पावर सिस्टम में वोल्टेज रेगुलेटर्स के सिद्धांत और प्रयोगशाला विश्लेषण

I. विद्युत प्रणाली वोल्टेज रेगुलेटर के सिद्धांत का विश्लेषण

विद्युत प्रणाली वोल्टेज रेगुलेटर के सिद्धांत का विश्लेषण करने से पहले, एक्साइटेशन रेगुलेटर का विश्लेषण करना और तुलना के माध्यम से निष्कर्ष निकालना आवश्यक है। व्यावहारिक अनुप्रयोग में, एक्साइटेशन रेगुलेटर वोल्टेज विचलन को फीडबैक मात्रा के रूप में उपयोग करके समायोजन करता है, जिससे जनरेटर टर्मिनल वोल्टेज मानक सीमा के भीतर रहता है। हालांकि, इस प्रकार के वोल्टेज रेगुलेटर, विशेष रूप से ग्रिड दोष के दौरान, ग्रिड वोल्टेज स्थिरता और विद्युत प्रणाली की गुणवत्ता को सुनिश्चित करने के लिए बड़ी मात्रा में अभावी शक्ति की आवश्यकता होती है। चूंकि एक्साइटेशन रेगुलेटर का मुख्य लक्ष्य जनरेटर टर्मिनल वोल्टेज को नियंत्रित करना है, इसलिए ग्रिड वोल्टेज स्थिरता को सुनिश्चित करना कठिन होता है।

इस मामले में, वोल्टेज रेगुलेटर में सुधार किया जाना चाहिए। संबंधित अध्ययन दिखाते हैं कि प्रणाली वोल्टेज को पेश करके, जनरेटर के मुख्य ट्रांसफार्मर और एक्साइटेशन रेगुलेटर जनरेटर टर्मिनल को संयुक्त रूप से नियंत्रित करेंगे, और जनरेटर स्टेप-अप ट्रांसफार्मर को कम्पनशन विधि पर आधारित नियंत्रित किया जाएगा जबकि जनरेटर की अभावी शक्ति बढ़ाई जाएगी, जिससे विद्युत प्रणाली की स्थिरता में सुधार होगा। विद्युत प्रणाली वोल्टेज रेगुलेटर का सिद्धांत जनरेटर को नियंत्रित करने के लिए एक्साइटेशन वोल्टेज के साथ उचित वोल्टेज को पेश करने पर आधारित है। जब AC जनरेटर की गति बढ़ती है, तो विद्युत प्रणाली वोल्टेज रेगुलेटर एक्साइटेशन धारा और चुंबकीय प्रवाह को कम करके वोल्टेज को स्थिर करता है, जिससे विद्युत ग्रिड की सुरक्षित और स्थिर संचालन की सुनिश्चिति होती है।

व्यावहारिक अनुप्रयोग में, वोल्टेज प्रणाली वोल्टेज रेगुलेटर का घटक जैसे उच्च-वोल्टेज बस, जनरेटर टर्मिनल वोल्टेज सेटपॉइंट, आवृत्ति गुणांक, फेज कम्पनशन, आउटपुट सीमा, और ऑन/ऑफ कंट्रोल से बना होता है। विद्युत प्रणाली वोल्टेज रेगुलेटर को ऑन या ऑफ करने का समय रेगुलेटर और जनरेटर शक्ति पर थोड़ा प्रभाव पड़ता है। समतुल्य स्थितियों में, विद्युत प्रणाली वोल्टेज रेगुलेटर संचालन के दौरान मुख्य ट्रांसफार्मर की प्रतिरोध और प्रतिक्रिया को एक निश्चित सीमा तक कम कर सकता है; कमी की मात्रा जनरेटर टर्मिनल वोल्टेज सेटपॉइंट के अनुपात पर निर्भर करती है, लेकिन समग्र रूप से, यह झुकाव गुणांक और शक्ति झुकाव गुणांक पर थोड़ा प्रभाव पड़ता है।

हालांकि, दो-जनरेटर वाली विद्युत प्रणाली के वोल्टेज रेगुलेटर को सक्रिय रूप से बंद करने पर अभावी शक्ति प्रतियोगिता से बचने के लिए, टर्मिनल समान्तर जनरेटरों को संशोधित झुकाव दर पर सेट करने की आवश्यकता होती है, साथ ही मुख्य ट्रांसफार्मर की प्रतिक्रिया और प्रतिरोध पर ध्यान देना चाहिए। जब विद्युत प्रणाली वोल्टेज रेगुलेटर के मुख्य ट्रांसफार्मर की प्रतिक्रिया और प्रतिरोध कम होती है, तो टर्मिनल मुख्य ट्रांसफार्मर की प्रतिक्रिया और प्रतिरोध आमतौर पर शून्य होती है। यदि यूनिट झुकाव दर पर संचालित होता है, तो विद्युत प्रणाली की स्थिरता मान और ग्रिड वोल्टेज के लिए एक्साइटेशन प्रणाली की सहायता को बढ़ाने की कोशिश की जानी चाहिए। हालांकि, इस तरह से विद्युत प्रणाली की स्थिरता को सुनिश्चित करना अभी भी कुछ चुनौतियों से गुजरता है।

II. विद्युत प्रणाली वोल्टेज रेगुलेटर प्रयोगों का विश्लेषण

विद्युत प्रणाली वोल्टेज रेगुलेटर के वास्तविक संचालन में, विशेष रूप से जब एक इकाई दोहरी-सर्किट लाइन के माध्यम से अनंत बस प्रणाली से जुड़ी हो, तो परिपथ में छोटे परिपथ होने की संभावना रहती है। जब छोटा परिपथ होता है, तो टर्मिनल वोल्टेज और विद्युत चुंबकीय शक्ति कम हो जाती है। अनसुधारित प्राइम मूवर शक्ति के साथ, रोटर तेजी से गति बढ़ाने की प्रवृत्ति रहती है, और अभावी शक्ति की विकसित होने की संभावना रहती है, जिससे विद्युत प्रणाली की वोल्टेज स्थिरता को नुकसान पहुंचता है।

पारंपरिक एक्साइटेशन प्रणालियाँ वोल्टेज को प्रभावी रूप से नियंत्रित नहीं कर सकती हैं। इसके विपरीत, टर्मिनल वोल्टेज के उच्च-वोल्टेज पक्ष के नियंत्रण, उच्च-वोल्टेज बस और प्रणाली के बीच के घनिष्ठ संबंध के कारण, दोष के प्रारंभिक चरण में वोल्टेज का तेजी से गिरावट होती है, जिससे इसका प्रतिक्रिया अधिक संवेदनशील होता है। छोटे-परिपथ दोष के बाद, जनरेटर टर्मिनल वोल्टेज और मुख्य ट्रांसफार्मर का उच्च-पक्ष वोल्टेज एक्साइटेशन रेगुलेटर की तुलना में तेजी से बढ़ता है, जिससे वोल्टेज एक छोटे समय में स्थिर हो जाता है और इस प्रकार वोल्टेज बस की स्थिरता की सुनिश्चिति होती है।

विद्युत प्रणाली वोल्टेज रेगुलेटर को बेहतर संचालन करने के लिए, इसकी प्रणाली की गणना उचित रूप से की जानी चाहिए। गणना के दौरान, एक्साइटेशन नियंत्रण मोड के साथ क्रिटिकल क्लियरिंग समय पर प्रभाव का विश्लेषण सरल प्रणालियों और वास्तविक प्रणालियों के आधार पर किया जाता है। जब एक-मशीन अनंत बस प्रणाली की गणना की जाती है, तो अनंत बस संरचना, जनरेटर गतिशील मॉडल, ट्रांसफार्मर इम्पीडेंस, और दो-सर्किट ट्रांसफार्मर विद्युत प्रणाली वोल्टेज रेगुलेटर (सिद्धांत और प्रयोगात्मक विश्लेषण, झेंग चांगक्वान, गुआंगझोउ बाइयुन इलेक्ट्रिक इक्विपमेंट कंपनी लिमिटेड) की स्पष्टता आवश्यक है। इस आधार पर, विद्युत प्रणाली के छोटे परिपथ का विश्लेषण किया जाता है, और सिमुलेशन गणना के माध्यम से संबंधित परिणाम प्राप्त किए जाते हैं। परिणाम दिखाते हैं कि एक्साइटेशन रेगुलेटर और विद्युत प्रणाली वोल्टेज रेगुलेटर क्रिटिकल क्लियरिंग समय से थोड़ा ही संबंध रखते हैं।

वास्तविक प्रणाली की गणना करते समय, किसी विशिष्ट विद्युत ग्रिड कंपनी की ग्रिड संरचना को गणना नेटवर्क के रूप में उपयोग किया जा सकता है, और किसी विशिष्ट विद्युत संयंत्र की संचालित जनरेटर का विश्लेषण उसके आधार पर किया जा सकता है। इस आधार पर, विद्युत प्रणाली के छोटे परिपथ दोष का विश्लेषण किया जाता है। परिणाम दिखाते हैं कि जब क्रिटिकल क्लियरिंग समय मानक मूल्य पर हो, तो विद्युत प्रणाली वोल्टेज रेगुलेटर दोष के दौरान प्रभावी रूप से प्रतिक्रिया नहीं देता है।

विद्युत प्रणाली वोल्टेज रेगुलेटर का विश्लेषण उसी बस पर भी किया जा सकता है। प्रयोगात्मक विश्लेषण में, समान्तर जनरेटरों के बीच अभावी शक्ति वितरण समस्या को हल करने पर ध्यान दिया जाना चाहिए। व्यावहारिक रूप से, समान विद्युत प्रणाली वोल्टेज को समायोजित किया जाना चाहिए ताकि समान सकारात्मक झुकाव प्राप्त किया जा सके। विद्युत संयंत्र के वास्तविक संचालन में, सिमुलेशन गणना का उपयोग करके मूल एक्साइटेशन रेगुलेटर को विद्युत प्रणाली वोल्टेज रेगुलेटर के साथ जोड़ा गया, और वे दोनों एक साथ विद्युत प्रणाली की अभावी शक्ति की कमी का समाधान किया। परिणाम दिखाते हैं कि इकाई के संचालन के दौरान शक्ति प्रतियोगिता नहीं हुई, और अभावी शक्ति का वितरण अपेक्षाकृत विवेकपूर्ण था।

III. निष्कर्ष

जानकारी प्रौद्योगिकी के लगातार विकास के साथ, गतिशील विद्युत गुणवत्ता की समस्याएँ विद्युत ग्रिड के सुरक्षित और व्यवस्थित संचालन के लिए ध्यान केंद्र बन गई हैं। मूल उत्तेजन नियामक पर अकेले निर्भर करके सुरक्षित और व्यवस्थित ग्रिड संचालन का लक्ष्य प्राप्त नहीं किया जा सकता। इस स्थिति में, वोल्टेज समस्याओं को हल करने के लिए प्रतिस्थापन उपकरणों की आवश्यकता होती है। विद्युत प्रणाली वोल्टेज नियामक और उत्तेजन नियामक का संयोजन एक निश्चित हद तक व्यावहारिक आवश्यकताओं को पूरा करता है। हालांकि, विद्युत प्रणाली वोल्टेज नियामक को विद्युत ग्रिड में बेहतर लागू करने के लिए, इसके सिद्धांत और परीक्षण परिणामों का विश्लेषण किया जाना चाहिए।

समय के साथ-साथ, विद्युत ग्रिड में नए समस्याएँ उभरेंगी। इन समस्याओं को बेहतर ढंग से हल करने के लिए, विद्युत प्रणाली वोल्टेज नियामक के सिद्धांत का आगे का विश्लेषण आवश्यक है।