జనరేటర్ల సమాంతర ఆపరేషన్

పవర్ ప్లాంట్లలో, అనేక టర్బో లేదా హైడ్రాలిక్ యూనిట్లు ఎల్లప్పుడూ వ్యవస్థాపించబడతాయి, ఇవి జనరేటర్ లేదా ఉప్పెన యొక్క సాధారణ బస్‌బార్‌లపై సమాంతరంగా కలిసి పనిచేస్తాయి.

ఫలితంగా, పవర్ ప్లాంట్లలో విద్యుత్ ఉత్పత్తి సమాంతరంగా పనిచేసే అనేక జనరేటర్లచే ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది మరియు ఈ సహకారం అనేక విలువైన ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది.

జనరేటర్ల సమాంతర ఆపరేషన్:

1. పవర్ ప్లాంట్లు మరియు సబ్‌స్టేషన్ల పరికరాల ఆపరేషన్ యొక్క సౌలభ్యాన్ని పెంచుతుంది, జనరేటర్ల నివారణ నిర్వహణ, ప్రధాన పరికరాలు మరియు సంబంధిత పంపిణీ పరికరాలను అవసరమైన రిజర్వ్‌లో కనీసం కలిగి ఉంటుంది.

2. పవర్ ప్లాంట్ యొక్క ఆపరేషన్ యొక్క సామర్థ్యాన్ని పెంచుతుంది, ఎందుకంటే ఇది యూనిట్ల మధ్య రోజువారీ లోడ్ షెడ్యూల్ యొక్క అత్యంత సమర్థవంతమైన పంపిణీని అనుమతిస్తుంది, తద్వారా విద్యుత్తు యొక్క ఉత్తమ వినియోగాన్ని సాధించడం మరియు సామర్థ్యాన్ని పెంచుతుంది; జలవిద్యుత్ ప్లాంట్లలో, వరద కాలంలో మరియు వేసవి మరియు శీతాకాలంలో తక్కువ నీటి కాలాల్లో గరిష్టంగా నీటి ప్రవాహం యొక్క శక్తిని ఉపయోగించడం సాధ్యమవుతుంది;

3.విద్యుత్ ప్లాంట్ల యొక్క విశ్వసనీయత మరియు నిరంతరాయ ఆపరేషన్ మరియు వినియోగదారులకు విద్యుత్ సరఫరాను పెంచుతుంది.

అన్నం. 1. జనరేటర్ల సమాంతర ఆపరేషన్ యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం

ఉత్పత్తిని పెంచడానికి మరియు విద్యుత్ పంపిణీని మెరుగుపరచడానికి, శక్తివంతమైన విద్యుత్ వ్యవస్థలను రూపొందించడానికి సమాంతరంగా పనిచేయడానికి అనేక పవర్ ప్లాంట్లు కలుపుతారు.

సాధారణ ఆపరేషన్‌లో, జనరేటర్‌లు సాధారణ బస్సులకు (జనరేటర్ లేదా ఓవర్‌వోల్టేజ్) అనుసంధానించబడి సమకాలికంగా తిరుగుతాయి. వాటి రోటర్లు అదే కోణీయ విద్యుత్ వేగంతో తిరుగుతాయి

సమాంతర ఆపరేషన్లో, రెండు జనరేటర్ల టెర్మినల్స్ వద్ద తక్షణ వోల్టేజీలు పరిమాణంలో సమానంగా ఉండాలి మరియు సంకేతంలో విరుద్ధంగా ఉండాలి.

మరొక జనరేటర్తో (లేదా నెట్‌వర్క్‌తో) సమాంతర ఆపరేషన్ కోసం జనరేటర్‌ను కనెక్ట్ చేయడానికి, దానిని సమకాలీకరించడం అవసరం, అనగా ఆపరేటింగ్‌కు అనుగుణంగా కనెక్ట్ చేయబడిన జనరేటర్ యొక్క భ్రమణ వేగం మరియు ఉత్తేజితాన్ని నియంత్రించడం.

ఆపరేటింగ్ మరియు సమాంతరంగా కనెక్ట్ చేయబడిన జనరేటర్లు తప్పనిసరిగా దశలో ఉండాలి, అనగా దశ భ్రమణ క్రమాన్ని కలిగి ఉండాలి.

అంజీర్ నుండి చూడవచ్చు. 1, సమాంతర ఆపరేషన్‌లో, జనరేటర్లు ఒకదానికొకటి సాపేక్షంగా ఒకదానికొకటి అనుసంధానించబడి ఉంటాయి, అనగా స్విచ్‌లో వాటి వోల్టేజ్‌లు U1 మరియు U2 సరిగ్గా విరుద్ధంగా ఉంటాయి. లోడ్‌కు సంబంధించి, జనరేటర్లు అనుగుణంగా పనిచేస్తాయి, అంటే వాటి వోల్టేజ్‌లు U1 మరియు U2 సరిపోతాయి. జనరేటర్ల సమాంతర ఆపరేషన్ యొక్క ఈ పరిస్థితులు అంజీర్ యొక్క రేఖాచిత్రాలలో ప్రతిబింబిస్తాయి. 2.

అన్నం. 2. సమాంతర ఆపరేషన్ కోసం జనరేటర్లను ఆన్ చేయడానికి షరతులు. జనరేటర్ వోల్టేజీలు పరిమాణంలో సమానంగా ఉంటాయి మరియు దశలో వ్యతిరేకం.

జనరేటర్లను సమకాలీకరించడానికి రెండు పద్ధతులు ఉన్నాయి: ఫైన్ సింక్రొనైజేషన్ మరియు ముతక సమకాలీకరణ లేదా స్వీయ-సమకాలీకరణ.

జనరేటర్ల ఖచ్చితమైన సమకాలీకరణ కోసం పరిస్థితులు.

ఖచ్చితమైన సమకాలీకరణతో, ఉత్తేజిత జనరేటర్ సమకాలీకరణ పరిస్థితులను చేరుకున్న తర్వాత స్విచ్ B (Fig. 1) ద్వారా నెట్‌వర్క్ (బస్సులు)కి కనెక్ట్ చేయబడింది - వాటి వోల్టేజ్‌ల తక్షణ విలువల సమానత్వం U1 = U2

జనరేటర్లు విడివిడిగా పనిచేస్తున్నప్పుడు, వాటి తక్షణ దశ వోల్టేజీలు వరుసగా సమానంగా ఉంటాయి:

ఇది జనరేటర్ల సమాంతర కనెక్షన్ కోసం అవసరమైన పరిస్థితులను సూచిస్తుంది. జనరేటర్లు ఆన్ మరియు రన్నింగ్ కోసం, ఇది అవసరం:

1. ప్రభావవంతమైన వోల్టేజ్ విలువల సమానత్వం U1 = U2

2. కోణీయ పౌనఃపున్యాల సమానత్వం ω1 = ω2 లేదా f1 = f2

3. ఫేజ్ ψ1 = ψ2 లేదా Θ = ψ1 -ψ2 = 0 లో వోల్టేజీల సరిపోలిక.

ఈ అవసరాల యొక్క ఖచ్చితమైన నెరవేర్పు ఆదర్శవంతమైన పరిస్థితులను సృష్టిస్తుంది, ఇది జనరేటర్‌పై మారే సమయంలో, స్టేటర్ ఈక్వలైజేషన్ కరెంట్ సున్నాగా ఉంటుంది. అయినప్పటికీ, ఖచ్చితమైన సమకాలీకరణ కోసం షరతుల నెరవేర్పుకు జనరేటర్ల వోల్టేజ్ యొక్క వోల్టేజ్, ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు దశ కోణాల యొక్క పోల్చిన విలువలను జాగ్రత్తగా సర్దుబాటు చేయడం అవసరం అని గమనించాలి.

ఈ విషయంలో, సమకాలీకరణకు అనువైన పరిస్థితులను పూర్తిగా నెరవేర్చడం ఆచరణాత్మకంగా అసాధ్యం; అవి కొన్ని స్వల్ప వ్యత్యాసాలతో సుమారుగా నిర్వహించబడతాయి. పైన పేర్కొన్న షరతుల్లో ఒకదానిని నెరవేర్చకపోతే, U2 ఉన్నప్పుడు, వోల్టేజ్ వ్యత్యాసం ఓపెన్ కమ్యూనికేషన్ స్విచ్ B యొక్క టెర్మినల్స్‌పై పని చేస్తుంది:

అన్నం. 3. ఖచ్చితమైన సమకాలీకరణ యొక్క పరిస్థితుల నుండి విచలనం కేసుల కోసం వెక్టర్ రేఖాచిత్రాలు: a - జనరేటర్ల పని వోల్టేజీలు సమానంగా ఉండవు; b - కోణీయ పౌనఃపున్యాలు సమానంగా ఉండవు.

స్విచ్ ఆన్ చేయబడినప్పుడు, సర్క్యూట్లో ఈ సంభావ్య వ్యత్యాసం యొక్క చర్యలో ఈక్వలైజింగ్ కరెంట్ ప్రవహిస్తుంది, దీని యొక్క ఆవర్తన భాగం ప్రారంభ క్షణంలో ఉంటుంది

రేఖాచిత్రంలో చూపబడిన ఖచ్చితమైన సమకాలీకరణ పరిస్థితుల నుండి విచలనం యొక్క రెండు సందర్భాలను పరిగణించండి (Fig. 3):

1. జనరేటర్లు U1 మరియు U2 యొక్క ఆపరేటింగ్ వోల్టేజీలు సమానంగా లేవు, ఇతర పరిస్థితులు కలుసుకున్నాయి;

2. జనరేటర్లు ఒకే వోల్టేజీని కలిగి ఉంటాయి కానీ వేర్వేరు వేగంతో తిరుగుతాయి, అనగా వాటి కోణీయ పౌనఃపున్యాలు ω1 మరియు ω2 సమానంగా ఉండవు మరియు వోల్టేజీల మధ్య ఒక దశ అసమతుల్యత ఉంటుంది.

అంజీర్లోని రేఖాచిత్రం నుండి చూడవచ్చు. 3, a, వోల్టేజీల U1 మరియు U2 యొక్క ప్రభావవంతమైన విలువల అసమానత సమం చేసే కరెంట్ I ”ur రూపాన్ని కలిగిస్తుంది, ఇది జనరేటర్ల క్రియాశీల నిరోధకత మరియు వైర్లను కనెక్ట్ చేయడం వలన దాదాపు పూర్తిగా ప్రేరకంగా ఉంటుంది. నెట్‌వర్క్ చాలా చిన్నది మరియు నిర్లక్ష్యం చేయబడింది. ఈ కరెంట్ చురుకైన పవర్ సర్జ్‌లను సృష్టించదు మరియు అందువల్ల జనరేటర్ మరియు టర్బైన్ భాగాలలో యాంత్రిక ఒత్తిళ్లు ఉండవు. ఈ విషయంలో, జనరేటర్లు సమాంతర ఆపరేషన్ కోసం స్విచ్ చేసినప్పుడు, వోల్టేజ్లో వ్యత్యాసం 5-10% వరకు అనుమతించబడుతుంది మరియు అత్యవసర సందర్భాలలో - 20% వరకు.

rms వోల్టేజ్ విలువలు U1 = U2 సమానంగా ఉన్నప్పుడు, కానీ కోణీయ పౌనఃపున్యాలు Δω = ω1 — ω2 ≠ 0 లేదా Δf = f1 — f2 ≠ 0 తేడా ఉన్నప్పుడు, జనరేటర్లు మరియు నెట్‌వర్క్ (లేదా 2వ జనరేటర్ యొక్క వోల్టేజ్ వెక్టర్స్) ) ఒక నిర్దిష్ట కోణంతో మార్చబడతాయి Θ అది కాలక్రమేణా మారుతుంది. ఈ సందర్భంలో జనరేటర్లు U1 మరియు U2 యొక్క వోల్టేజీలు 180 ° కోణంలో కాకుండా 180 ° -Θ (Fig. 3, b) కోణంలో విభిన్నంగా ఉంటాయి.

ఓపెన్ స్విచ్ B యొక్క టెర్మినల్స్ వద్ద, పాయింట్లు a మరియు b మధ్య, వోల్టేజ్ వ్యత్యాసం ΔU పని చేస్తుంది. మునుపటి సందర్భంలో వలె, వోల్టేజ్ ఉనికిని లైట్ బల్బ్ ఉపయోగించి గుర్తించవచ్చు మరియు ఈ వోల్టేజ్ యొక్క rms విలువను పాయింట్లు a మరియు b మధ్య అనుసంధానించబడిన వోల్టమీటర్‌తో కొలవవచ్చు.

స్విచ్ B మూసివేయబడితే, అప్పుడు వోల్టేజ్ వ్యత్యాసం ΔU చర్యలో, ఈక్వలైజింగ్ కరెంట్ I ” సంభవిస్తుంది, ఇది U2 కి సంబంధించి దాదాపు పూర్తిగా చురుకుగా ఉంటుంది మరియు జనరేటర్లను సమాంతరంగా ఆన్ చేసినప్పుడు, షాక్‌లు మరియు మెకానికల్‌కు కారణమవుతుంది. షాఫ్ట్‌లు మరియు జనరేటర్ మరియు టర్బైన్ యొక్క ఇతర భాగాలలో ఒత్తిడిని కలిగిస్తుంది.

ω1 ≠ ω2 వద్ద, స్లిప్ s0 <0, l% మరియు కోణం Θ ≥ 10 ° అయితే సమకాలీకరణ పూర్తిగా సంతృప్తికరంగా ఉంటుంది.

టర్బైన్ రెగ్యులేటర్ల జడత్వం కారణంగా, కోణీయ పౌనఃపున్యాలు ω1 = ω2 మరియు వోల్టేజ్ వెక్టర్స్ మధ్య కోణం Θ యొక్క దీర్ఘకాలిక సమానత్వాన్ని సాధించడం అసాధ్యం, ఇది జనరేటర్ల స్టేటర్ మరియు రోటర్ వైండింగ్‌ల సాపేక్ష స్థానాన్ని వర్గీకరిస్తుంది, స్థిరంగా ఉండదు, కానీ నిరంతరం మారుతుంది; దాని తక్షణ విలువ Θ = Δωt.

వెక్టర్ రేఖాచిత్రంలో (Fig. 4), వోల్టేజ్ వెక్టర్స్ U1 మరియు U2 మధ్య దశ కోణంలో మార్పుతో, ΔU కూడా మారుతుంది అనే వాస్తవంలో చివరి పరిస్థితి వ్యక్తీకరించబడుతుంది. ఈ సందర్భంలో వోల్టేజ్ వ్యత్యాసం ΔU షాక్ వోల్టేజ్ అంటారు.

అన్నం. 4. ఫ్రీక్వెన్సీ అసమానతతో జనరేటర్ సింక్రొనైజేషన్ యొక్క వెక్టర్ రేఖాచిత్రం.

గడియార వోల్టేజీల తక్షణ విలువ Δu అనేది జనరేటర్ల యొక్క వోల్టేజీల u1 మరియు u2 యొక్క తక్షణ విలువల మధ్య వ్యత్యాసం (Fig. 5).

ప్రభావవంతమైన విలువలు U1 = U2 యొక్క సమానత్వం సాధించబడిందని అనుకుందాం, సూచన సమయం ψ1 మరియు ψ2 యొక్క దశ కోణాలు కూడా సమానంగా ఉంటాయి.

అప్పుడు మీరు వ్రాయవచ్చు

షాక్ స్ట్రెస్ కర్వ్ అంజీర్‌లో చూపబడింది. 5.

రిథమ్ వోల్టేజ్ పోల్చబడిన పౌనఃపున్యాల మొత్తంలో సగానికి సమానమైన పౌనఃపున్యంతో మరియు దశ కోణాన్ని బట్టి సమయంతో మారుతూ ఉండే వ్యాప్తితో శ్రావ్యంగా మారుతుంది Θ:

అంజీర్లోని వెక్టర్ రేఖాచిత్రం నుండి.4, కోణం Θ యొక్క నిర్దిష్ట పేర్కొన్న విలువ కోసం, ప్రభావ ఒత్తిడి యొక్క ప్రభావవంతమైన విలువను కనుగొనవచ్చు:

అన్నం. 5. ఒత్తిడిని అధిగమించే వక్రతలు.

కాలక్రమేణా కోణం Θ యొక్క మార్పును పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, షాక్ స్ట్రెస్ యాంప్లిట్యూడ్‌ల పరంగా షెల్ కోసం వ్యక్తీకరణను వ్రాయడం సాధ్యమవుతుంది, ఇది కాలక్రమేణా ఒత్తిడి వ్యాప్తిలో మార్పును ఇస్తుంది (Fig. 5, b లో చుక్కల వక్రరేఖ ):

అంజీర్‌లోని వెక్టర్ రేఖాచిత్రం నుండి చూడవచ్చు. 4 మరియు చివరి సమీకరణం, షాక్ ఒత్తిడి వ్యాప్తి ΔU 0 నుండి 2 Um వరకు మారుతుంది. వోల్టేజ్ వెక్టర్స్ U1 మరియు U2 (Fig. 4) దశ మరియు కోణం Θ = π, మరియు చిన్నది - ఈ వోల్టేజీలు 180 ° మరియు కోణం Θ = 0 ద్వారా విభిన్నంగా ఉన్నప్పుడు వోల్టేజ్ వెక్టర్స్ U1 మరియు U2 (Fig. 4) సమయంలో ΔU యొక్క అతిపెద్ద విలువ ఉంటుంది. లయ వక్రరేఖ యొక్క కాలం సమానంగా ఉంటుంది

శక్తివంతమైన సిస్టమ్‌తో సమాంతర ఆపరేషన్ కోసం జనరేటర్ అనుసంధానించబడినప్పుడు, సిస్టమ్ యొక్క xc విలువ చిన్నది మరియు నిర్లక్ష్యం చేయబడుతుంది (xc ≈ 0), అప్పుడు ఈక్వలైజింగ్ కరెంట్

మరియు ఇన్రష్ కరెంట్

కరెంట్ Θ = π వద్ద అననుకూల స్విచింగ్ విషయంలో, స్విచ్డ్-ఆన్ జెనరేటర్ యొక్క స్టేటర్ వైండింగ్‌లో ఉప్పెన కరెంట్ జనరేటర్ టెర్మినల్స్ యొక్క మూడు-దశల షార్ట్ సర్క్యూట్ యొక్క ఉప్పెన వోల్టేజ్ యొక్క రెండు రెట్లు విలువను చేరుకోగలదు.

ఈక్వలైజింగ్ కరెంట్ యొక్క క్రియాశీల భాగం, అంజీర్‌లోని వెక్టర్ రేఖాచిత్రం నుండి చూడవచ్చు. 4 సమానం