हाइड्रो जनरेटरों की अस्थिर आवृत्ति के कारणों का विश्लेषण

जलविद्युत संयंत्र के इंजन की गति और एसी आवृत्ति के बीच कोई सीधा संबंध नहीं है, लेकिन अप्रत्यक्ष संबंध है।
बिजली उत्पादन उपकरण चाहे किसी भी प्रकार का हो, उसे बिजली उत्पन्न करने के बाद ग्रिड को बिजली संचारित करनी होती है, यानी बिजली उत्पन्न करने के लिए जनरेटर को ग्रिड से जुड़ना आवश्यक है। पावर ग्रिड जितना बड़ा होगा, आवृत्ति में उतार-चढ़ाव की सीमा उतनी ही कम होगी और आवृत्ति उतनी ही स्थिर होगी। ग्रिड की आवृत्ति केवल सक्रिय शक्ति के संतुलन से संबंधित होती है। जब जनरेटर द्वारा उत्सर्जित सक्रिय शक्ति, बिजली की सक्रिय शक्ति से अधिक होती है, तो पावर ग्रिड की समग्र आवृत्ति बढ़ जाती है, और इसके विपरीत भी होता है।
विद्युत ग्रिड में सक्रिय विद्युत संतुलन एक प्रमुख मुद्दा है। उपयोगकर्ताओं की बिजली की खपत लगातार बदलती रहती है, इसलिए विद्युत ग्रिड को हमेशा विद्युत उत्पादन और लोड संतुलन सुनिश्चित करना आवश्यक है। विद्युत प्रणाली में जलविद्युत स्टेशनों का सबसे महत्वपूर्ण उपयोग आवृत्ति विनियमन है। बड़े पैमाने पर जलविद्युत का मुख्य उद्देश्य बिजली उत्पादन करना है। अन्य प्रकार के विद्युत स्टेशनों की तुलना में, जलविद्युत स्टेशनों में आवृत्ति विनियमन के अंतर्निहित लाभ हैं। जल टरबाइन अपनी गति को तेजी से समायोजित कर सकता है, जिससे जनरेटर के सक्रिय और प्रतिक्रियाशील आउटपुट को भी तेजी से समायोजित किया जा सकता है, ताकि ग्रिड लोड को जल्दी से संतुलित किया जा सके, जबकि तापीय विद्युत, परमाणु विद्युत आदि में इंजन आउटपुट को समायोजित करने की गति अपेक्षाकृत धीमी होती है। जब तक ग्रिड की सक्रिय विद्युत अच्छी तरह से संतुलित रहती है, वोल्टेज अपेक्षाकृत स्थिर रहता है। इसलिए, ग्रिड आवृत्ति स्थिरता में जलविद्युत स्टेशन का अपेक्षाकृत बड़ा योगदान है।
वर्तमान में, देश में कई छोटे और मध्यम आकार के जलविद्युत स्टेशन सीधे बिजली ग्रिड के अधीन हैं, और बिजली ग्रिड की आवृत्ति और वोल्टेज की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए बिजली ग्रिड को मुख्य आवृत्ति-मॉड्यूलेटिंग बिजली संयंत्रों पर पूर्ण नियंत्रण रखना आवश्यक है। सरल शब्दों में:
1. विद्युत ग्रिड मोटर की गति निर्धारित करता है। हम वर्तमान में विद्युत उत्पादन के लिए सिंक्रोनस मोटरों का उपयोग करते हैं, जिसका अर्थ है कि परिवर्तन की दर विद्युत ग्रिड के बराबर होती है, अर्थात् 50 परिवर्तन प्रति सेकंड। केवल एक जोड़ी इलेक्ट्रोड वाले ताप विद्युत संयंत्र में उपयोग किए जाने वाले जनरेटर के लिए, यह 3000 चक्कर प्रति मिनट है। n जोड़ी इलेक्ट्रोड वाले जलविद्युत जनरेटर के लिए, यह 3000/n चक्कर प्रति मिनट है। जलचक्र और जनरेटर आमतौर पर किसी निश्चित अनुपात संचरण तंत्र द्वारा एक साथ जुड़े होते हैं, इसलिए यह कहा जा सकता है कि यह ग्रिड की आवृत्ति द्वारा भी निर्धारित होता है।

2. जल समायोजन तंत्र की क्या भूमिका है? यह जनरेटर के आउटपुट को समायोजित करता है, यानी जनरेटर द्वारा ग्रिड को भेजी जाने वाली शक्ति को। जनरेटर को उसकी निर्धारित गति पर बनाए रखने के लिए आमतौर पर एक निश्चित मात्रा में शक्ति की आवश्यकता होती है, लेकिन एक बार जनरेटर ग्रिड से जुड़ जाने पर, जनरेटर की गति ग्रिड आवृत्ति द्वारा निर्धारित होती है, और हम आमतौर पर यह मान लेते हैं कि ग्रिड आवृत्ति में कोई परिवर्तन नहीं होता है। इस प्रकार, एक बार जनरेटर की शक्ति निर्धारित गति को बनाए रखने के लिए आवश्यक शक्ति से अधिक हो जाने पर, जनरेटर ग्रिड को शक्ति भेजता है, और इसके विपरीत ग्रिड से शक्ति अवशोषित करता है। इसलिए, जब मोटर अधिक भार के साथ शक्ति उत्पन्न करती है, तो ट्रेन से डिस्कनेक्ट होने पर, इसकी गति निर्धारित गति से कई गुना तेजी से बढ़ जाती है, जिससे तेज गति के कारण दुर्घटना होने की संभावना रहती है!
3. जनरेटर द्वारा उत्पन्न बिजली बदले में ग्रिड की आवृत्ति को प्रभावित करेगी, और अपेक्षाकृत उच्च विनियमन दर के कारण जलविद्युत इकाई को आमतौर पर आवृत्ति-मॉड्यूलेटिंग इकाई के रूप में उपयोग किया जाता है।