காற்று டர்பைன்களுக்கான 3 கட்ட மின்னழுத்த ஒழுங்குமுறையாளர்கள்: வெளியீட்டு நிலைத்தன்மை

காற்றால் இயக்கப்படும் மின்சார உற்பத்தி, வேகமாக வளர்ந்து வரும் புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் தொழில்நுட்பங்களில் ஒன்றாகும்; எனினும், அதற்கு ஒரு அடிப்படைப் பிரச்சினை உள்ளது – அது கணிக்க முடியாதது. ஒரு காற்று டர்பைனிலிருந்து வெளியீடு மின்னழுத்தம், காற்றின் வேகம், காற்று வீச்சுகள் மற்றும் குழப்பமான காற்று ஓட்டங்களில் ஏற்படும் மாற்றங்களுக்கு நேரடியாக வினைபுரிந்து தொடர்ந்து மாறுபடுகிறது. இது வலையமைப்பு-இணைக்கப்பட்ட அமைப்புகளுக்கு ஏற்றதல்ல, ஏனெனில் அவற்றில் மின்னழுத்தங்கள் மிகக் கண்டிப்பான எல்லைகளுக்குள் பராமரிக்கப்பட வேண்டும்; மேலும், மிகை-மின்னழுத்தம் அல்லது குறை-மின்னழுத்த நிகழ்வுகளால் சேதமடையக்கூடிய சுயாதீன தொழில்துறை சுமைகளுக்கும் இது ஏற்றதல்ல. மூன்று-கட்ட மின்னழுத்த ஒழுங்குப்படுத்திகள், டர்பைனிலிருந்து வரும் அசீரான மாறுதிசை மின்சாரத்தை நிலையான, பயனுள்ள மின்சாரமாக மாற்றுவதற்காக பின்வரும் செயல்களைச் செய்கின்றன.

வேகமான காற்று வேக மாற்றங்களுக்கு ஈடுசெய்தல்

காற்று வேகம் வினாடிகளுக்குள் வினாடிக்கு சில மீட்டர்கள் அளவில் மாறக்கூடும்; இது ரோட்டரை வேகப்படுத்தி, மின்னாக்கி மின்னழுத்தத்தை அதிகரிக்கவோ அல்லது மின்னழுத்தத்தைக் குறைக்கவோ (voltage sag) காரணமாகலாம். இந்த விரைவாக மாறும் மின்னழுத்தம் — பெயரளவு மின்னழுத்தத்தின் ±15–30 சதவீதம் — பெரும்பாலான சாதனங்களின் திறனை மீறும்; பம்புகள், மோட்டார்கள் மற்றும் கட்டுப்பாட்டு சுற்றுகள் தானாக நிறுத்தப்படலாம் அல்லது தவறு ஏற்படலாம், இது விரும்பத்தகாத நிகழ்வை ஏற்படுத்தும். காற்று ஆற்றல் பயன்பாடுகளுக்காக வடிவமைக்கப்பட்ட மூன்று-கட்ட மின்னழுத்த ஒழுங்குப்படுத்தி, விரைவான பதிலளிப்பு கொண்ட SCR (தைரிஸ்டர்) அல்லது சர்வோ மோட்டார் இயக்கும் டேப்-மாற்று தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி, வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தைத் தொடர்ந்து கண்காணித்து, 20 முதல் 40 மில்லிவினாடிகளில் ஒழுங்குப்படுத்தியின் டேப்பை அல்லது பற்றுகோணத்தை (firing angle) மாற்றுகிறது — இது டர்பைனின் இயந்திர பதிலளிப்பை விட மிகவும் விரைவானது. காற்று வேகம் கடுமையாக மாறும்போது, ஒழுங்குப்படுத்தி மின்னழுத்தத்தை அமைக்கப்பட்ட மதிப்பிலிருந்து 3 முதல் 5 சதவீதம் உள்ளே பராமரித்து, காற்று-டீசல் கலப்பு அமைப்புகள் அல்லது சிறிய வலையிணைப்பு டர்பைன்களுடன் பயன்படுத்தும்போது மின்சுற்றுகளின் தவறான நிறுத்தத்திலிருந்து (nuisance tripping) பாதிக்கப்படக்கூடிய சாதனங்களைப் பாதுகாக்கிறது.

டர்பைன் அசமச்சீர்த்தன்மையிலிருந்து ஏற்படும் சமச்சீரற்ற உள்ளீட்டைக் கையாளுதல்

மூன்று கட்ட காற்று டர்பைன் ஜெனரேட்டர்கள் (குறிப்பாக நிரந்தர காந்த வகை) பொதுவாக முற்றிலும் சமனான மின்னழுத்தத்தை உருவாக்குவதில்லை; பிளேடுகளின் அசமச்சீர்த்தன்மை, யா மிஸ்-அலைன்மென்ட் (yaw misalignment) அல்லது பகுதியளவு நிழலிடப்பட்ட ரோட்டர் ஆகியவற்றால் ஏற்படும் கட்டங்களுக்கிடையேயான அசமன் (5–15% வரை) மூன்று கட்ட மோட்டார்களில் வெப்பநிலை அதிகரிப்பையும், ரெக்டிஃபையர் திறன் குறைவையும், ஹார்மோனிக் மின்னோட்ட உருவாக்கத்தையும் ஏற்படுத்தும். மூன்று கட்ட மின்னழுத்த ஒழுங்குப்படுத்தி (voltage regulator) தனித்தனியாக ஒவ்வொரு கட்டத்தையும் கட்டுப்படுத்தும் திறனைக் கொண்டது; இந்த அமைப்பு ஒவ்வொரு கட்டத்தையும் தனித்தனியாக ஒழுங்குப்படுத்தி, அசமனை சரிசெய்ய ஒவ்வொரு வரியையும் தனித்தனியாக அதிகரித்தல் (boosting) அல்லது குறைத்தல் (bucking) மூலம் சரிசெய்கிறது. இதன் மூலம் 5–15% அளவிலான அசமனை ஒழுங்குப்படுத்தியின் வெளியீட்டில் 1–2% ஆகக் குறைக்க முடியும். தண்ணீர் பம்ப், கம்ப்ரஸர் அல்லது பேட்டரி சார்ஜர் போன்ற மூன்று கட்ட சுமைகளை இயக்கும் காற்று டர்பைன்களுக்கு, இந்த அசமன் சுமை வரை சென்று சாதனங்களை சேதப்படுத்துவதோ அல்லது அவற்றின் திறனைக் குறைத்தலோ விரும்பத்தக்கது அல்ல. மின்சக்தி தரத்தின் காரணி (power quality factor) மேம்படுகிறது — இது வலையமைப்பு விதிமுறைகளில் (grid code) அதிகரித்து வரும் தேவையாக குறிப்பிடப்படுகிறது.

அதிவேகம்/அதிக மின்னழுத்த நிகழ்வுகளிலிருந்து பாதுகாத்தல்

காற்று வேகம் தரப்பட்ட மதிப்பை மிகைத்து புயல் நிலைமைகளின் போது, ஜெனரேட்டர் மின்னழுத்தம் பொதுவாக தரப்பட்ட மின்னழுத்தத்தின் 130–150% அளவுக்கு மிகைத்து, பெயரிடப்பட்ட மதிப்பை விட கணிசமாக அதிகரிக்கும். இந்த மின்னழுத்த மட்டம் நீடித்தால், மின்னியல் காப்புப் பொருள்களுக்கு சேதம் ஏற்படும், டிரான்ஸ்ஃபார்மர்கள் மிகை-ஏற்றப்படும், மேலும் மாறுபடும் அதிர்வெண் இயக்கங்கள் (Variable Frequency Drives) அல்லது இன்வெர்டர்கள் போன்ற உணர்திறன் மிகுந்த மின்னணுச் சுமைகள் அழிக்கப்படும். மூன்று-கட்ட மின்னழுத்த ஒழுங்குப்படுத்தி (three phase voltage regulator), அதிக வேகத்தினால் ஏற்படும் மின்னழுத்த மிகைப்பு நிலைகளை, வெளியீட்டை வரம்புக்குள் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம் கட்டுப்படுத்தும். இத்தகைய நிகழ்வின் போது, உள்ளீட்டு மின்னழுத்தம் கண்காணிக்கப்படும்; அது அமைக்கப்பட்ட எல்லைகளை (பொதுவாக பெயரிடப்பட்ட மதிப்பின் 110–115%) மிகைத்தால், வெளியீடு குறைந்த டேப் மதிப்புக்கு குறைக்கப்படும், அல்லது அதிகபட்ச நிலைகளில், உள் பைபாஸ் தொடுதல் சாதனத்தைப் பயன்படுத்தி சுமையிலிருந்து பிரிக்கப்படும். சில அலகுகள், புயல் நிலைமைகளில் அல்லது வலையமைப்பு தவறு (grid failure) போன்ற காரணங்களால் அதன் மின்சக்தியை வெளியேற்ற முடியாத நிலையில், உபகரணங்களின் கடுமையான தவறு (catastrophic failure) ஏற்படாமல் தடுக்க, காற்று டர்பைன் கட்டுப்பாட்டு அமைப்புக்கு (wind turbine controller) ஒரு சமிக்ஞையை வழங்கும், இதன் மூலம் டர்பைன் பிரேக்கிங் அல்லது பிட்ச் கட்டுப்பாடு (pitch control) செயல்படுத்தப்படும்.

பேட்டரியை சார்ஜ் செய்வதற்கும், இன்வெர்டருக்கு உள்ளீடாக பயன்படுத்துவதற்குமான வெளியீட்டை சீராக்குதல்

ஆஃப்-கிரிட் பயன்பாடுகளுக்காக, ஒரு மின்கல வங்கி (பேட்டரி வங்கி) பெரும்பாலும் காற்று டர்பைனிலிருந்து மின்னூட்டப்படுகிறது, அல்லது மின்சாரம் ஏசி சுமைகளை வழங்கும் இன்வெர்டருக்கு வழிமாற்றப்படுகிறது; இங்கு மின்கல மின்னூட்டுதல் மற்றும் இன்வெர்டர் உள்ளீடு ஆகிய இரண்டும் நிலையான மின்னழுத்த மட்டங்களை தேவைப்படுகின்றன. மின்னூட்டும் போது உயர்ந்த மின்னழுத்தங்களில், அதிக மின்னூட்டு மின்னோட்டங்கள் அத்தகைய உயர் மட்டங்களில் பாய்கின்றன, இது மின்கலங்களில் வாயு உருவாக்குவதையும், அவற்றின் ஆயுளைக் குறைப்பதையும் ஏற்படுத்துகிறது. இன்வெர்டர் உள்ளீடுகள் மின்னழுத்த அலைவுகளுக்கு மிகவும் உணர்திறன் கொண்டவையாகும், இது ஹார்மோனிக் மின்னோட்டங்களை உருவாக்குகிறது, அதனால் மின்சக்தி திறன் குறைகிறது. டர்பைன் மற்றும் மின்கல மின்னூட்டி அல்லது இன்வெர்டருக்கு இடையில் மூன்று-கட்ட மின்னழுத்த ஒழுங்குப்படுத்தியை (வோல்டேஜ் ரெகுலேட்டர்) பொருத்துவதன் மூலம், டர்பைன் வெளியீடு சீர்ப்படுத்தப்படுகிறது. இன்வெர்டர் இயக்கும் சுமைகளுக்கு இது மிகவும் தெளிவான சைன் அலைகள் மற்றும் குறைந்த ஹார்மோனிக்ஸ் என்பதைக் குறிக்கிறது. வெளியீட்டில் உள்ள அலைவு (ரிப்பிள்) 5 முதல் 10 மடங்கு வரை குறைக்கப்படுகிறது. இதன் விளைவாக, குறைந்த காற்று வேகங்களில், மின்கலத்திற்கு தேவையான மின்னூட்டு மின்னழுத்தம் வழங்கப்படுகிறது, எனவே நேரடியாக இணைக்கப்பட்ட டர்பைனுடன் ஒப்பிடும்போது மின்கலத்தின் ஆயுள் 20 முதல் 30% வரை நீட்டிக்கப்படுகிறது. மேலும், காற்று இல்லாத நேரங்களில் மின்கலம் மிகையாக மின்னழுத்தம் இழக்காமல் இருக்க குறைந்த மின்னழுத்த துண்டிப்பு பாதுகாப்பு (லோ வோல்டேஜ் டிஸ்கனெக்ட் ப்ரொடெக்ஷன்) சேர்க்கப்பட்டுள்ளது.

நாங்கள் மூன்று-கட்ட வோல்டேஜ் ஒழுங்குமுறைகளை வழங்குகிறோம், இவை விரைவான காற்று வேக மாற்றங்களை ஈடுகட்டும், டர்பைன் சமச்சீரின்மையிலிருந்து ஏற்படும் அசமமான உள்ளீட்டைக் கையாளும், அதிக வேகம்/அதிக மின்னழுத்த நிகழ்வுகளிலிருந்து பாதுகாக்கும் மற்றும் மின்கலங்கள் மற்றும் இன்வெர்ட்டர் உள்ளீடுகளின் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தை சீராக்கும். நமக்கு 20 ஆண்டுகளுக்கும் மேற்பட்ட அனுபவம் உள்ளது; மேலும் 50,000 சதுர மீட்டருக்கும் மேற்பட்ட தயாரிப்பு வசதி, சொந்த கூறு வடிவமைப்பு, புத்திசாலித்தன்மை சொத்து உரிமைகள் மற்றும் தொழிலின் தேசிய தரநிலை உருவாக்குநராக நாங்கள் செயல்படுகிறோம். காற்று ஆற்றலை பயனுள்ளதாகவும், நம்பகத்தன்மையுள்ளதாகவும் உறுதிப்படுத்துவதற்காக நாங்கள் மூன்று-கட்ட வோல்டேஜ் ஒழுங்குமுறைகளை வழங்குகிறோம்.