संक्षिप्त उत्तर: सिंक्रोनाइजर्स
मूल रूप से, जनरेटर और ग्रिड को सिंक में रखने के लिए फीडबैक का उपयोग किया जाता है।
इसे करने के कई तरीके हैं। एक अच्छा अवलोकन यहाँ है ।
वस्तुतः सभी आधुनिक बिजली उत्पादन प्रणालियां कार्य के लिए डिजिटल नियंत्रक के कुछ रूप का उपयोग करती हैं। मेरे ग्रिड-बंधे सौर पैनल इन्वर्टर में PIC18F क्लास माइक्रोकंट्रोलर है जो कुछ ठोस-राज्य रिले (SSR) का प्रबंधन करता है अगर मुझे सही याद है।
सामान्य आधुनिक पावर स्टेशन डिजाइन
यहाँ मैं जो कुछ भी मानता हूं, उसका सारांश यह है कि आधुनिक बिजली उत्पादन संयंत्र डिजाइन के लिए सबसे आम बुनियादी दृष्टिकोण है। चित्रा और पाठ से अनुकूलित:
"जेनरेटर सिंक्रोनाइज़िंग सिस्टम में फंडामेंटल और एडवांसमेंट," माइकल जे। थॉम्पसन, श्वित्जर इंजीनियरिंग लेबोरेटरीज, इंक। 9 दिसंबर, 2010।
चित्र में ...
- रिटर्न नहीं दिखाए गए हैं
- G1, G2 जनरेटर हैं
- वर्ग 1,2,3,4 रिले हैं
- Bus1, Bus2 आउट-बाउंड पावर बुस (निरर्थक) हैं
- जनरेटर के समय के लिए MGPS इकाइयाँ जीपीएस-सिंक्रोनाइज़्ड क्लॉक सोर्स हैं
- A25A माप और नियंत्रण इकाई है (एक माइक्रोप्रोसेसर होता है)
यह काम किस प्रकार करता है...
आधुनिक माइक्रोप्रोसेसर-आधारित घटक और "डिजिटल" टाइमिंग गियर, जैसे सिंक्रोफासर्स, ने जनरेटर के सिंक्रनाइज़ेशन सिस्टम को डिजाइन करने के तरीके में क्रांति ला दी है।
उदाहरण के लिए...
आकृति में "ए 25 ए" एक माइक्रोप्रोसेसर-आधारित स्वचालित सिंक्रोनाइज़र है जिसमें छह पृथक और स्वतंत्र एकल-चरण वोल्टेज सेंसिंग इनपुट होते हैं जो भौतिक रूप से वोल्टेज सिग्नल को स्विच करने की आवश्यकता को समाप्त करता है।
1,2,3,4 "डिजिटल" रिले स्ट्रीमिंग सिन्क्रोक्रॉपसोर डेटा प्रदान करते हैं।
A25A में रिले-टू-रिले संचार इसे नियंत्रण उपकरणों के साथ सिंक्रोनाइज़िंग ब्रेकर के पास स्थित होने की अनुमति देता है जो फाइबर (ऑप्टिक) लिंक के माध्यम से जनरेटर तंत्र को धीमा (गवर्नर) या स्पीड-अप (एक्सेटर) जनरेटर तंत्र को वापस भेजते हैं।
समय और नियंत्रण ...
कम लागत, फाइबर-ऑप्टिक संचार लिंक का उपयोग करके निगरानी और नियंत्रण के लिए सिस्टम बनाने की क्षमता ने पूरी तरह से जनरेटर सिंक्रनाइज़ेशन सिस्टम को बदल दिया है।
"डिजिटल" रिले सीधे सिंक्रनाइज़ माप लेते हैं। सिंक्रनाइज़ किए गए चरण माप एक सार्वभौमिक समय संदर्भ के सापेक्ष पावर सिस्टम मात्रा के चरण कोण के माप हैं।
आज, इस चरण कोण माप को बनाने के लिए आवश्यक सटीक समय संदर्भ आसानी से सुरक्षात्मक-रिले-ग्रेड ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम (जीपीएस) उपग्रह घड़ियों से प्राप्त होता है।
सिंकोप्रोफेसर तकनीक को पूरे स्टेशन में विभिन्न उपकरणों से वोल्टेज रीडिंग को कोणीय अंतर के लिए तुलना करने की अनुमति मिलती है। कम विलंबता के साथ प्रति सेकंड 60 संदेशों तक की दरों पर डेटा को स्ट्रीम किया जा सकता है।
चूंकि सुरक्षात्मक रिले में चरण मापक इकाई (पीएमयू) कार्यक्षमता को पहली बार 2000 में पेश किया गया था, वे लगभग सर्वव्यापी हो गए हैं, और पावर प्लांट के मालिक को बिना किसी अतिरिक्त खर्च के सिंक्रोफोरस डेटा लगभग हर जगह उपलब्ध हैं।
एक समर्पित कंप्यूटर, सिंक्रोफासॉर डेटा कंसंटेटर (पीडीसी) सॉफ्टवेयर चला रहा है, जो सिंकिंग ब्रेकरों के संरक्षण और नियंत्रण के लिए लागू विभिन्न माइक्रोप्रोसेसर-आधारित रिले से स्ट्रीमिंग डेटा प्राप्त कर सकता है।
जिस तरह माइक्रोप्रोसेसर-आधारित स्वचालित सिंक्रोनाइज़र अपने छह इनपुट टर्मिनलों के लिए वायर्ड से प्रत्येक सिंक्रोनाइज़िंग परिदृश्य के लिए उपयुक्त वोल्टेज का चयन कर सकता है, पीडीसी ऑपरेटर के चयन के आधार पर आने वाली और चलने वाली वोल्टेज के लिए अपने आने वाले डेटा धाराओं में उचित संकेतों का चयन कर सकता है। जनरेटर और ब्रेकर को सिंक्रनाइज़ किया जाना है।
कोई भौतिक सिग्नल स्विचिंग की आवश्यकता नहीं है। और ब्रेकर नियंत्रण रिले से सिंक्रोफासर वोल्टेज माप स्वचालित सिंक्रनाइज़र के माप से स्वतंत्र होते हैं, जो सिस्टम को निरर्थक बनाता है।
अंतराल-लीड
@ काज़ ने टिप्पणियों में सीधे स्लेव्ड मोटर्स / जनरेटर का एक अच्छा सारांश प्रदान किया था (डाकिया के लिए यहां प्रलेखित ;-):
यह पूछने जैसा है कि, एक नाव से गुलामों को केवल निष्क्रिय रूप से अपने ओरों को पानी में डुबोकर रखने से कोई फायदा नहीं होता है? खैर, एक लड़का है जो एक ड्रम को धड़कता है और इसलिए सभी को एक ही आवृत्ति पर खींचना पड़ता है, या कोड़ा मारना पड़ता है। यदि दास आलसी हो जाते हैं, तो नाव धीमी हो जाएगी, और जल्द ही, वे नाव को फिर से गति देने के लिए पानी पर बल को निकाले बिना उस रोइंग आवृत्ति को बनाए रखने में सक्षम नहीं होंगे, या फिर उनके स्ट्रोक को स्पष्ट रूप से छोटा होने दें (मैच के लिए) पानी के सापेक्ष धीमी गति) कि वे सभी गार्ड से एक कोड़ा मारते हैं।
तो, मान लीजिए कि दो जनरेटर ग्रिड की आपूर्ति कर रहे हैं। जनरेटर में से एक थोड़ा आलसी है और इसलिए यह आवृत्ति के साथ-साथ घूमता है: इसे संचालित होने से बचा जाता है, लेकिन किसी भी काम में नहीं लगाया जाता है। फिर, ग्रिड पर मांग बढ़ती है। दूसरे जेनरेटर को टक्कर लग जाती है और वह धीमा हो जाता है। आलसी, आलसी के रूप में, यह अभी भी आवृत्ति बनाए रखने के लिए प्रतिबद्ध है। चूंकि ग्रिड की आवृत्ति थोड़ी धीमी हो गई है, इसका मतलब है कि आलसी अब लगा हुआ है: यह ग्रिड को गति देने में मदद करने के लिए गति को आगे बढ़ा रहा है, जिससे सगाई हो रही है। यह बहुत पसंद है जब लोग नाव को पंक्तिबद्ध करने के लिए बलों को जोड़ते हैं, या एक भार खींचते हैं
आधुनिक बिजली संयंत्रों में, हमारी पूर्व चर्चा जारी रखते हुए, दृष्टिकोण सरल रूप से वास्तुशिल्प है: प्रत्येक जनरेटर को वैश्विक समय के संदर्भ में स्लाव किया जाता है ।
जैसा कि ऊपर बताया गया है, जनरेटर एक वैश्विक घड़ी के लिए बंद चरण हैं। वे प्रत्येक व्यक्ति को एक निश्चित समय पर एक निश्चित चरण कोण पर अपने आउटपुट के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है।
यदि वे बहुत तेज़ हैं, तो एक उपकरण जिसे गवर्नर कहा जाता है, जो जनरेटर से जुड़ा हुआ है, एक ब्रेकिंग बल लागू करता है। यदि बहुत धीमी गति से, एक संलग्न एक्सिटर जनरेटर को गति देने के लिए ऊर्जा जोड़ता है।
एक साइड नोट के रूप में, आप कुछ आर्किटेक्चर में एक ही डिवाइस में दोनों कार्यों को लागू कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक यांत्रिक घूर्णन तंत्र के साथ, आप एक्सल को एक इलेक्ट्रिक मोटर संलग्न कर सकते हैं और क्रमशः (मोटर) को रिवर्स या फॉरवर्ड में संलग्न मोटर को चलाकर रोटेशन (विरोध) (सहायता) को रोक सकते हैं।
यह देखते हुए कि सभी जनरेटर एक ही समय संदर्भ के साथ चरण में चल रहे हैं , सिंक हासिल किया गया है।
बिजली की कटौती
मैं सिंक को समझ सकता हूं, क्या आप बता सकते हैं कि 'यह कैसे सुनिश्चित करता है कि जनरेटर चालू करने के बजाय वर्तमान को बाहर धकेल रहा है?'
यह हिस्सा सहज है। देखिए ओम का नियम या केर्खॉफ के नियम ...
यदि दो वोल्टेज स्रोत सिंक में हैं, तो इसका मतलब है कि वे एक ही समय में एक ही वोल्टेज का उत्पादन करते हैं। यदि एक सही तार एक ही वोल्टेज पर दो वोल्टेज स्रोतों को जोड़ता है, तो उस तार में शून्य धारा प्रवाहित होगी।
यदि आप एक "बड़े" जनरेटर और एक "छोटे" जनरेटर को कनेक्ट करते हैं तो आप केवल उसी वोल्टेज पर अधिकतम वर्तमान में अंतर का वर्णन कर रहे हैं।
जैसे ही छोटा जनरेटर ओवरलोड हो जाता है, यह वोल्टेज गिर जाएगा। घूर्णन जनरेटर में यह आवृत्ति में कमी (रोटर धीमा हो जाता है) के रूप में विद्युत लोडिंग इलेक्ट्रोमैग्नेट के माध्यम से एक यांत्रिक ब्रेकिंग बल लागू करता है।
या तो मामले में, सिंक्रनाइजर्स सिंक के नुकसान के रूप में अधिभार की स्थिति का पता लगाते हैं और जनरेटर को डिस्कनेक्ट करते हैं। इसे "लोड-शेडिंग" कहा जाता है। जैसा कि आप देख सकते हैं, लोड-शेडिंग केवल शेष जनरेटर के लिए समस्या को बदतर बना देता है और समस्या को कम कर सकता है।
यह 2003 के नॉर्थएस्ट ब्लैकआउट के दौरान हुआ था , हालांकि यह घटना कई चीजों के बीच हुई थी, एक सॉफ्टवेयर गड़बड़ जो वास्तविक ओवरलोड के बजाय लोड शेडिंग के साथ बहुत अधिक आक्रामक हो रही थी।