वितरित औद्योगिक बिजली उत्पादन में अस्थिर भार के अनुकूलन के लिए स्थायी चुंबक जनरेटर (पीएमजी) का कार्य कैसे करता है

लोड के तहत झुक गया माइक्रोग्रिड

शांडोंग में एक खाद्य प्रसंस्करण स्थल पर एक आइलैंडेड माइक्रोग्रिड का निर्माण किया गया: एक डीज़ल जनरेटर सेट के साथ-साथ रिकवर किए गए भाप द्वारा संचालित एक स्थायी चुंबक जनरेटर (पीएमजी), जो चिलर और पैकेजिंग लाइन को बिजली आपूर्ति करता है। कागज पर यह मिश्रण मजबूत लग रहा था, लेकिन हर बार जब फिलर शुरू होता, तो बस वोल्टेज गिर जाता और सुरक्षा रिले ने डीज़ल को ट्रिप कर दिया, जिससे पूरी लाइन बंद हो गई। पीएमजी को औसत लोड के लिए सही आकार दिया गया था, लेकिन लोड के अचानक बढ़ने ने नियंत्रण में कमी को उजागर कर दिया। जब कन्वर्टर को वोल्टेज समर्थन में अग्रणी भूमिका निभाने के लिए पुनः ट्यून किया गया, तो वही लोड अचानक बढ़ने की स्थिति में प्रणाली ट्रिप नहीं हुई। यह मामला साबित करता है कि वितरित उत्पादन में जनरेटर को केवल नामपट्ट के अनुसार नहीं, बल्कि लोड के अनुसार अनुक्रमित किया जाना चाहिए।

शांडोंग का एक खाद्य संयंत्र आइलैंडेड

साइट पूरे दिन के अधिकांश समय तक उपयोगिता आपूर्ति के बिना चली, इसलिए बस के पीछे वोल्टेज को ऊपर रखने के लिए कोई मजबूत ग्रिड नहीं थी। कुछ प्रतिशत कम वोल्टेज पर वेरिएबल-स्पीड ड्राइव्स खराब हो गए; कुछ प्रतिशत अधिक पर घड़ियाँ गड़बड़ा गईं। स्थायी चुंबक जनरेटर (PMG) को डीजल के फर्श पर झूलने के दौरान बंद होने के बाद एक यात्री नहीं, बल्कि एक एंकर के रूप में कार्य करना पड़ा।

बस क्यों ट्रिप हुई

अचानक लोड में वृद्धि के कारण धारा उस गति से खींची जाती है जिससे धीमा गवर्नर टॉर्क जोड़ नहीं पाता, इसलिए टर्मिनल वोल्टेज गिर जाता है। संवेदनशील रिले कम वोल्टेज का पता लगाकर ब्रेकर को खोल देते हैं। एक आइलैंडेड नेटवर्क में यह गिरावट उपयोगिता शक्ति की तुलना में अधिक गहरी होती है, और स्थायी चुंबक जनरेटर (PMG) को रिले द्वारा ट्रिप लगाए जाने से पहले इलेक्ट्रॉनिक रूप से इस अंतर को पूरा करना होता है, जिससे प्लांट में पुनः प्रारंभ क्रम की लागत आती है।

स्थायी चुंबक जनरेटर (PMG) लोड को कैसे ट्रैक करता है

स्थायी रोटर परिवर्तक को नियमन के लिए एक स्थिर संदर्भ प्रदान करता है, इसलिए मशीन लोड में उतार-चढ़ाव के प्रति मिलीसेकंड में प्रतिक्रिया करती है, बजाय यांत्रिक गवर्नर के इंतज़ार करने के। एक स्थायी चुंबक जनरेटर (PMG) इस व्यवहार को चुंबक से प्राप्त करता है, न कि किसी नियंत्रण चाल से, इसलिए यह तब भी स्थिर रहता है जब परिवर्तक का फर्मवेयर डिफ़ॉल्ट स्थिति में हो। यह भविष्यवाणी योग्यता ही वह कारण है जिससे एक छोटा भाप-चालित PMG सुबह के व्यस्त समय में संपूर्ण पैकेजिंग लाइन को स्थिर रख सकता है। यह गति ही वह कारण है कि एक स्थायी चुंबक जनरेटर (PMG) एक ही बस पर सीधे समानांतर लगाए गए वैकल्पिक जनरेटर की तुलना में अस्थिर वितरित कार्य के लिए अधिक उपयुक्त है।

स्थिर रोटर फ्लक्स

पीएमजी रोटर में एक स्थायी क्षेत्र होता है, इसलिए इसका आंतरिक वोल्टेज गति के साथ स्थिर रहता है। इससे एक स्थिर संदर्भ प्राप्त होता है जिसके खिलाफ कन्वर्टर नियमन करता है, बजाय उस क्षेत्र के जो उत्तेजना धारा के साथ अस्थिर हो जाता है। इसका परिणाम स्विंग के तहत भविष्यवाणी योग्य व्यवहार होता है, और यह इकाई लाइन पर आधा भार और पूर्ण भार दोनों पर समान रूप से प्रतिक्रिया करती है। इस तरह निर्मित एक स्थायी चुंबक जनरेटर (पीएमजी) को कोई पृथक शक्ति-गुणांक सुधार की आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि कन्वर्टर पहले से ही बस के लिए धारा को आकार दे देता है। संयंत्र को साइट पर समान कार्य के लिए एक प्रेरण सेट की आवश्यकता होती, जिससे लागत और कैबिनेट का स्थान दोनों बच जाते हैं।

कन्वर्टर आउटपुट निर्धारित करता है

मशीन एक नियंत्रित कन्वर्टर को फीड करती है, जो यांत्रिक इनपुट के बावजूद वोल्टेज और आवृत्ति को आकार देता है। जब लोड में परिवर्तन होता है, तो कन्वर्टर मिलीसेकंड के भीतर धारा को इंजेक्ट या अवशोषित कर देता है, जिससे बस को स्थिर रखा जाता है जबकि प्राइम मूवर उस तक पहुँचने के लिए समय लेता है। यही मुख्य कारण है कि PMG, साइट पर धीमे एक्साइटर सेट की तुलना में अस्थिर वितरित कार्य के लिए अधिक उपयुक्त है। एक सूचीबद्ध कन्वर्टर के साथ जोड़े गए स्थायी चुंबक जनरेटर (PMG) को वोल्टेज डिप के दौरान भी संचालित किया जा सकता है, जो किसी शुद्ध ऑल्टरनेटर को ट्रिप कर देते हैं, जिससे सुरक्षा रिले शामिल नहीं होता है। बचत को प्लांट में स्कोप पर साफ़ तरंग रूपों के बजाय रीस्टार्ट के बचाव के रूप में मापा जाता है।

वितरित उत्पादन के मानक

वितरित उत्पादन को अंतर्संबंध और उत्सर्जन नियमों द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जिनकी जाँच निरीक्षक करेगा। PMG का इन कोडों के अनुसार डिज़ाइन करना एक अस्पष्ट दावे को कि 'यह स्थिर रहता है', एक परीक्षित विशिष्टता में बदल देता है। सूचीबद्ध मानकों के अनुसार निर्मित स्थायी चुंबक जनरेटर (PMG) साइट पर बिना किसी विवाद के ऑडिट पास कर लेता है।

IEEE 1547 अंतर्संबंध

आईईईई 1547 वितरित संसाधनों के कनेक्शन और विक्षोभों के दौरान स्थिर रहने के तरीके को परिभाषित करता है। आईईईई 1547 के अनुसार निर्मित एक पीएमजी प्रणाली निर्दिष्ट वोल्टेज और आवृत्ति घटनाओं को बिना ट्रिप किए सहन कर सकती है, जो कि एक अस्थिर औद्योगिक लोड की मांग होती है। अनुपालन फ़ाइल को यूनिट के साथ कमीशनिंग तक ले जाना चाहिए, ताकि परिणाम दिन एक से ही दस्तावेज़ित हो।

आईईसी 61400 और यूएल 1741

आईईसी 61400 परिवर्तनशील-गति प्राइम मूवर्स के लिए जनरेटर व्यवहार को निर्धारित करता है, और यूएल 1741 उत्तर अमेरिका के लिए कन्वर्टर आवश्यकताओं की सूची देता है। पीएमजी को यूएल 1741 सूचीबद्ध कन्वर्टर के साथ जोड़ने से निरीक्षक के आने से पहले ही एक अनुपालन संबंधित प्रश्न समाप्त हो जाता है। एनेन्ग मोटर मैच्ड बिल ऑफ़ मटेरियल्स प्रदान करता है, ताकि स्थायी चुंबक जनरेटर (पीएमजी) नौकरी के लिए एक पूर्ण, सूचीबद्ध पैकेज के रूप में पहुँचे।

कमीशनिंग से पहले क्या सत्यापित करना है

बचत अपटाइम है, और अपटाइम को चरणबद्ध परीक्षण द्वारा सिद्ध किया जाता है, कोई वादा नहीं। बेंच पर सबसे खराब वास्तविक लोड चरण को चलाने से कोई भी कमजोरी प्रकट हो जाती है, जिससे लाइन उस पर निर्भर नहीं रहती। जो परमाणु चुंबकीय जनरेटर (PMG) बेंच पर चरण परीक्षण में सफल होता है, वह संयंत्र के वास्तविक लोड प्रोफ़ाइल के साथ फर्श पर भी उसी परीक्षण में सफल होगा।

लोड-चरण परीक्षण

हस्तांतरण से पहले, सबसे खराब वास्तविक घटना के बराबर एक चरणबद्ध लोड चरण चलाएँ और स्कोप पर बस को देखें। वोल्टेज रिले विंडो के भीतर बना रहना चाहिए और निर्धारित समय के भीतर पुनर्प्राप्त होना चाहिए। एक स्थायी चुंबक जनरेटर (PMG) जो इस परीक्षण को बेंच पर पास करता है, वह संयंत्र के वास्तविक लोड प्रोफ़ाइल के साथ झुलसने के तहत फर्श पर भी उसी परीक्षण को पास करेगा।

अर्थिंग और वियोजन

द्वीपीय नेटवर्क के लिए एक मजबूत अर्थिंग रणनीति की आवश्यकता होती है ताकि दोष स्पष्ट हो सकें और रिले को एक वास्तविक संदर्भ दिखाई दे। सेवा के लिए साइट अध्ययन और OSHA 1910.147 लॉकआउट योजना का पालन करें। किसी भी टर्मिनल कार्य से पहले स्थायी चुंबक जनरेटर (PMG) और उसके कन्वर्टर को वियोजित करना आवश्यक है, और क्रू की सुरक्षा के लिए संग्रहीत डीसी बस को पहले डिस्चार्ज करना चाहिए।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न: पीएमजी (PMG) अस्थिर भार के लिए विकल्प क्यों है, जबकि ऑल्टरनेटर नहीं?

उत्तर: स्थायी रोटर एक निश्चित आंतरिक वोल्टेज प्रदान करता है, जिसे कन्वर्टर नियंत्रित करता है, और कन्वर्टर भार में अचानक परिवर्तन के प्रति मिलीसेकंड में प्रतिक्रिया करता है। एक सामान्य ऑल्टरनेटर धीमी उत्तेजना और उसके पीछे के कठोर ग्रिड पर निर्भर करता है। टूटी-फूटी आइलैंडेड (islanded) सेवा के लिए, परमाणु चुंबक जनरेटर (Permanent Magnet Generator PMG) बस को रिले विंडो के भीतर बनाए रखता है, जहाँ ऑल्टरनेटर लाइन को ट्रिप कर देता है।

प्रश्न: क्या पीएमजी (PMG) को स्थिर रहने के लिए ग्रिड की आवश्यकता होती है?

उत्तर: नहीं। आइलैंडेड (islanded) मोड में, कन्वर्टर निश्चित रोटर फ्लक्स से वोल्टेज और आवृत्ति निर्धारित करता है, और इसके लिए कोई ग्रिड एंकर की आवश्यकता नहीं होती है। यही वितरित औद्योगिक उत्पादन के लिए मुख्य उद्देश्य है। परमाणु चुंबक जनरेटर (Permanent Magnet Generator PMG) अकेले बस को चला सकता है, और जब उपयोगिता साइट पर वापस आती है, तो बिना किसी झटके के सुचारू रूप से समानांतर कार्य कर सकता है।

प्रश्न: स्विंग लोड के लिए किस आकार के कन्वर्टर का उपयोग करना उचित है?

उत्तर: सबसे खराब लोड स्टेप धारा के लिए आकार, औसत शक्ति नहीं। कनवर्टर तेज़ काम करता है जबकि पीएमजी आंशिक आउटपुट पर चलता है, इसलिए मार्जिन नामप्लेट किलोवॉट आंकड़े से अधिक मायने रखता है जो साइट पर प्लांट के लिए दिया गया है। मार्जिन की पुष्टि कैटलॉग से नहीं, बल्कि बेंच पर की जानी चाहिए, क्योंकि एक स्थायी चुंबक जनरेटर (PMG) उस सबसे खराब स्टेप के तहत कनवर्टर हेडरूम पर निर्भर करता है जिसे वह कभी भी देखेगा।

प्रश्न: कौन-सा मानक इकाई को जोड़ने के लिए सुरक्षित होने का प्रमाण देता है?

उत्तर: IEEE 1547 राइड-थ्रू और इंटरकनेक्ट व्यवहार को कवर करता है, और UL 1741 उत्तर अमेरिका के लिए कनवर्टर को कवर करता है। IEC 61400 जनरेटर के गतिशील नियम निर्धारित करता है। ऑर्डर के समय अनुरूपता फ़ाइलें माँगें; एननेंग मोटर मैच्ड बिल ऑफ़ मटेरियल्स शिप करता है ताकि निरीक्षक साइट पर एक पूर्ण, सूचीबद्ध पैकेज देख सके। दोनों मानक अधिकांश ऑडिटर्स द्वारा स्वीकृत हैं, जिससे पीएमजी की दूसरी समीक्षा से बचा जा सकता है जब तक कि इकाई को प्लांट के लिए मंजूरी नहीं दे दी जाती।

प्रश्न: आइलैंडेड मोड में बस को कैसे अर्थ किया जाता है?

उत्तर: साइट अर्थिंग अध्ययन का पालन करें और दोषों को स्पष्ट करने तथा रिले को सत्य देखने के लिए एक ठोस संदर्भ स्थापित करें। स्थायी चुंबक जनरेटर (PMG) और कनवर्टर को OSHA 1910.147 के अनुसार अवरुद्ध कर देना चाहिए और किसी भी टर्मिनल कार्य से पहले डीसी बस को डिस्चार्ज कर देना चाहिए। संयंत्र में नेटवर्क पर अधिकांश भ्रामक ट्रिप्स का कारण खराब अर्थिंग है, मशीन नहीं।

प्रश्न: क्या PMG डीज़ल सेट के साथ भार साझा कर सकता है?

उत्तर: हाँ, कनवर्टर वोल्टेज समर्थन संभालता है और डीज़ल धीमे टॉर्क संतुलन को संभालता है। दोनों एक साथ चरणों के माध्यम से गुज़रते हैं, न कि एक-दूसरे के विरुद्ध लड़ते हैं। इस प्रकार ट्यून किए गए स्थायी चुंबक जनरेटर (PMG) ने एक संयंत्र को बस के पुनर्ट्यून करने के बाद डीज़ल को गिराए बिना फिलर शुरू करने की अनुमति दी, जो पहले संभव नहीं था।