Генераторын Flywheel-ийн нөлөө ба турбины зохицуулагч системийн тогтвортой байдал

Генераторын Flywheel-ийн нөлөө ба турбины зохицуулагч системийн тогтвортой байдал.
Орчин үеийн томоохон гидрогенераторууд нь инерцийн тогтмол багатай бөгөөд турбины удирдлагын системийн тогтвортой байдлын асуудалтай тулгардаг. Энэ нь турбины усны үйл ажиллагаатай холбоотой бөгөөд энэ нь инерцийн улмаас хяналтын төхөөрөмжийг ажиллуулах үед даралтат хоолойд усны алх үүсгэдэг. Энэ нь ерөнхийдөө гидравлик хурдатгалын хугацааны тогтмолуудаар тодорхойлогддог. Тусгаарлагдсан ажиллагааны үед бүх системийн давтамжийг турбины зохицуулагчаар тодорхойлох үед усны алх нь хурдны удирдлагад нөлөөлж, тогтворгүй байдал нь агнуур эсвэл давтамжийн хэлбэлзэлтэй байдаг. Том системтэй харилцан уялдаатай ажиллахын тулд давтамж нь үндсэндээ дараа нь тогтмол байдаг. Дараа нь усны алх нь системд тэжээгддэг хүчд нөлөөлж, тогтворжилтын асуудал зөвхөн эрчим хүчийг хаалттай хэлхээнд удирдаж байх үед үүсдэг, өөрөөр хэлбэл давтамжийн зохицуулалтад оролцдог усан генераторуудын хувьд.

Турбины тохируулагч арааны тогтвортой байдалд усны массын гидравлик хурдатгалын тогтмол хугацааны механик хурдатгалын тогтмол хугацааны харьцаа ба зохицуулагчийн нэмэгдэл ихээхэн нөлөөлдөг. Дээрх харьцааг бууруулах нь тогтворгүйжүүлэх нөлөөтэй бөгөөд давтамжийн тогтворжилтод сөргөөр нөлөөлдөг захирагчийн ашгийг бууруулах шаардлагатай болдог. Иймээс усан нэгжийн эргэлдэгч хэсгүүдэд хамгийн бага нисдэг дугуйны нөлөө шаардлагатай байдаг бөгөөд үүнийг ихэвчлэн зөвхөн генератороор хангадаг. Өөрөөр хэлбэл, механик хурдатгалын хугацааны тогтмолыг даралт бууруулах хавхлага эсвэл гүйдлийн сав гэх мэтээр багасгаж болох боловч энэ нь ерөнхийдөө маш их зардалтай байдаг. Усан үүсгүүрийн хурдыг зохицуулах чадварын эмпирик шалгуурыг бие даан ажиллаж байгаа нэгжийн бүх нэрлэсэн ачааллаас татгалзсаны улмаас нэгжийн хурдны өсөлтөд үндэслэж болно. Томоохон өөр хоорондоо холбогдсон системд ажилладаг, системийн давтамжийг зохицуулах шаардлагатай эрчим хүчний нэгжүүдийн хувьд дээр дурдсан хурдны өсөлтийн индексийг 45 хувиас хэтрэхгүй гэж үзсэн. Жижиг системүүдийн хувьд бага хурдыг нэмэгдүүлэх боломжтой (Бүлэг 4-ийг үзнэ үү).

Усанд орохоос Дехарын цахилгаан станц хүртэлх уртааш хэсэг
(Эх сурвалж: Зохиогчийн баримт бичиг – Дэлхийн 2-р конгресс, Олон улсын усны нөөцийн нийгэмлэг 1979 он) Дехарын цахилгаан станцын хувьд усны хэрэглээ, даралтын хонгил, дифференциал гүйдлийн сав, бэхэлгээнээс бүрдэх эрчим хүчний нэгжийг тэнцвэржүүлэх агуулахыг холбосон даралтат усны гидравлик системийг үзүүлэв. Хавтан дахь даралтын хамгийн их өсөлтийг 35 хувь хүртэл хязгаарлаж, бүрэн ачааллаас татгалзсаны дараа нэгжийн тооцоолсон хамгийн дээд хурдны өсөлт нь захирагч хаагдах үед 45 орчим хувьтай болсон.
282 м (925 фут) нэрлэсэн өндөрт 9.1 секундын хугацаа, генераторын эргэлдэгч хэсгүүдийн хэвийн нисдэг дугуйны нөлөөгөөр (өөрөөр хэлбэл зөвхөн температурын өсөлтийг харгалзан үздэг). Ашиглалтын эхний шатанд хурдны өсөлт 43 хувиас хэтрэхгүй байна. Иймээс системийн давтамжийг зохицуулахад ердийн нисдэг дугуйны нөлөө хангалттай гэж үзсэн.

Генераторын параметр ба цахилгаан тогтвортой байдал
Тогтвортой байдалд нөлөөлдөг генераторын параметрүүд нь flywheel нөлөө, түр зуурын урвал ба богино залгааны харьцаа юм. 420 кВ-ын цахилгаан гүйдлийн цахилгаан эрчим хүчний системийг хөгжүүлэх эхний шатанд Дехарын хувьд систем сул, богино холболтын түвшин доогуур, цахилгаан эрчим хүчний тэргүүлэх хүчин зүйлээр ажилладаг, цахилгаан дамжуулах хоолойгоор хангах, үүсгүүрийн хэмжээ, параметрүүдийг тогтооход хэмнэлттэй байх шаардлагатай зэргээс шалтгаалан тогтворжилтын асуудал маш чухал байдаг. Dehar EHV системийн сүлжээний анализатор дээр түр зуурын тогтвортой байдлын урьдчилсан судалгаа (түр зуурын урвалын ард тогтмол хүчдэл ашиглан) зөвхөн ахиу тогтвортой байдлыг олж авах болно гэдгийг харуулсан. Дехарын цахилгаан станцын зураг төслийг боловсруулах эхний шатанд генераторуудыг хэвийн болгох гэж үзсэн
шинж чанар, тогтворжилтын шаардлагыг хангах бусад хүчин зүйлс, ялангуяа өдөөх системийн параметрүүдийг оновчтой болгох нь эдийн засгийн хувьд хямд хувилбар байх болно. Британийн системийн судалгаагаар генераторын параметрүүдийг өөрчлөх нь тогтвортой байдлын хязгаарт харьцангуй бага нөлөө үзүүлдэг болохыг харуулсан. Үүний дагуу генераторын хувьд хавсралтад өгөгдсөн хэвийн генераторын параметрүүдийг тодорхойлсон. Тогтвортой байдлын нарийвчилсан судалгааг өгсөн болно

Шугамын цэнэглэх хүчин чадал ба хүчдэлийн тогтвортой байдал
Цэнэглэх кВА нь тухайн машины шугамын цэнэглэх хүчин чадлаас илүү урт ачаалалгүй EHV шугамыг цэнэглэхэд ашигладаг алслагдсан гидрогенераторууд нь машин өөрөө өдөөгдөж, хүчдэл нь хяналтаас хэтэрч болно. Өөрийгөө өдөөх нөхцөл нь xc < xd энд, xc нь багтаамжийн ачааллын урвал, xd синхрон шууд тэнхлэгийн урвал юм. Панипат (хүлээн авах төгсгөл) хүртэл 420 кВ-ын нэг ачаалалгүй E2 /xc шугамыг цэнэглэхэд шаардагдах хүчин чадал нь нэрлэсэн хүчдэлд ойролцоогоор 150 MVAR байсан. Хоёрдахь шатанд ижил урттай 420 кВ-ын хоёр дахь шугамыг суурилуулах үед ачаалалгүй хоёр шугамыг нэрлэсэн хүчдэлээр нэгэн зэрэг цэнэглэхэд шаардагдах шугамын цэнэглэх хүчин чадал нь ойролцоогоор 300 MVAR болно.

Тоног төхөөрөмж нийлүүлэгчдийн мэдэгдсэнээр Dehar генераторын нэрлэсэн хүчдэлийн шугамын цэнэглэх хүчин чадал дараах байдалтай байна.
(i) 70 хувийн үнэлгээтэй MVA, өөрөөр хэлбэл, 121.8 MVAR шугамыг цэнэглэх нь хамгийн багадаа 10 хувийн эерэг өдөөлттэй байх боломжтой.
(ii) Хамгийн багадаа эерэг өдөөлт нь 1 хувь байхад 139 MVAR шугамын цэнэглэх хүчин чадал нь үнэлэгдсэн MVA-ийн 87 хүртэл хувь байх боломжтой.
(iii) MVAR үнэлгээний 100 хүртэлх хувь, өөрөөр хэлбэл 173.8 шугамын цэнэглэх хүчин чадал нь ойролцоогоор 5 хувийн сөрөг өдөөлтөөр, 10 хувийн сөрөг өдөөлтөөр авах боломжтой шугамын цэнэглэх дээд хүчин чадал нь BSS-ийн дагуу нэрлэсэн MVA (191 MVAR) -ийн 110 хувь юм.
(iv) Цаашид шугамын цэнэглэх хүчин чадлыг зөвхөн машины хэмжээг нэмэгдүүлэх замаар нэмэгдүүлэх боломжтой. (ii) ба (iii) тохиолдолд өдөөлтийг гараар хянах боломжгүй бөгөөд хурдан ажилладаг автомат хүчдэлийн зохицуулагчийн тасралтгүй ажиллагаанд бүрэн найдах шаардлагатай. Шугамын цэнэглэх хүчин чадлыг нэмэгдүүлэхийн тулд машины хэмжээг нэмэгдүүлэх нь эдийн засгийн хувьд боломжгүй, хүсээгүй юм. Үүний дагуу ашиглалтын эхний үе шатанд ажиллах нөхцөлийг харгалзан генераторуудад сөрөг өдөөлтийг бий болгох замаар генераторуудын нэрлэсэн хүчдэлд 191 MVAR шугамын цэнэглэх хүчин чадалтай байхаар шийдсэн. Хүчдэлийн тогтворгүй байдлыг үүсгэдэг эгзэгтэй ажиллагааны нөхцөл нь хүлээн авагч талын ачааллыг салгаснаас үүдэлтэй байж болно. Энэ үзэгдэл нь машин дээрх багтаамжтай ачааллын улмаас үүсдэг бөгөөд энэ нь генераторын хурдны өсөлтөд сөргөөр нөлөөлдөг. Хэрэв өөрөө өдөөх, хүчдэлийн тогтворгүй байдал үүсч болно.

Xc ≤ n2 (Xq + XT)
Энд, Xc нь багтаамжтай ачааллын урвал, Xq нь квадрат тэнхлэгийн синхрон урвал, n нь ачааллаас татгалзах үед үүсэх хамгийн их харьцангуй хурд юм. Нарийвчилсан судалгааны дагуу шугамын хүлээн авах хэсэгт байнгын холбогдсон 400 кВ-ын EHV шунт реактор (75 МВА) суурилуулснаар Дехар генератор дээрх энэ нөхцөл байдлыг арилгахыг санал болгосон.

Норгосны ороомог
Дампуурлын ороомгийн үндсэн үүрэг нь багтаамжийн ачаалалтай шугамнаас шугамд гэмтэл гарсан тохиолдолд хэт их хүчдэлээс урьдчилан сэргийлэх, улмаар тоног төхөөрөмжийн хэт хүчдэлийн даралтыг бууруулах хүчин чадал юм. Алслагдсан байршил, хоорондоо холбосон урт дамжуулах шугамыг харгалзан дөрвөлжин ба шууд тэнхлэгийн урвалын харьцаатай сааруулагч ороомгийн бүрэн холболтыг харгалзан Xnq/Xnd 1.2-оос ихгүй байна.

Генераторын шинж чанар ба өдөөх систем
Хэвийн шинж чанартай генераторуудыг тодорхойлж, урьдчилсан судалгаагаар зөвхөн ахиу тогтвортой байдлыг харуулсан тул өндөр хурдны статик өдөөх төхөөрөмжийг тогтвортой байдлын хязгаарыг сайжруулахын тулд ашиглахаар шийдсэн бөгөөд ингэснээр тоног төхөөрөмжийн хамгийн хэмнэлттэй зохион байгуулалтад хүрэх болно. Статик өдөөх төхөөрөмжийн оновчтой шинж чанарыг тодорхойлох нарийвчилсан судалгааг 10-р бүлэгт авч үзсэн.

Газар хөдлөлтийн талаар анхаарах зүйлс
Дехарын цахилгаан станц газар хөдлөлтийн бүсэд унасан. Тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэгчидтэй зөвлөлдөж, газар хөдлөлтийн болон геологийн нөхцөл байдал, ЮНЕСКО-гийн тусламжтайгаар Энэтхэгийн Засгийн газраас байгуулсан Койна газар хөдлөлтийн шинжээчдийн хорооны тайланг харгалзан Дехар дахь усан үүсгүүрийн загварт дараах заалтуудыг санал болгов.

Механик хүч чадал
Дехар генераторууд нь машины төв хэсэгт байрлах Дехар дээр хүлээгдэж буй босоо болон хэвтээ чиглэлд газар хөдлөлтийн хамгийн их хурдатгалын хүчийг найдвартай тэсвэрлэх зориулалттай.

Байгалийн давтамж
Машины байгалийн давтамжийг 100 Гц (генераторын давтамжаас хоёр дахин) соронзон давтамжаас хол (илүү өндөр) байлгах хэрэгтэй. Энэхүү байгалийн давтамж нь газар хөдлөлтийн давтамжаас хол байх бөгөөд газар хөдлөлтийн давамгайлсан давтамж болон эргэлтийн системийн чухал хурдтай харьцуулахад хангалттай зөрүүг шалгах болно.

Генераторын статорын дэмжлэг
Генераторын статор ба доод түлхэх ба чиглүүлэгч холхивчийн суурь нь хэд хэдэн улны хавтангаас бүрдэнэ. Улны хавтанг ердийн босоо чиглэлээс гадна суурийн боолтоор хажуу тийш нь холбоно.

Хөтөч холхивчийн дизайн
Хөтөч холхивч нь сегментчилсэн хэлбэртэй байх ба чиглүүлэгч холхивчийн хэсгүүд нь газар хөдлөлтийн бүрэн хүчийг тэсвэрлэхийн тулд бэхлэгдсэн байна. Түүнчлэн үйлдвэрлэгчид дээд хаалтыг торхтой (генераторын хашаа) хажуу тийш нь ган дам нуруугаар бэхлэхийг зөвлөж байна. Энэ нь эргээд бетон торхыг бэхжүүлэх шаардлагатай гэсэн үг юм.

Генераторуудын чичиргээ илрүүлэх
Газар хөдлөлтийн чичиргээ нь урьдчилан тогтоосон хэмжээнээс хэтэрсэн тохиолдолд унтрах, дохиолол өгөх зорилгоор турбин, генератор дээр чичиргээ мэдрэгч эсвэл эксцентрик хэмжигч суурилуулахыг зөвлөж байна. Энэ төхөөрөмжийг турбинд нөлөөлж буй гидравлик нөхцлөөс шалтгаалан нэгжийн аливаа ер бусын чичиргээг илрүүлэхэд ашиглаж болно.

Мөнгөн усны контактууд
Газар хөдлөлтийн улмаас хүчтэй чичиргээн нь мөнгөн усны контактыг ашигласан тохиолдолд төхөөрөмжийг унтраахын тулд худал уналтад хүргэдэг. Чичиргээний эсрэг төрлийн мөнгөн усны унтраалгыг зааж өгөх эсвэл шаардлагатай бол цагны реле нэмэх замаар үүнээс зайлсхийх боломжтой.

Дүгнэлт
(1) Сүлжээний хэмжээ болон системийн нөөц хүчин чадалд үзүүлэх нөлөөллийг харгалзан том хэмжээний нэгжийг ашиглах замаар Дехарын цахилгаан станцын тоног төхөөрөмж, бүтцийн өртөгт ихээхэн хэмнэлт гаргасан.
(2) Роторын ирмэгийн цоолтуурын өндөр суналтын ган бүтээгдсэнтэй холбоотойгоор одоо том өндөр хурдны усан цахилгаан үүсгүүрт ашиглах боломжтой болсон барилгын дээврийн загварыг баталснаар генераторын өртөг буурсан.
(3) Нарийвчилсан судалгаа хийсний дараа байгалийн өндөр хүчин чадалтай генераторуудыг худалдаж авснаар зардлыг цаашид хэмнэсэн.
(4) Дехар дахь давтамжийн тохируулагч станцын генераторын эргэдэг хэсгүүдийн хэвийн нисдэг дугуйны нөлөө нь хоорондоо холбогдсон том системтэй тул турбины зохицуулагчийн системийн тогтвортой байдалд хангалттай гэж үзсэн.
(5) Цахилгааны тогтвортой байдлыг хангахын тулд EHV сүлжээг тэжээдэг алсын генераторын тусгай параметрүүдийг хурдан хариу үйлдэл үзүүлэх статик өдөөх системээр хангаж болно.
(6) Хурдан ажилладаг статик өдөөх систем нь шаардлагатай тогтвортой байдлын хязгаарыг хангаж чадна. Гэсэн хэдий ч ийм систем нь гэмтлийн дараах тогтвортой байдалд хүрэхийн тулд буцааж өгөх дохиог тогтворжуулах шаардлагатай. Нарийвчилсан судалгаа хийх ёстой.
(7) Сүлжээнд урт EHV шугамаар холбогдсон алсын генераторуудын өөрийгөө өдөөх, хүчдэлийн тогтворгүй байдлыг сөрөг өдөөлтөөр ашиглах замаар машины шугамын цэнэглэх хүчин чадлыг нэмэгдүүлэх ба/эсвэл байнгын холбогдсон EHV шунт реакторыг ашиглах замаар урьдчилан сэргийлэх боломжтой.
(8) Газар хөдлөлтийн хүчнээс хамгаалах хамгаалалтыг бага зардлаар хангах үүднээс генератор болон түүний суурийн загварт зохицуулалт хийж болно.

Дехар генераторын үндсэн параметрүүд
Богино залгааны харьцаа = 1.06
Түр зуурын урвалын шууд тэнхлэг = 0.2
Flywheel Effect = 39.5 x 106 фунт фут2
Xnq/Xnd = 1.2-оос ихгүй байна