जनरेटर का समानांतर संचालन

बिजली संयंत्रों में, कई टर्बो या हाइड्रोलिक इकाइयां हमेशा स्थापित होती हैं, जो जनरेटर या उछाल के सामान्य बसबारों पर समानांतर में काम करती हैं।

नतीजतन, बिजली संयंत्रों में बिजली का उत्पादन समानांतर में काम करने वाले कई जनरेटर द्वारा किया जाता है, और इस सहयोग के कई मूल्यवान फायदे हैं।

जनरेटर का समानांतर संचालन:

1. बिजली संयंत्रों और सबस्टेशनों के उपकरणों के संचालन के लचीलेपन को बढ़ाता है, जनरेटर के निवारक रखरखाव, मुख्य उपकरण और संबंधित वितरण उपकरणों को न्यूनतम आवश्यक रिजर्व के साथ सुविधा प्रदान करता है।

2. बिजली संयंत्र के संचालन की दक्षता में वृद्धि करता है, क्योंकि यह इकाइयों के बीच दैनिक भार अनुसूची के सबसे कुशल वितरण को सक्षम बनाता है, जिससे बिजली का सर्वोत्तम उपयोग और दक्षता में वृद्धि होती है; पनबिजली संयंत्रों में, यह बाढ़ की अवधि के दौरान और गर्मियों और सर्दियों में कम पानी की अवधि के दौरान जल प्रवाह की शक्ति का अधिकतम उपयोग करना संभव बनाता है;

3.उपभोक्ताओं को बिजली संयंत्रों और बिजली आपूर्ति की विश्वसनीयता और निर्बाध संचालन में वृद्धि करता है।

चावल। 1. जनरेटर के समानांतर संचालन का योजनाबद्ध आरेख

उत्पादन बढ़ाने और बिजली वितरण में सुधार करने के लिए, शक्तिशाली बिजली प्रणालियों के निर्माण के लिए कई बिजली संयंत्रों को समानांतर में संचालित करने के लिए जोड़ा जाता है।

सामान्य ऑपरेशन में, जनरेटर सामान्य बसों (जनरेटर या ओवरवॉल्टेज) से जुड़े होते हैं और समकालिक रूप से घूमते हैं। उनके रोटर समान कोणीय विद्युत गति से घूमते हैं

समानांतर ऑपरेशन में, दो जनरेटर के टर्मिनलों पर तात्कालिक वोल्टेज परिमाण में बराबर और साइन में विपरीत होना चाहिए।

समानांतर ऑपरेशन के लिए जनरेटर को दूसरे जनरेटर (या नेटवर्क के साथ) से जोड़ने के लिए, इसे सिंक्रनाइज़ करना आवश्यक है, अर्थात रोटेशन की गति को नियंत्रित करें और ऑपरेटिंग एक के अनुसार जुड़े जनरेटर की उत्तेजना।

चलने वाले और समानांतर में जुड़े जनरेटर चरण में होने चाहिए, अर्थात चरण रोटेशन का एक ही क्रम होना चाहिए।

जैसे कि चित्र से देखा जा सकता है। 1, समानांतर संचालन में, जनरेटर एक दूसरे के सापेक्ष एक दूसरे से जुड़े होते हैं, अर्थात स्विच पर उनके वोल्टेज U1 और U2 बिल्कुल विपरीत होंगे। भार के संबंध में, जनरेटर तदनुसार काम करते हैं, अर्थात उनके वोल्टेज U1 और U2 मेल खाते हैं। जेनरेटर के समांतर संचालन की ये स्थितियां अंजीर के आरेखों में दिखाई देती हैं। 2.

चावल। 2. समानांतर संचालन के लिए जनरेटर चालू करने की शर्तें। जनरेटर वोल्टेज परिमाण में बराबर और चरण में विपरीत होते हैं।

जेनरेटर को सिंक्रनाइज़ करने की दो विधियाँ हैं: फाइन सिंक्रोनाइज़ेशन और मोटे सिंक्रोनाइज़ेशन या सेल्फ-सिंक्रनाइज़ेशन।

जनरेटर के सटीक तुल्यकालन के लिए शर्तें।

सटीक तुल्यकालन के साथ, उत्तेजित जनरेटर स्विच बी (छवि 1) के माध्यम से नेटवर्क (बसों) से जुड़ा होता है जब तुल्यकालन की स्थिति तक पहुंच जाता है - उनके वोल्टेज यू 1 = यू 2 के तात्कालिक मूल्यों की समानता

जब जनरेटर अलग से काम करते हैं, तो उनके तात्कालिक चरण वोल्टेज क्रमशः बराबर होंगे:

इसका तात्पर्य जनरेटर के समानांतर कनेक्शन के लिए आवश्यक शर्तों से है। जनरेटर चालू और चलाने के लिए, यह आवश्यक है:

1. प्रभावी वोल्टेज मूल्यों की समानता U1 = U2

2. कोणीय आवृत्तियों की समानता ω1 = ω2 या f1 = f2

3. चरण ψ1 = ψ2 या Θ = ψ1 -ψ2 = 0 में वोल्टेज का मिलान।

इन आवश्यकताओं की सटीक पूर्ति आदर्श स्थितियों का निर्माण करती है, जो इस तथ्य की विशेषता है कि जनरेटर पर स्विच करने के क्षण में स्टेटर इक्वलाइजेशन करंट शून्य होगा। हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि सटीक तुल्यकालन के लिए शर्तों को पूरा करने के लिए जनरेटर के वोल्टेज के वोल्टेज, आवृत्ति और चरण कोणों के तुलनात्मक मूल्यों के सावधानीपूर्वक समायोजन की आवश्यकता होती है।

इस संबंध में, सिंक्रनाइज़ेशन के लिए आदर्श शर्तों को पूरी तरह से पूरा करना व्यावहारिक रूप से असंभव है; वे कुछ मामूली विचलन के साथ लगभग किए जाते हैं। यदि उपरोक्त शर्तों में से एक पूरी नहीं होती है, जब U2, वोल्टेज अंतर खुले संचार स्विच B के टर्मिनलों पर कार्य करेगा:

चावल। 3. सटीक तुल्यकालन की शर्तों से विचलन के मामलों के लिए वेक्टर आरेख: ए - जनरेटर के कामकाजी वोल्टेज बराबर नहीं हैं; बी - कोणीय आवृत्तियाँ समान नहीं हैं।

जब स्विच चालू होता है, तो सर्किट में इस संभावित अंतर की क्रिया के तहत एक समान धारा प्रवाहित होगी, जिसका आवधिक घटक प्रारंभिक क्षण में होगा

आरेख में दिखाई गई सटीक तुल्यकालन स्थितियों से विचलन के दो मामलों पर विचार करें (चित्र 3):

1. जेनरेटर यू 1 और यू 2 के ऑपरेटिंग वोल्टेज बराबर नहीं हैं, अन्य शर्तें पूरी होती हैं;

2. जनरेटर में समान वोल्टेज होता है लेकिन अलग-अलग गति से घूमता है, अर्थात, उनकी कोणीय आवृत्तियाँ ω1 और ω2 समान नहीं होती हैं और वोल्टेज के बीच एक चरण बेमेल होता है।

जैसा कि अंजीर में आरेख से देखा जा सकता है। 3, ए, वोल्टेज यू 1 और यू 2 के प्रभावी मूल्यों की असमानता एक समतुल्य वर्तमान I "उर की उपस्थिति का कारण बनती है, जो जनरेटर के सक्रिय प्रतिरोध और कनेक्टिंग तारों के बाद से लगभग विशुद्ध रूप से आगमनात्मक होगी नेटवर्क बहुत छोटा है और उपेक्षित है। यह करंट कोई सक्रिय पावर सर्ज नहीं बनाता है और इसलिए जनरेटर और टरबाइन के पुर्जों में कोई यांत्रिक तनाव नहीं होता है। इस संबंध में, समानांतर संचालन के लिए जनरेटर चालू करते समय, वोल्टेज अंतर को 5-10% तक और आपातकालीन मामलों में - 20% तक की अनुमति दी जा सकती है।

जब rms वोल्टेज मान U1 = U2 बराबर होते हैं, लेकिन जब कोणीय आवृत्ति भिन्न होती है Δω = ω1 — ω2 ≠ 0 या Δf = f1 — f2 ≠ 0, जनरेटर और नेटवर्क के वोल्टेज वैक्टर (या दूसरे जनरेटर के ) एक निश्चित कोण Θ के साथ स्थानांतरित हो जाते हैं जो समय के साथ बदलता है। इस मामले में जनरेटर U1 और U2 के वोल्टेज चरण में 180 ° के कोण से नहीं, बल्कि 180 ° —Θ (चित्र 3, बी) के कोण से भिन्न होंगे।

खुले स्विच B के टर्मिनलों पर, बिंदु a और b के बीच, वोल्टेज अंतर ΔU कार्य करेगा। जैसा कि पिछले मामले में, एक प्रकाश बल्ब का उपयोग करके वोल्टेज की उपस्थिति का पता लगाया जा सकता है, और इस वोल्टेज के आरएमएस मान को बिंदु ए और बी के बीच जुड़े वोल्टमीटर से मापा जा सकता है।

यदि स्विच बी बंद है, तो वोल्टेज अंतर ΔU की कार्रवाई के तहत, एक समतुल्य वर्तमान I ”होता है, जो U2 के संबंध में लगभग विशुद्ध रूप से सक्रिय होगा और जब जनरेटर समानांतर में चालू होते हैं, तो झटके और यांत्रिक कारण होंगे जनरेटर और टर्बाइन के शाफ्ट और अन्य भागों में तनाव।

ω1 ≠ ω2 पर, यदि स्लिप s0 <0, l% और कोण Θ ≥ 10 ° है तो तुल्यकालन पूरी तरह से संतोषजनक है।

टरबाइन नियामकों की जड़ता के कारण, कोणीय आवृत्तियों ω1 = ω2 की दीर्घकालिक समानता प्राप्त करना असंभव है, और वोल्टेज वैक्टर के बीच कोण Θ, जनरेटर के स्टेटर और रोटर वाइंडिंग की सापेक्ष स्थिति को दर्शाता है, स्थिर नहीं रहता, बल्कि निरंतर बदलता रहता है; इसका तात्क्षणिक मान Θ = Δωt होगा।

वेक्टर आरेख (चित्र 4) पर, अंतिम परिस्थिति इस तथ्य में व्यक्त की जाएगी कि वोल्टेज वैक्टर U1 और U2 के बीच चरण कोण में परिवर्तन के साथ, ΔU भी बदल जाएगा। इस मामले में वोल्टेज अंतर ΔU को शॉक वोल्टेज कहा जाता है।

चावल। 4. आवृत्ति असमानता के साथ जनरेटर तुल्यकालन का वेक्टर आरेख।

क्लॉक वोल्टेज का तात्कालिक मान Δu जनरेटर के वोल्टेज u1 और u2 के तात्कालिक मूल्यों के बीच का अंतर है (चित्र 5)।

मान लीजिए कि प्रभावी मूल्यों की समानता U1 = U2 प्राप्त की जाती है, संदर्भ समय ψ1 और ψ2 के चरण कोण भी बराबर हैं।

तब आप लिख सकते हैं

शॉक स्ट्रेस कर्व को अंजीर में दिखाया गया है। 5.

ताल वोल्टेज हार्मोनिक रूप से तुलनात्मक आवृत्तियों के आधे योग के बराबर आवृत्ति के साथ बदलता है और एक आयाम के साथ जो चरण कोण Θ के आधार पर समय के साथ बदलता रहता है:

अंजीर में वेक्टर आरेख से।4, कोण Θ के एक निश्चित निर्दिष्ट मूल्य के लिए, प्रभाव तनाव का प्रभावी मूल्य पाया जा सकता है:

चावल। 5. तनाव पर काबू पाने के वक्र।

समय के साथ कोण Θ के परिवर्तन को ध्यान में रखते हुए, शॉक स्ट्रेस एम्पलीट्यूड के संदर्भ में शेल के लिए एक अभिव्यक्ति लिखना संभव है, जो समय के साथ स्ट्रेस एम्पलीट्यूड में परिवर्तन देता है (चित्र 5 में बिंदीदार वक्र, बी)। ):

जैसा कि अंजीर में वेक्टर आरेख से देखा जा सकता है। 4 और अंतिम समीकरण, सदमे तनाव आयाम ΔU 0 से 2 उम तक भिन्न होता है। ΔU का सबसे बड़ा मूल्य उस समय होगा जब वोल्टेज वैक्टर U1 और U2 (छवि 4) चरण और कोण Θ = π में मेल खाते हैं, और सबसे छोटा - जब ये वोल्टेज चरण में 180 ° और कोण Θ = 0 से भिन्न होते हैं। ताल वक्र की अवधि बराबर होती है

जब जनरेटर को एक शक्तिशाली प्रणाली के साथ समानांतर संचालन के लिए जोड़ा जाता है, तो सिस्टम के xc का मान छोटा होता है और इसे उपेक्षित किया जा सकता है (xc ≈ 0), तो समकारी धारा

और घुसपैठ वर्तमान

चालू Θ = π पर प्रतिकूल स्विचिंग के मामले में, स्विच-ऑन जनरेटर के स्टेटर वाइंडिंग में सर्ज करंट जनरेटर टर्मिनलों के तीन-चरण शॉर्ट सर्किट के सर्ज वोल्टेज के दोगुने मूल्य तक पहुंच सकता है।

इक्वलाइजिंग करंट का सक्रिय घटक, जैसा कि अंजीर में वेक्टर आरेख से देखा जा सकता है। 4 के बराबर है