (ûntfangend ein) wie oer 150 MVARs at rated spanning.Yn twadde etappe as in twadde 420 kV-line fan lykweardige lingte wurdt ynstalleare, soe de line-oplaadkapasiteit dy't nedich is om sawol de ûntladen rigels tagelyk op nominale spanning te laden sawat 300 MVAR's wêze.

De line-oplaadkapasiteit beskikber by nominale spanning fan Dehar-generator lykas oanjûn troch leveransiers fan 'e apparatuer wie as folget:
(ik) 70 prosint rated MVA, ie, 121,8 MVAR line opladen is mooglik mei in minimum positive excitation pa 10 prosint.
(ii) Oant 87 prosint fan rated MVA, ie, 139 MVAR line oplaadkapasiteit is mooglik mei in minimum positive excitation pa 1 prosint.
(iii) Oant 100 prosint fan rated MVAR, dat wol sizze, 173.8 line oplaadkapasiteit kin wurde krigen mei sawat 5 prosint negative opwekking en maksimale line oplaadkapasiteit dy't kin wurde krigen mei negative excitaasje fan 10 prosint is 110 prosint fan rated MVA (191 MVAR) ) neffens BSS.
(iv) Fierdere ferheging fan line-oplaadkapasiteiten is allinich mooglik troch de grutte fan 'e masine te fergrutsjen.Yn it gefal fan (ii) en (iii) is hânkontrôle fan excitaasje net mooglik en moat folslein fertroud wurde op trochgeande wurking fan fluchwerkende automatyske spanningsregulators.It is net ekonomysk mooglik noch winsklik om de grutte fan 'e masine te fergrutsjen foar it fergrutsjen fan de line-oplaadkapasiteit.Dêrnjonken, rekken hâldend mei de bedriuwsbetingsten yn 'e earste etappe fan' e operaasje, waard besletten om te soargjen foar in line-oplaadkapasiteit fan 191 MVAR's by nominale spanning foar de generators troch it leverjen fan negative stimulearring op 'e generators.Krityske bedriuwsbetingsten dy't spanningsinstabiliteit feroarsaakje, kinne ek wurde feroarsake troch it losmeitsjen fan 'e lading by it ûntfangende ein.It ferskynsel komt foar troch kapasitive laden op 'e masine dy't fierder negatyf beynfloede wurdt troch de snelheidsferheging fan generator.Self excitation en spanning instability kin foarkomme as.

Xc ≤ n2 (Xq + XT)
Wêr, Xc is capacitive load reactance, Xq is kwadrature as syngroane reactance en n is de maksimale relative oer snelheid dy't optreedt op load ôfwizing.Dizze betingst op 'e Dehar-generator waard foarsteld om te foarkommen troch in permanint ferbûn 400 kV EHV-shuntreaktor (75 MVA) te leverjen oan it ûntfangende ein fan' e line lykas per útfierde detaillearre stúdzjes.

Demper winding
De wichtichste funksje fan in demperwinding is har fermogen om te foarkommen fan oerspanningen yn gefal fan line-to-line-fouten mei kapasitive loads, wêrtroch oerspanningsspanning op 'e apparatuer te ferminderjen.Mei yn oanmerking komme lokaasje op ôfstân en lange ynterconnecting oerdracht linen folslein ferbûn damper windingen mei de ferhâlding fan kwadratuur en direkte as reactances Xnq / Xnd net mear as 1,2 waard oantsjutte.

Generator karakteristyk en excitation System
Generators mei normale skaaimerken hawwe oantsjutte en foarriedige stúdzjes hawwe oanjûn allinnich mar marginale stabiliteit, waard besletten dat hege snelheid statyske excitation apparatuer wurde brûkt om te ferbetterjen stabiliteit marzjes sa te kommen ta it algemien meast ekonomyske regeling fan apparatuer.Detaillearre stúdzjes waarden útfierd om optimale skaaimerken fan 'e statyske eksitaasjeapparatuer te bepalen en besprutsen yn haadstik 10.

Seismyske oerwagings
Dehar Power Plant falt yn seismyske sône.Folgjende bepalingen yn de hydro generator design by Dehar waarden foarsteld yn oerlis mei de fabrikanten fan apparatuer en rekken hâldend mei de seismyske en geologyske omstannichheden op site en it rapport fan de Koyna Earthquake Experts Komitee foarme troch regear fan Yndia mei help fan UNESCO.

Mechanyske sterkte
Dehar-generators wurde ûntworpen om feilich te wjerstean de maksimale ierdbevingsfersnellingskrêft sawol yn 'e fertikale as horizontale rjochting ferwachte by Dehar hanneljend yn it sintrum fan masine.

Natuerlike frekwinsje
Natuerlike frekwinsje fan 'e masine wurde holden goed fuort (heger) fan' e magnetyske frekwinsje fan 100 Hz (twa kear de generator frekwinsje).Dizze natuerlike frekwinsje sil fier fuort wêze fan 'e ierdbevingfrekwinsje en wurde kontrolearre foar adekwate marzje tsjin' e oerhearskjende frekwinsje fan ierdbeving en krityske snelheid fan rotearjend systeem.

Generator stator stipe
De generatorstator en de legere stuw- en gidslagerfûnsen omfetsje in oantal soalplaten.De soalplaten wurde njonken de normale fertikale rjochting oan 'e stifting laterale bûn troch stiftingsbouten.

Guide Bearing Design
Gidslagers moatte fan segmenteel type wêze en de liedinglagerdielen wurde fersterke om folsleine ierdbevingskrêft te wjerstean.Fabrikanten riede fierders oan om de boppeste beugel sydlings mei de loop (generatorbehuizing) troch middel fan stielen balken te ferbinen.Dat soe ek betsjutte dat de betonnen loop op syn beurt fersterke wurde moat.

Vibration Detection fan Generators
Ynstallaasje fan trillingsdetektors as eksintrisiteitsmeters op turbines en generators waarden oanrikkemandearre om te ynstallearjen foar it inisjearjen fan shutdown en alarm yn it gefal dat de trillingen fanwege ierdbeving in foarbepaalde wearde oerstekke.Dit apparaat kin ek brûkt wurde by it opspoaren fan ûngewoane trillings fan in ienheid fanwege hydraulyske omstannichheden dy't de turbine beynfloedzje.

Mercury Kontakten
Swier skodzjen troch ierdbeving kin resultearje yn falske tripping foar it inisjearjen fan it ôfsluten fan in ienheid as kwikkontakten wurde brûkt.Dit kin foarkommen wurde troch it oantsjutten fan anty-vibraasje-type kwik-skeakels of as nedich fûn troch timing-relais ta te foegjen.

Konklúzjes
(1) Substantiële ekonomyen yn 'e kosten fan apparatuer en struktuer by Dehar Power Plant waarden krigen troch it oannimmen fan grutte ienheidsgrutte mei it each op' e grutte fan it roaster en har ynfloed op systeemreservekapasiteit.
(2) De kosten fan generators waarden fermindere troch it oannimmen fan paraplu-ûntwerp fan konstruksje dy't no mooglik is foar grutte hydro-generators mei hege snelheid fanwegen de ûntwikkeling fan stiel mei hege trek foar rotorfelgen.
(3) Oankeap fan natuerlike hege krêftfaktorgenerators nei detaillearre stúdzjes resultearre yn fierdere besparring yn 'e kosten.
(4) Normaal flywheel effekt fan de draaiende dielen fan de generator op de frekwinsje regulearjende stasjon by Dehar waard beskôge genôch foar stabiliteit fan turbine gûverneur systeem fanwege de grutte inoar ferbûn systeem.
(5) Spesjale parameters fan generators op ôfstân dy't EHV-netwurken fiede foar it garandearjen fan elektryske stabiliteit kinne wurde foldien troch statyske opwekkingssystemen mei rappe reaksje.
(6) Fast acting statyske excitation systemen kinne soargje nedich stabiliteit marzjes.Sokke systemen fereaskje lykwols stabilisearjende feed-back-sinjalen foar it berikken fan postfoutstabiliteit.Detaillearre stúdzjes moatte wurde útfierd.
(7) Self-excitation en spanning instability fan remote generators ferbûn mei it roaster troch lange EHV rigels kinne wurde foarkommen troch it fergrutsjen fan line opladen kapasiteit fan masine troch taflecht ta negative excitation en / of troch it brûken fan permanint ferbûn EHV shunt reaktors.
(8) Bepalingen kinne wurde makke yn it ûntwerp fan generators en har fûneminten om feiligens te jaan tsjin seismyske krêften by lytse kosten.

Main parameters fan Dehar Generators
Koarte circuit Ratio = 1,06
Transient Reactance Direct Axis = 0,2
Flywheel Effekt = 39,5 x 106 lb ft2
Xnq/Xnd net grutter as = 1.2