Գեներատորի թափանվի էֆեկտը և տուրբինային կարգավորիչի համակարգի կայունությունը

Գեներատորի ճանճի էֆեկտը և տուրբինի կարգավորիչ համակարգի կայունությունը։ Գեներատորի ճանճի էֆեկտը և տուրբինի կարգավորիչ համակարգի կայունությունը։ Գեներատորի ճանճի էֆեկտը և տուրբինի կարգավորիչ համակարգի կայունությունը։ Գեներատորի ճանճի էֆեկտը և տուրբինի կարգավորիչ համակարգի կայունությունը։
Ժամանակակից խոշոր հիդրոգեներատորներն ունեն ավելի փոքր իներցիայի հաստատուն և կարող են խնդիրներ ունենալ տուրբինի կառավարման համակարգի կայունության հետ կապված։ Սա պայմանավորված է տուրբինի ջրի վարքագծով, որն իր իներցիայի պատճառով կառավարման սարքերի գործարկման ժամանակ ճնշման խողովակներում առաջացնում է ջրային հարված։ Սա ընդհանուր առմամբ բնութագրվում է հիդրավլիկ արագացման ժամանակի հաստատուններով։ Մեկուսացված աշխատանքի դեպքում, երբ ամբողջ համակարգի հաճախականությունը որոշվում է տուրբինի կարգավորիչով, ջրային հարվածը ազդում է արագության կառավարման վրա, և անկայունությունը դրսևորվում է որպես որսորդություն կամ հաճախականության տատանում։ Մեծ համակարգով փոխկապակցված աշխատանքի դեպքում հաճախականությունը, ըստ էության, պահպանվում է հաստատուն վերջինիս կողմից։ Այնուհետև ջրային հարվածը ազդում է համակարգին մատակարարվող հզորության վրա, և կայունության խնդիր է առաջանում միայն այն դեպքում, երբ հզորությունը կառավարվում է փակ ցիկլով, այսինքն՝ այն հիդրոգեներատորների դեպքում, որոնք մասնակցում են հաճախականության կարգավորմանը։

Տուրբինի կարգավորիչի մեխանիզմի կայունությունը մեծապես կախված է ջրային զանգվածների հիդրավլիկ արագացման ժամանակի հաստատունի պատճառով մեխանիկական արագացման ժամանակի հաստատունի և կարգավորիչի ուժեղացման հարաբերակցությունից: Վերոնշյալ հարաբերակցության նվազումը ունի անկայունացնող ազդեցություն և պահանջում է կարգավորիչի ուժեղացման նվազեցում, ինչը բացասաբար է անդրադառնում հաճախականության կայունացման վրա: Հետևաբար, հիդրոագրեգատի պտտվող մասերի համար անհրաժեշտ է նվազագույն ճանճանվի ազդեցություն, որը սովորաբար կարող է ապահովվել միայն գեներատորում: Այլընտրանքորեն, մեխանիկական արագացման ժամանակի հաստատունը կարող է նվազեցվել ճնշման թեթևացման փական կամ ալիքային բաք տեղադրելով և այլն, բայց դա, ընդհանուր առմամբ, շատ թանկ է: Հիդրոգեներատորային բլոկի արագության կարգավորման ունակության էմպիրիկ չափանիշը կարող է հիմնված լինել բլոկի արագության բարձրացման վրա, որը կարող է տեղի ունենալ անկախ գործող բլոկի ամբողջ անվանական բեռի մերժման դեպքում: Մեծ փոխկապակցված համակարգերում գործող և համակարգի հաճախականությունը կարգավորելու համար անհրաժեշտ է, որ վերևում հաշվարկված արագության աճի տոկոսային ինդեքսը չգերազանցի 45 տոկոսը: Փոքր համակարգերի համար կարող է ապահովվել ավելի փոքր արագության աճ (տե՛ս գլուխ 4):

Երկայնական հատված՝ ջրընդունիչից մինչև Դեհարի էլեկտրակայան
(Աղբյուր՝ Հեղինակի հոդված – 2-րդ համաշխարհային կոնգրես, Միջազգային ջրային ռեսուրսների ասոցիացիա, 1979թ.) Դեհարի էլեկտրակայանի համար ցուցադրված է հիդրավլիկ ճնշման ջրային համակարգը, որը միացնում է հավասարակշռող պահեստարանը էներգաբլոկի հետ, որը բաղկացած է ջրընդունիչից, ճնշման թունելից, դիֆերենցիալ ալիքային բաքից և ջրատար խողովակից: Ջրատար խողովակներում ճնշման առավելագույն աճը սահմանափակելով մինչև 35 տոկոս, բլոկի գնահատված առավելագույն արագության աճը լրիվ բեռից հրաժարվելու դեպքում հաշվարկվել է մոտ 45 տոկոս՝ կարգավորիչի փակման դեպքում:
9.1 վայրկյան ժամանակ 282 մ (925 ոտնաչափ) անվանական գլխիկի դեպքում՝ գեներատորի պտտվող մասերի նորմալ ճախարակի էֆեկտով (այսինքն՝ ֆիքսված միայն ջերմաստիճանի բարձրացման նկատառումների հիման վրա): Գործողության առաջին փուլում արագության աճը կազմել է ոչ ավելի, քան 43 տոկոս: Հետևաբար, համարվել է, որ նորմալ ճախարակի էֆեկտը բավարար է համակարգի հաճախականությունը կարգավորելու համար:

Գեներատորի պարամետրերը և էլեկտրական կայունությունը
Կայունության վրա ազդեցություն ունեցող գեներատորի պարամետրերն են թափանվի էֆեկտը, անցումային ռեակտիվությունը և կարճ միացման հարաբերակցությունը: Դեհարի նման 420 կՎ էլեկտրաէներգիայի բարձր լարման համակարգի մշակման սկզբնական փուլում կայունության խնդիրները կարող են կարևոր լինել թույլ համակարգի, կարճ միացման ցածր մակարդակի, առաջատար հզորության գործակցով աշխատանքի և փոխանցման ելքերի ապահովման, ինչպես նաև արտադրողական միավորների չափերի ու պարամետրերի ֆիքսման խնայողության անհրաժեշտության պատճառով: Դեհարի էլեկտրաէներգիայի բարձր լարման համակարգի համար ցանցային վերլուծիչի վրա (օգտագործելով անցումային ռեակտիվության հետևում հաստատուն լարում) անցումային կայունության նախնական ուսումնասիրությունները նույնպես ցույց են տվել, որ կստացվի միայն սահմանային կայունություն: Դեհարի էլեկտրակայանի նախագծման վաղ փուլում համարվում էր, որ նորմալ լարման գեներատորների սահմանումը...
բնութագրերը և կայունության պահանջների ապահովումը՝ այլ գործոնների, մասնավորապես՝ գրգռման համակարգի պարամետրերի օպտիմալացման միջոցով, տնտեսապես ավելի էժան այլընտրանք կլիներ։ Բրիտանական համակարգի ուսումնասիրության մեջ նաև ցույց է տրվել, որ գեներատորի պարամետրերի փոփոխությունը համեմատաբար շատ ավելի քիչ ազդեցություն ունի կայունության սահմանների վրա։ Համապատասխանաբար, գեներատորի համար նշվել են հավելվածում տրված գեներատորի նորմալ պարամետրերը։ Ներկայացված են մանրամասն կայունության ուսումնասիրություններ, որոնք կատարվել են։

Գծային լիցքավորման հզորություն և լարման կայունություն
Հեռավոր տեղակայված հիդրոգեներատորների դեպքում, որոնք օգտագործվում են երկար, չբեռնված էլեկտրաէներգիայի բարձր լարման գծերի լիցքավորման համար, որոնց լիցքավորման կՎԱ-ն ավելի մեծ է, քան մեքենայի գծային լիցքավորման հզորությունը, մեքենան կարող է ինքնագրգռվել, և լարումը կարող է անվերահսկելիորեն բարձրանալ: Ինքնագրգռման պայմանն այն է, որ xc < xd, որտեղ xc-ն ունակային բեռի ռեակտիվությունն է, իսկ xd-ն՝ սինխրոն ուղիղ առանցքի ռեակտիվությունը: Մեկ 420 կՎ չբեռնված E2 /xc գիծը մինչև Պանիպատ (ընդունող ծայր) լիցքավորելու համար անհրաժեշտ հզորությունը մոտ 150 ՄՎԱՐ էր անվանական լարման դեպքում: Երկրորդ փուլում, երբ տեղադրվում է համարժեք երկարության երկրորդ 420 կՎ գիծ, ​​երկու չբեռնված գծերը միաժամանակ անվանական լարման դեպքում լիցքավորելու համար անհրաժեշտ գծային լիցքավորման հզորությունը կկազմի մոտ 300 ՄՎԱՐ:

Սարքավորումների մատակարարների կողմից նշված Dehar գեներատորի անվանական լարման դեպքում գծային լիցքավորման հզորությունը հետևյալն էր.
(i) 70 տոկոս նոմինալ MVA, այսինքն՝ 121.8 MVAR գծային լիցքավորումը հնարավոր է 10 տոկոս նվազագույն դրական գրգռման դեպքում։
(ii) Մինչև նոմինալ MVA-ի 87 տոկոսը, այսինքն՝ 139 MVAR գծային լիցքավորման հզորությունը հնարավոր է 1 տոկոսի նվազագույն դրական գրգռման դեպքում։
(iii) Մինչև նոմինալ MVA-ի 100 տոկոսը, այսինքն՝ 173.8 գծային լիցքավորման հզորություն, կարելի է ստանալ մոտավորապես 5 տոկոս բացասական գրգռմամբ, իսկ առավելագույն գծային լիցքավորման հզորությունը, որը կարելի է ստանալ 10 տոկոս բացասական գրգռմամբ, կազմում է նոմինալ MVA-ի 110 տոկոսը (191 MVAR), ըստ BSS-ի։
(iv) Գծային լիցքավորման հզորությունների հետագա աճը հնարավոր է միայն մեքենայի չափսերը մեծացնելով: (ii) և (iii) դեպքերում գրգռման ձեռքով կառավարումը հնարավոր չէ, և պետք է լիովին հույսը դնել արագ գործող ավտոմատ լարման կարգավորիչների անընդհատ աշխատանքի վրա: Գծային լիցքավորման հզորությունները մեծացնելու նպատակով մեքենայի չափսերը մեծացնելը ո՛չ տնտեսապես նպատակահարմար է, ո՛չ էլ ցանկալի: Հետևաբար, հաշվի առնելով շահագործման առաջին փուլում աշխատանքային պայմանները, որոշվել է գեներատորների համար նախատեսված անվանական լարման դեպքում նախատեսել 191 ՄՎԱՐ գծային լիցքավորման հզորություն՝ գեներատորների վրա բացասական գրգռում ապահովելով: Լարման անկայունություն առաջացնող կրիտիկական աշխատանքային վիճակը կարող է առաջանալ նաև ընդունող ծայրում բեռի անջատումից: Այս երևույթը տեղի է ունենում մեքենայի վրա ունակային բեռի պատճառով, որի վրա հետագայում բացասաբար է ազդում գեներատորի արագության բարձրացումը: Ինքնագրգռումը և լարման անկայունությունը կարող են առաջանալ, եթե:

Xc ≤ n2 (Xq + XT)
Որտեղ Xc-ն բեռի ունակային ռեակտիվությունն է, Xq-ն՝ քառակուսային առանցքի սինխրոն ռեակտիվությունը, իսկ n-ը՝ բեռի մերժման ժամանակ առաջացող առավելագույն հարաբերական գերարագությունը: Դեհարի գեներատորի վրա այս պայմանը պետք է վերացվի՝ գծի ընդունող ծայրում մշտապես միացված 400 կՎ էլեկտրաէներգիայի բարձր լարման շունտային ռեակտոր (75 ՄՎԱ) տեղադրելով՝ համաձայն իրականացված մանրամասն ուսումնասիրությունների:

Ամպերի փաթույթ
Ամորտիզատորի փաթույթի հիմնական գործառույթը դրա ունակությունն է կանխել չափազանց մեծ լարումները լարման ունակության բարձրացման դեպքում՝ ունակային բեռներով գծային խափանումների դեպքում, այդպիսով նվազեցնելով սարքավորումների վրա առաջացող գերլարման լարվածությունը: Հաշվի առնելով հեռավոր դիրքը և երկար միացված փոխանցման գծերը՝ սահմանվել է լիովին միացված ամորտիզատորի փաթույթներ՝ քառակուսային և ուղիղ առանցքային ռեակտիվության Xnq/Xnd հարաբերակցությամբ, որը չի գերազանցում 1.2-ը:

Գեներատորի բնութագիրը և գրգռման համակարգը
Նորմալ բնութագրերով գեներատորների սահմանման և նախնական ուսումնասիրությունների միայն սահմանային կայունության վերաբերյալ եզրակացություններ անելուց հետո որոշվեց, որ կայունության սահմանները բարելավելու համար պետք է օգտագործվեն բարձր արագության ստատիկ գրգռման սարքավորումներ՝ սարքավորումների ընդհանուր առավելագույն տնտեսական դասավորության հասնելու համար: Ստատիկ գրգռման սարքավորումների օպտիմալ բնութագրերը որոշելու համար իրականացվել են մանրամասն ուսումնասիրություններ, որոնք քննարկվել են 10-րդ գլխում:

Սեյսմիկ նկատառումներ
Դեհարի էլեկտրակայանը գտնվում է սեյսմիկ գոտում: Դեհարի հիդրոէլեկտրակայանի նախագծում առաջարկվել են հետևյալ դրույթները՝ սարքավորումների արտադրողների հետ խորհրդակցելով և հաշվի առնելով տեղանքի սեյսմիկ և երկրաբանական պայմանները, ինչպես նաև Հնդկաստանի կառավարության կողմից ՅՈՒՆԵՍԿՕ-ի օգնությամբ կազմված Կոյնայի երկրաշարժի փորձագետների կոմիտեի զեկույցը:

Մեխանիկական ամրություն
Դեհարի գեներատորները պետք է նախագծվեն այնպես, որ անվտանգ կերպով դիմակայեն Դեհարում գործող մեքենայի կենտրոնում սպասվող երկրաշարժի առավելագույն արագացման ուժին՝ թե՛ ուղղահայաց, թե՛ հորիզոնական ուղղությամբ։

Բնական հաճախականություն
Մեքենայի սեփական հաճախականությունը պետք է պահվի 100 Հց մագնիսական հաճախականությունից (գեներատորի հաճախականությունից կրկնակի մեծ) բավականին հեռու (ավելի բարձր): Այս սեփական հաճախականությունը պետք է հեռու լինի երկրաշարժի հաճախականությունից և ստուգվի երկրաշարժի գերակշռող հաճախականության և պտտվող համակարգի կրիտիկական արագության նկատմամբ բավարար մարժայի համար:

Գեներատորի ստատորի աջակցություն
Գեներատորի ստատորի և ստորին հրող և ուղղորդող կրողների հիմքերը բաղկացած են մի շարք հիմքային թիթեղներից: Հիմքային թիթեղները, բացի նորմալ ուղղահայաց ուղղությունից, պետք է ամրացվեն հիմքին նաև կողային կերպով՝ հիմքի պտուտակներով:

Ուղեցույցի կրող դիզայն
Ուղղորդող կրողները պետք է լինեն հատվածային տիպի, իսկ ուղղորդող կրողների մասերը պետք է ամրացվեն՝ երկրաշարժի ամբողջ ուժին դիմակայելու համար: Արտադրողները նաև խորհուրդ են տալիս վերին հենարանը կողքից ամրացնել խողովակին (գեներատորի պատյան)՝ պողպատե ձողերի միջոցով: Սա նաև կնշանակեր, որ բետոնե խողովակն էլ իր հերթին պետք է ամրացվի:

Գեներատորների թրթռման հայտնաբերում
Առաջարկվում է տեղադրել տատանման դետեկտորներ կամ էքսցենտրիկության չափիչներ տուրբինների և գեներատորների վրա՝ երկրաշարժի պատճառով տատանումների գերազանցման դեպքում անջատումը և ահազանգը սկսելու համար: Այս սարքը կարող է նաև օգտագործվել տուրբինի վրա ազդող հիդրավլիկ պայմանների պատճառով ագրեգատի ցանկացած անսովոր տատանում հայտնաբերելու համար:

Մերկուրիի կոնտակտներ
Երկրաշարժի պատճառով ուժեղ ցնցումը կարող է հանգեցնել սարքի անջատումը սկսելու համար կեղծ անջատման, եթե օգտագործվում են սնդիկային կոնտակտներ: Սա կարելի է կանխել՝ տեղադրելով հակաթրթռումային տիպի սնդիկային անջատիչներ, կամ անհրաժեշտության դեպքում ավելացնելով ժամանակի ռելեներ:

Եզրակացություններ
(1) Դեհարի էլեկտրակայանում սարքավորումների և կառուցվածքի արժեքի զգալի խնայողություններ են ձեռք բերվել՝ հաշվի առնելով ցանցի չափը և դրա ազդեցությունը համակարգի պահեստային հզորության վրա՝ մեծ բլոկների չափս ընդունելով։
(2) Գեներատորների արժեքը նվազեցվել է՝ ընդունելով կառուցվածքի հովանոցային դիզայն, որն այժմ հնարավոր է մեծ, բարձր արագությամբ հիդրոգեներատորների համար՝ ռոտորի եզրերի դակիչների համար բարձր ձգողականության պողպատի մշակման շնորհիվ։
(3) Բնական բարձր հզորության գործակցով գեներատորների ձեռքբերումը մանրամասն ուսումնասիրություններից հետո հանգեցրեց ծախսերի հետագա խնայողության։
(4) Դեհարի հաճախականության կարգավորիչ կայանում գեներատորի պտտվող մասերի նորմալ ճանճի ազդեցությունը համարվել է բավարար տուրբինային կարգավորիչ համակարգի կայունության համար՝ մեծ փոխկապակցված համակարգի պատճառով։
(5) Բարձր լարման էլեկտրական ցանցերը սնուցող հեռակառավարվող գեներատորների էլեկտրական կայունությունն ապահովելու հատուկ պարամետրերը կարող են ապահովվել արագ արձագանքման ստատիկ գրգռման համակարգերի միջոցով։
(6) Արագ գործող ստատիկ գրգռման համակարգերը կարող են ապահովել անհրաժեշտ կայունության սահմաններ: Սակայն նման համակարգերը պահանջում են կայունացնող հետադարձ ազդանշաններ՝ խզումից հետո կայունության հասնելու համար: Պետք է իրականացվեն մանրամասն ուսումնասիրություններ:
(7) Երկար էլեկտրաէներգետիկ բարձր լարման գծերով ցանցին միացված հեռավոր գեներատորների ինքնագրգռումը և լարման անկայունությունը կարող են կանխվել՝ մեքենայի գծային լիցքավորման հզորությունը մեծացնելով՝ դիմելով բացասական գրգռման և/կամ մշտապես միացված էլեկտրաէներգետիկ բարձր լարման շունտային ռեակտորների կիրառմամբ։
(8) Գեներատորների և դրանց հիմքերի նախագծման մեջ կարելի է նախատեսել միջոցներ՝ փոքր ծախսերով սեյսմիկ ուժերի դեմ պաշտպանություն ապահովելու համար։

Dehar գեներատորների հիմնական պարամետրերը
Կարճ միացման հարաբերակցություն = 1.06
Անցումային ռեակտիվություն՝ ուղիղ առանցք = 0.2
Թափանիվ էֆեկտ = 39.5 x 106 ֆունտ/ոտնաչափ
Xnq/Xnd-ը մեծ չէ = 1.2-ից