Efek Roda Gila Generator lan Stabilitas Sistem Gubernur Turbin

Efek Roda Gila Generator lan Stabilitas Sistem Gubernur turbinEfek Roda Gila Generator lan Stabilitas Sistem Gubernur turbinEfek Roda Gila Generator lan Stabilitas Sistem Gubernur turbinEfek Roda Gila Generator lan Stabilitas Sistem Gubernur turbin
Generator hidro modern sing gedhe duwe konstanta inersia sing luwih cilik lan bisa uga ngadhepi masalah babagan stabilitas sistem pangaturan turbin. Iki amarga prilaku banyu turbin, sing amarga inersia nyebabake palu banyu ing pipa tekanan nalika piranti kontrol dioperasikake. Iki umume ditondoi dening konstanta wektu akselerasi hidrolik. Ing operasi sing terisolasi, nalika frekuensi kabeh sistem ditemtokake dening pangurus turbin, palu banyu mengaruhi pangaturan kecepatan lan ketidakstabilan katon minangka gerakan utawa ayunan frekuensi. Kanggo operasi sing saling gegandhengan karo sistem gedhe, frekuensi kasebut sejatine dijaga tetep dening sing terakhir. Palu banyu banjur mengaruhi daya sing diwenehake menyang sistem lan masalah stabilitas mung muncul nalika daya dikontrol ing loop tertutup, yaiku, ing kasus generator hidro sing melu regulasi frekuensi.

Stabilitas gir gubernur turbin kena pengaruh banget dening rasio konstanta wektu akselerasi mekanik amarga konstanta wektu akselerasi hidrolik massa banyu lan dening gain gubernur. Pangurangan rasio ing ndhuwur nduweni efek destabilisasi lan mbutuhake pangurangan gain gubernur, sing mengaruhi stabilisasi frekuensi kanthi negatif. Mula, efek roda gila minimal kanggo bagean sing muter saka unit hidro dibutuhake sing biasane mung bisa diwenehake ing generator. Utawa, konstanta wektu akselerasi mekanik bisa dikurangi kanthi nyedhiyakake katup pelepas tekanan utawa tangki lonjakan, lan liya-liyane, nanging umume larang banget. Kriteria empiris kanggo kemampuan ngatur kecepatan unit pembangkit hidro bisa adhedhasar kenaikan kecepatan unit sing bisa kedadeyan nalika nolak kabeh beban sing dirating saka unit sing beroperasi kanthi mandiri. Kanggo unit daya sing beroperasi ing sistem sing saling terhubung gedhe lan sing dibutuhake kanggo ngatur frekuensi sistem, indeks kenaikan kecepatan persentase kaya sing diitung ing ndhuwur dianggep ora ngluwihi 45 persen. Kanggo sistem sing luwih cilik, kenaikan kecepatan sing luwih cilik diwenehake (Deleng Bab 4).

Bagian longitudinal saka intake menyang Pembangkit Listrik Dehar
(Sumber: Makalah dening Penulis – Kongres donya kaping 2, Asosiasi Sumber Daya Banyu Internasional 1979) Kanggo Pembangkit Listrik Dehar, sistem banyu tekanan hidrolik sing nyambungake panyimpenan keseimbangan karo unit daya sing kasusun saka asupan banyu, trowongan tekanan, tangki lonjakan diferensial lan penstock dituduhake. Mbatesi kenaikan tekanan maksimum ing penstock nganti 35 persen, perkiraan kenaikan kecepatan maksimum unit kasebut nalika ditolak beban lengkap dadi udakara 45 persen kanthi penutupan gubernur.
wektu 9,1 detik ing endhas sing dirating 282 m (925 kaki) kanthi efek roda gila normal saka bagean generator sing muter (yaiku, tetep mung adhedhasar pertimbangan kenaikan suhu). Ing tahap pertama operasi, kenaikan kecepatan ditemokake ora luwih saka 43 persen. Mula, dianggep yen efek roda gila normal cukup kanggo ngatur frekuensi sistem.

Parameter Generator lan Stabilitas Listrik
Parameter generator sing nduweni pengaruh marang stabilitas yaiku efek roda gila, reaktansi transien, lan rasio sirkuit pendek. Ing tahap awal pangembangan sistem EHV 420 kV kaya ing Dehar, masalah stabilitas bisa dadi kritis amarga sistem sing ringkih, tingkat sirkuit pendek sing luwih murah, operasi ing faktor daya utama, lan kebutuhan kanggo ekonomi ing nyedhiyakake outlet transmisi lan ndandani ukuran lan parameter unit pembangkit. Studi stabilitas transien awal ing penganalisis jaringan (nggunakake voltase konstan ing mburi reaktansi transien) kanggo sistem EHV Dehar uga nuduhake yen mung stabilitas marginal sing bakal dipikolehi. Ing tahap awal desain Pembangkit Listrik Dehar, dianggep manawa nemtokake generator kanthi normal
karakteristik lan nggayuh syarat stabilitas kanthi ngoptimalake parameter faktor liyane sing terlibat utamane sistem eksitasi bakal dadi alternatif sing luwih murah sacara ekonomi. Ing panliten Sistem Inggris uga dituduhake yen ngganti parameter generator duwe pengaruh sing luwih sithik marang margin stabilitas. Mula, parameter generator normal kaya sing diwenehake ing lampiran ditemtokake kanggo generator. Panliten stabilitas rinci sing ditindakake diwenehake

Kapasitas Pengisian Saluran lan Stabilitas Tegangan
Generator hidro sing dumunung ing panggonan sing adoh digunakake kanggo ngisi daya saluran EHV sing dawa lan ora diisi daya sing kVA pangisi dayane luwih saka kapasitas pangisi daya saluran mesin, mesin kasebut bisa dadi eksitasi dhewe lan voltase mundhak ora bisa dikendhaleni. Kondisi kanggo eksitasi dhewe yaiku xc < xd ing ngendi, xc minangka reaktansi beban kapasitif lan xd reaktansi sumbu langsung sinkron. Kapasitas sing dibutuhake kanggo ngisi daya siji saluran 420 kV sing ora diisi daya E2 /xc nganti Panipat (ujung panampa) yaiku udakara 150 MVAR ing voltase sing dirating. Ing tahap kapindho nalika saluran 420 kV kapindho sing dawane padha dipasang, kapasitas pangisi daya saluran sing dibutuhake kanggo ngisi daya loro saluran sing ora diisi daya bebarengan ing voltase sing dirating yaiku udakara 300 MVAR.

Kapasitas pengisian saluran sing kasedhiya ing voltase sing dirating saka generator Dehar kaya sing diumumake dening pemasok peralatan kasebut yaiku kaya ing ngisor iki:
(i) MVA kanthi rating 70 persen, yaiku, pangisian daya jalur 121,8 MVAR bisa ditindakake kanthi eksitasi positif minimal 10 persen.
(ii) Nganti 87 persen saka MVA sing dirating, yaiku, kapasitas pangisian daya jalur 139 MVAR bisa ditindakake kanthi eksitasi positif minimal 1 persen.
(iii) Nganti 100 persen saka MVAR sing dirating, yaiku, kapasitas pangisian baris 173,8 bisa dipikolehi kanthi eksitasi negatif kira-kira 5 persen lan kapasitas pangisian baris maksimum sing bisa dipikolehi kanthi eksitasi negatif 10 persen yaiku 110 persen saka MVA sing dirating (191 MVAR) miturut BSS.
(iv) Peningkatan kapasitas pangisian daya saluran mung bisa ditindakake kanthi nambah ukuran mesin. Ing kasus (ii) lan (iii) kontrol eksitasi kanthi tangan ora bisa ditindakake lan ketergantungan lengkap kudu dilebokake ing operasi terus-terusan regulator voltase otomatis sing tumindak cepet. Ora layak sacara ekonomi utawa ora dikarepake kanggo nambah ukuran mesin kanggo tujuan nambah kapasitas pangisian daya saluran. Mula, kanthi nimbang kahanan operasi ing tahap pertama operasi, diputusake kanggo nyedhiyakake kapasitas pangisian daya saluran 191 MVAR ing voltase sing dirating kanggo generator kanthi nyedhiyakake eksitasi negatif ing generator. Kondisi operasi kritis sing nyebabake ketidakstabilan voltase uga bisa disebabake dening pemutus beban ing sisih panampa. Fenomena kasebut kedadeyan amarga beban kapasitif ing mesin sing luwih kena pengaruh negatif dening kenaikan kecepatan generator. Eksitasi dhewe lan ketidakstabilan voltase bisa kedadeyan yen.

Xc ≤ n2 (Xq + XT)
Ing ngendi, Xc minangka reaktansi beban kapasitif, Xq minangka reaktansi sinkron sumbu kuadratur lan n minangka kecepatan luwih relatif maksimum sing kedadeyan ing penolakan beban. Kondisi iki ing generator Dehar diusulake supaya bisa disingkirake kanthi nyedhiyakake reaktor shunt EHV 400 kV (75 MVA) sing disambungake kanthi permanen ing ujung panampa saluran miturut panliten rinci sing ditindakake.

Gulungan peredam
Fungsi utama saka gulungan damper yaiku kapasitase kanggo nyegah voltase luwih gedhe yen ana kesalahan saluran menyang saluran kanthi beban kapasitif, saengga bisa nyuda stres voltase luwih ing peralatan. Kanthi nganggep lokasi sing adoh lan saluran transmisi sing nyambung dawa, gulungan damper sing disambungake kanthi lengkap kanthi rasio kuadratur lan reaktansi sumbu langsung, Xnq/Xnd ora ngluwihi 1,2 wis ditemtokake.

Karakteristik Generator lan Sistem Eksitasi
Generator kanthi karakteristik normal wis ditemtokake lan panliten awal mung nuduhake stabilitas marginal, mula diputusake yen peralatan eksitasi statis kecepatan tinggi digunakake kanggo ningkatake margin stabilitas supaya bisa entuk susunan peralatan sing paling ekonomis. Panliten rinci ditindakake kanggo nemtokake karakteristik optimal saka peralatan eksitasi statis lan dibahas ing bab 10.

Pertimbangan Seismik
Pembangkit Listrik Dehar kalebu ing zona seismik. Ketentuan ing ngisor iki ing desain generator hidro ing Dehar diusulake kanthi konsultasi karo produsen peralatan lan nganggep kahanan seismik lan geologi ing lokasi lan laporan saka Komite Ahli Gempa Bumi Koyna sing dibentuk dening Pemerintah India kanthi bantuan UNESCO.

Kekuwatan Mekanik
Generator Dehar kudu dirancang kanggo nahan gaya akselerasi gempa bumi maksimum kanthi aman ing arah vertikal lan horisontal sing diarepake ing Dehar sing tumindak ing tengah mesin.

Frekuensi Alami
Frekuensi alami mesin kudu dijauhake (luwih dhuwur) saka frekuensi magnetik 100 Hz (kaping pindho frekuensi generator). Frekuensi alami iki bakal adoh saka frekuensi lindhu lan bakal dicek kanggo margin sing cukup marang frekuensi lindhu sing dominan lan kecepatan kritis sistem puteran.

Dhukungan stator generator
Stator generator lan pondasi bantalan dorong lan pandu ngisor kasusun saka sawetara pelat sol. Pelat sol kudu diikat menyang pondasi kanthi lateral saliyane arah vertikal normal nganggo baut pondasi.

Desain Bantalan Pandhuan
Bantalan pandhu kudu jinis segmental lan bagean bantalan pandhu kudu dikuatake supaya bisa tahan karo gaya lindhu kanthi lengkap. Produsen luwih nyaranake supaya ngiket braket ndhuwur kanthi lateral karo laras (kandang generator) nganggo girder baja. Iki uga tegese laras beton kasebut kudu dikuatake.

Deteksi Getaran Generator
Disaranake kanggo masang detektor getaran utawa meter eksentrisitas ing turbin lan generator kanggo miwiti mateni lan alarm yen getaran amarga lindhu ngluwihi nilai sing wis ditemtokake. Piranti iki uga bisa digunakake kanggo ndeteksi getaran sing ora biasa saka unit amarga kondisi hidrolik sing mengaruhi turbin.

Kontak Merkurius
Goncangan sing parah amarga lindhu bisa nyebabake tripping palsu kanggo miwiti mateni unit yen kontak merkuri digunakake. Iki bisa dihindari kanthi nemtokake saklar merkuri jinis anti-getaran utawa yen perlu kanthi nambah relay wektu.

Dudutan
(1) Panghematan biaya peralatan lan struktur ing Pembangkit Listrik Dehar sing substansial dipikolehi kanthi nggunakake ukuran unit gedhe kanthi nggatekake ukuran jaringan lan pengaruhe marang kapasitas cadangan sistem.
(2) Biaya generator dikurangi kanthi nggunakake desain konstruksi payung sing saiki bisa digunakake kanggo generator hidro kecepatan tinggi sing gedhe amarga pangembangan baja tarik tinggi kanggo punching rotor rim.
(3) Pengadaan generator faktor daya tinggi alami sawise panliten rinci ngasilake penghematan biaya luwih lanjut.
(4) Efek roda gila normal saka bagean generator sing muter ing stasiun pangatur frekuensi ing Dehar dianggep cukup kanggo stabilitas sistem gubernur turbin amarga sistem sing gedhe lan saling terhubung.
(5) Parameter khusus generator jarak jauh sing nyedhiyakake jaringan EHV kanggo njamin stabilitas listrik bisa dipenuhi dening sistem eksitasi statis respon cepet.
(6) Sistem eksitasi statis sing cepet tumindak bisa nyedhiyakake margin stabilitas sing dibutuhake. Nanging, sistem kasebut mbutuhake sinyal umpan balik sing stabil kanggo entuk stabilitas pasca-gangguan. Panliten rinci kudu ditindakake.
(7) Eksitasi mandiri lan ketidakstabilan voltase generator jarak jauh sing saling terhubung karo jaringan liwat jalur EHV sing dawa bisa dicegah kanthi nambah kapasitas pengisian jalur mesin kanthi nggunakake eksitasi negatif lan/utawa kanthi nggunakake reaktor shunt EHV sing terhubung permanen.
(8) Pranata bisa digawe ing desain generator lan pondasiné kanggo nyedhiyakake perlindungan saka gaya seismik kanthi biaya sing sithik.

Parameter Utama Generator Dehar
Rasio Sirkuit Pendek = 1,06
Reaktansi Transien Sumbu Searah = 0,2
Efek Roda Gila = 39,5 x 106 lb ft2
Xnq/Xnd ora luwih saka = 1.2