જનરેટરની સમાંતર કામગીરી

પાવર પ્લાન્ટ્સમાં, ઘણા ટર્બો અથવા હાઇડ્રોલિક એકમો હંમેશા ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવે છે, જે જનરેટર અથવા સર્જના સામાન્ય બસબાર પર સમાંતર રીતે કામ કરે છે.

પરિણામે, પાવર પ્લાન્ટ્સમાં વીજળીનું ઉત્પાદન સમાંતર કામ કરતા કેટલાક જનરેટર દ્વારા કરવામાં આવે છે, અને આ સહકારના ઘણા મૂલ્યવાન ફાયદા છે.

જનરેટરની સમાંતર કામગીરી:

1. પાવર પ્લાન્ટ્સ અને સબસ્ટેશનના સાધનોના સંચાલનની સુગમતામાં વધારો કરે છે, જનરેટર, મુખ્ય સાધનો અને અનુરૂપ વિતરણ ઉપકરણોના ઓછામાં ઓછા જરૂરી અનામત સાથે નિવારક જાળવણીની સુવિધા આપે છે.

2. પાવર પ્લાન્ટની કામગીરીની કાર્યક્ષમતામાં વધારો કરે છે, કારણ કે તે એકમો વચ્ચે દૈનિક લોડ શેડ્યૂલનું સૌથી વધુ કાર્યક્ષમ વિતરણ સક્ષમ કરે છે, જેનાથી વીજળીનો શ્રેષ્ઠ ઉપયોગ પ્રાપ્ત થાય છે અને કાર્યક્ષમતામાં વધારો થાય છે; હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પાવર પ્લાન્ટ્સમાં, પૂરના સમયગાળા દરમિયાન અને ઉનાળા અને શિયાળાના ઓછા પાણીના સમયગાળા દરમિયાન પાણીના પ્રવાહની શક્તિનો મહત્તમ ઉપયોગ કરવાનું શક્ય બનાવે છે;

3.પાવર પ્લાન્ટની વિશ્વસનીયતા અને અવિરત કામગીરી અને ગ્રાહકોને વીજ પુરવઠો વધારે છે.

ચોખા. 1. જનરેટરની સમાંતર કામગીરીની યોજનાકીય રેખાકૃતિ

ઉત્પાદન વધારવા અને પાવર ડિસ્ટ્રિબ્યુશનમાં સુધારો કરવા માટે, ઘણા પાવર પ્લાન્ટ્સને સમાંતર રીતે કામ કરવા માટે શક્તિશાળી પાવર સિસ્ટમ્સ બનાવવા માટે જોડવામાં આવે છે.

સામાન્ય કામગીરીમાં, જનરેટર સામાન્ય બસો (જનરેટર અથવા ઓવરવોલ્ટેજ) સાથે જોડાયેલા હોય છે અને સિંક્રનસ રીતે ફેરવે છે. તેમના રોટર સમાન કોણીય વિદ્યુત ગતિએ ફરે છે

સમાંતર કામગીરીમાં, બે જનરેટરના ટર્મિનલ્સ પર તાત્કાલિક વોલ્ટેજ તીવ્રતામાં સમાન અને ચિહ્નમાં વિરુદ્ધ હોવા જોઈએ.

અન્ય જનરેટર (અથવા નેટવર્ક સાથે) સાથે સમાંતર કામગીરી માટે જનરેટરને કનેક્ટ કરવા માટે, તેને સિંક્રનાઇઝ કરવું જરૂરી છે, એટલે કે ઓપરેટિંગ એક અનુસાર કનેક્ટેડ જનરેટરના પરિભ્રમણ અને ઉત્તેજનાની ગતિને નિયંત્રિત કરો.

સમાંતરમાં કાર્યરત અને જોડાયેલા જનરેટર્સ તબક્કામાં હોવા જોઈએ, એટલે કે, તબક્કાના પરિભ્રમણનો સમાન ક્રમ હોવો જોઈએ.

અંજીરમાંથી જોઈ શકાય છે. 1, સમાંતર કામગીરીમાં, જનરેટર એકબીજાને સંબંધિત એકબીજા સાથે જોડાયેલા છે, એટલે કે સ્વીચ પરના તેમના વોલ્ટેજ U1 અને U2 બરાબર વિરુદ્ધ હશે. લોડના સંદર્ભમાં, જનરેટર અનુસાર કાર્ય કરે છે, એટલે કે, તેમના વોલ્ટેજ U1 અને U2 મેળ ખાય છે. જનરેટરની સમાંતર કામગીરીની આ શરતો અંજીરના આકૃતિઓમાં પ્રતિબિંબિત થાય છે. 2.

ચોખા. 2. સમાંતર કામગીરી માટે જનરેટર ચાલુ કરવા માટેની શરતો. જનરેટર વોલ્ટેજ તીવ્રતામાં સમાન છે અને તબક્કામાં વિરુદ્ધ છે.

જનરેટરને સિંક્રનાઇઝ કરવાની બે પદ્ધતિઓ છે: ફાઇન સિંક્રોનાઇઝેશન અને બરછટ સિંક્રનાઇઝેશન અથવા સેલ્ફ-સિંક્રોનાઇઝેશન.

જનરેટરના ચોક્કસ સિંક્રનાઇઝેશન માટેની શરતો.

ચોક્કસ સિંક્રનાઇઝેશન સાથે, ઉત્તેજિત જનરેટર સિંક્રનાઇઝેશન સ્થિતિ સુધી પહોંચવા પર સ્વીચ B (ફિગ. 1) દ્વારા નેટવર્ક (બસો) સાથે જોડાયેલ છે — તેમના વોલ્ટેજ U1 = U2 ના તાત્કાલિક મૂલ્યોની સમાનતા

જ્યારે જનરેટર અલગથી કામ કરે છે, ત્યારે તેમના તાત્કાલિક તબક્કાના વોલ્ટેજ અનુક્રમે સમાન હશે:

આ જનરેટરના સમાંતર જોડાણ માટે જરૂરી શરતો સૂચવે છે. જનરેટર ચાલુ અને ચાલવા માટે, તે જરૂરી છે:

1. અસરકારક વોલ્ટેજ મૂલ્યોની સમાનતા U1 = U2

2. કોણીય ફ્રીક્વન્સીઝની સમાનતા ω1 = ω2 અથવા f1 = f2

3. તબક્કા ψ1 = ψ2 અથવા Θ = ψ1 -ψ2 = 0 માં વોલ્ટેજનું મેચિંગ.

આ આવશ્યકતાઓની ચોક્કસ પરિપૂર્ણતા આદર્શ પરિસ્થિતિઓ બનાવે છે, જે એ હકીકત દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે કે જનરેટર પર સ્વિચ કરવાના ક્ષણે, સ્ટેટર સમાનતા વર્તમાન શૂન્ય હશે. જો કે, એ નોંધવું જોઈએ કે ચોક્કસ સિંક્રનાઇઝેશન માટેની શરતોની પરિપૂર્ણતા માટે જનરેટરના વોલ્ટેજના વોલ્ટેજ, આવર્તન અને તબક્કાના ખૂણાઓના તુલનાત્મક મૂલ્યોના સાવચેત ગોઠવણની જરૂર છે.

આ સંદર્ભમાં, સિંક્રનાઇઝેશન માટે આદર્શ પરિસ્થિતિઓને સંપૂર્ણપણે પરિપૂર્ણ કરવી વ્યવહારીક રીતે અશક્ય છે; તેઓ લગભગ કરવામાં આવે છે, કેટલાક સહેજ વિચલનો સાથે. જો ઉપરોક્ત શરતોમાંથી એક પૂરી ન થાય, તો જ્યારે U2, વોલ્ટેજ તફાવત ઓપન કોમ્યુનિકેશન સ્વીચ B ના ટર્મિનલ્સ પર કાર્ય કરશે:

ચોખા. 3. ચોક્કસ સિંક્રનાઇઝેશનની પરિસ્થિતિઓમાંથી વિચલનના કિસ્સાઓ માટે વેક્ટર ડાયાગ્રામ: a — જનરેટરના કાર્યકારી વોલ્ટેજ સમાન નથી; b — કોણીય આવર્તન સમાન નથી.

જ્યારે સ્વીચ ચાલુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે સર્કિટમાં આ સંભવિત તફાવતની ક્રિયા હેઠળ સમાન પ્રવાહ વહેશે, જે પ્રારંભિક ક્ષણે સમયાંતરે ઘટક હશે.

ડાયાગ્રામ (ફિગ. 3) માં બતાવેલ ચોક્કસ સિંક્રનાઇઝેશન પરિસ્થિતિઓમાંથી વિચલનના બે કિસ્સાઓ ધ્યાનમાં લો:

1. જનરેટર U1 અને U2 ના ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ સમાન નથી, અન્ય શરતો પૂરી થાય છે;

2. જનરેટરમાં સમાન વોલ્ટેજ હોય ​​છે પરંતુ તે જુદી જુદી ઝડપે ફરે છે, એટલે કે, તેમની કોણીય આવર્તન ω1 અને ω2 સમાન હોતી નથી અને વોલ્ટેજ વચ્ચે એક તબક્કો મેળ ખાતો નથી.

અંજીરમાં ચિત્રમાંથી જોઈ શકાય છે. 3, એ, વોલ્ટેજ U1 અને U2 ના અસરકારક મૂલ્યોની અસમાનતા સમાનતા વર્તમાન I ”ur ના દેખાવનું કારણ બને છે, જે લગભગ સંપૂર્ણ રીતે પ્રેરક હશે, કારણ કે જનરેટર્સના સક્રિય પ્રતિકાર અને કનેક્ટિંગ વાયર નેટવર્ક ખૂબ નાનું છે અને ઉપેક્ષિત છે. આ પ્રવાહ કોઈ સક્રિય શક્તિ સર્જે છે અને તેથી જનરેટર અને ટર્બાઈન ભાગોમાં કોઈ યાંત્રિક તાણ નથી. આ સંદર્ભે, જ્યારે જનરેટર્સ સમાંતર કામગીરી માટે ચાલુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે વોલ્ટેજમાં તફાવત 5-10% સુધીની મંજૂરી આપી શકાય છે, અને કટોકટીના કેસોમાં - 20% સુધી.

જ્યારે rms વોલ્ટેજ મૂલ્યો U1 = U2 સમાન હોય છે, પરંતુ જ્યારે કોણીય આવર્તન Δω = ω1 — ω2 ≠ 0 અથવા Δf = f1 — f2 ≠ 0, જનરેટરના વોલ્ટેજ વેક્ટર અને નેટવર્ક (અથવા 2જી જનરેટરનું) અલગ પડે છે ) ચોક્કસ કોણ Θ સાથે સ્થાનાંતરિત થાય છે જે સમય જતાં બદલાય છે. આ કિસ્સામાં જનરેટર U1 અને U2 ના વોલ્ટેજ તબક્કામાં 180 ° ના ખૂણાથી નહીં, પરંતુ 180 ° —Θ (ફિગ. 3, b) ના ખૂણાથી અલગ હશે.

ઓપન સ્વીચ B ના ટર્મિનલ્સ પર, બિંદુઓ a અને b વચ્ચે, વોલ્ટેજ તફાવત ΔU કાર્ય કરશે. અગાઉના કેસની જેમ, લાઇટ બલ્બનો ઉપયોગ કરીને વોલ્ટેજની હાજરી શોધી શકાય છે, અને આ વોલ્ટેજનું rms મૂલ્ય પોઇન્ટ a અને b વચ્ચે જોડાયેલા વોલ્ટમીટર વડે માપી શકાય છે.

જો સ્વીચ B બંધ હોય, તો વોલ્ટેજ તફાવત ΔU ની ક્રિયા હેઠળ, એક સમાન કરંટ I ” થાય છે, જે U2 ના સંબંધમાં લગભગ સંપૂર્ણ રીતે સક્રિય હશે અને, જ્યારે જનરેટર સમાંતર ચાલુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે આંચકા અને યાંત્રિક અસર થશે. શાફ્ટ અને જનરેટર અને ટર્બાઇનના અન્ય ભાગોમાં તણાવ.

ω1 ≠ ω2 પર, જો સ્લિપ s0 <0, l% અને કોણ Θ ≥ 10 ° હોય તો સિંક્રોનાઇઝેશન સંપૂર્ણપણે સંતોષકારક છે.

ટર્બાઇન રેગ્યુલેટરની જડતાને લીધે, કોણીય ફ્રીક્વન્સીઝ ω1 = ω2, અને વોલ્ટેજ વેક્ટર વચ્ચેનો કોણ Θ ની લાંબા ગાળાની સમાનતા પ્રાપ્ત કરવી અશક્ય છે, જે સ્ટેટરની સંબંધિત સ્થિતિ અને જનરેટરના રોટર વિન્ડિંગ્સનું લક્ષણ દર્શાવે છે, સતત રહેતું નથી, પરંતુ સતત બદલાતું રહે છે; તેનું તાત્કાલિક મૂલ્ય Θ = Δωt હશે.

વેક્ટર ડાયાગ્રામ (ફિગ. 4) પર, છેલ્લા સંજોગો એ હકીકતમાં વ્યક્ત કરવામાં આવશે કે વોલ્ટેજ વેક્ટર U1 અને U2 વચ્ચેના તબક્કાના કોણમાં ફેરફાર સાથે, ΔU પણ બદલાશે. આ કિસ્સામાં વોલ્ટેજ તફાવત ΔU ને શોક વોલ્ટેજ કહેવામાં આવે છે.

ચોખા. 4. આવર્તન અસમાનતા સાથે જનરેટર સિંક્રનાઇઝેશનનું વેક્ટર ડાયાગ્રામ.

ઘડિયાળના વોલ્ટેજનું ત્વરિત મૂલ્ય Δu એ જનરેટરના u1 અને u2 વોલ્ટેજના તાત્કાલિક મૂલ્યો વચ્ચેનો તફાવત છે (ફિગ. 5).

ધારો કે અસરકારક મૂલ્યો U1 = U2 ની સમાનતા પ્રાપ્ત થાય છે, સંદર્ભ સમય ψ1 અને ψ2 ના તબક્કાના ખૂણાઓ પણ સમાન છે.

પછી તમે લખી શકો છો

આઘાત તણાવ વળાંક ફિગ માં બતાવવામાં આવે છે. 5.

રિધમ વોલ્ટેજ તુલનાત્મક ફ્રીક્વન્સીઝના અડધા સરવાળા જેટલી આવર્તન સાથે અને કંપનવિસ્તાર સાથે સુમેળમાં બદલાય છે જે તબક્કા કોણ Θ પર આધાર રાખીને સમય સાથે બદલાય છે:

ફિગમાં વેક્ટર ડાયાગ્રામમાંથી.4, કોણ Θના ચોક્કસ નિર્દિષ્ટ મૂલ્ય માટે, અસર તણાવનું અસરકારક મૂલ્ય શોધી શકાય છે:

ચોખા. 5. તાણ દૂર કરવાના વણાંકો.

સમય જતાં કોણ Θ ના ફેરફારને ધ્યાનમાં લેતા, આંચકાના તણાવના કંપનવિસ્તારના સંદર્ભમાં શેલ માટે અભિવ્યક્તિ લખવી શક્ય છે, જે સમય જતાં તણાવના કંપનવિસ્તારમાં ફેરફાર આપે છે (ફિગ. 5, b માં ડોટેડ વળાંક ):

ફિગમાં વેક્ટર ડાયાગ્રામમાંથી જોઈ શકાય છે. 4 અને છેલ્લું સમીકરણ, આઘાત તણાવ કંપનવિસ્તાર ΔU 0 થી 2 Um સુધી બદલાય છે. ΔU નું સૌથી મોટું મૂલ્ય તે ક્ષણે હશે જ્યારે વોલ્ટેજ વેક્ટર U1 અને U2 (ફિગ. 4) તબક્કા અને કોણ Θ = π માં એકરૂપ થાય છે અને સૌથી નાનું — જ્યારે આ વોલ્ટેજ તબક્કામાં 180 ° અને કોણ Θ = 0 દ્વારા અલગ પડે છે. લયના વળાંકનો સમયગાળો બરાબર છે

જ્યારે જનરેટર શક્તિશાળી સિસ્ટમ સાથે સમાંતર કામગીરી માટે જોડાયેલ હોય છે, ત્યારે સિસ્ટમની xc ની કિંમત નાની હોય છે અને તેને અવગણવામાં આવી શકે છે (xc ≈ 0), પછી સમાનતા પ્રવાહ

અને ઇનરશ કરંટ

વર્તમાન Θ = π પર બિનતરફેણકારી સ્વિચિંગના કિસ્સામાં, સ્વિચ-ઓન જનરેટરના સ્ટેટર વિન્ડિંગમાં ઉછાળો પ્રવાહ જનરેટરના ટર્મિનલ્સના ત્રણ-તબક્કાના શોર્ટ સર્કિટના સર્જ વોલ્ટેજના મૂલ્ય કરતાં બમણા સુધી પહોંચી શકે છે.

સમાનતા પ્રવાહનો સક્રિય ઘટક, જેમ કે ફિગમાં વેક્ટર ડાયાગ્રામમાંથી જોઈ શકાય છે. 4 બરાબર છે