यूरोप के बाजार के लिए बोलैंड WT6250D175 पवन टरबाइन जनरेटर

1.1 रोटर असेंबली

WT6250D175 यूरोपीय पवन टरबाइन रोटर प्रणाली में 3 ब्लेड, पिच सिस्टम और एक हब शामिल हैं। ब्लेड बोल्ट द्वारा पिच बेयरिंग के भीतरी रिंग से जुड़ा होता है, और पिच बेयरिंग का बाहरी रिंग हब से जुड़ा होता है।

ब्लेड पिच कोण समायोजन और जनरेटर/कनवर्टर टॉर्क नियंत्रण के संयोजन द्वारा रोटर की गति को नियंत्रित किया जाता है। सामान्य परिचालन स्थितियों में, हवा की दिशा के विपरीत दिशा से देखने पर रोटर दक्षिणावर्त दिशा में घूमता है।

ब्लेड के झुकाव कोण की पूर्ण सीमा लगभग 90 डिग्री है, जिसमें शून्य डिग्री की स्थिति में ब्लेड हवा की दिशा में बिल्कुल सपाट होता है। ब्लेड को लगभग 90 डिग्री के पूर्ण झुकाव कोण पर झुकाने से रोटर की वायुगतिकीय ब्रेकिंग होती है, जिससे रोटर की गति कम हो जाती है।

पिच प्रणाली ब्लेड पिच कोण को समायोजित और बनाए रखने के लिए इलेक्ट्रिक गियर का उपयोग करती है। परिवर्तनीय पिच बेयरिंग ब्लेड के भार को यूरोपीय पवन टरबाइन हब तक पहुंचाती है, जो स्पिंडल रोटेशन को गियरबॉक्स जनरेटर तक ले जाता है, जिससे विद्युत ऊर्जा उत्पन्न होती है।

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2.1 6.25 मेगावाट यूरोपीय पवन टरबाइन विनिर्देश

यह तालिका यूरोपीय संघ के पवन टरबाइन के प्रमुख मापदंडों को दर्शाती है।

WT6250D175 पवन ऊर्जा यूरोप के लिए तकनीकी विशेषताएँ

पैरामीटर	इकाई	पैरामीटर
मूल्यांकित शक्ति डिजाइन जीवनकाल डिजाइन डब्ल्यूटीजी क्लास	किलोवाट — —	6250 25 आईईसी एस
वीरेफ़	एमएस	42.5
वेव	एमएस	7.5
रेटेड हवा की गति	एमएस	11.1
इरेफ़	—	0.15
ब्लेडों की संख्या	—	3
रोटर कोनिंग/शाफ़्ट टिल्ट	°	6/8
रोटर व्यास	एम	175
मानक परिचालन तापमान सीमा	सी	-30˚C ~ 45˚C
जीवन रक्षा तापमान सीमाएँ	सी	-40˚C ~ 50˚C
हब ऊंचाई	एम	105-160 (अनुकूलित किया जा सकता है)
हवा की गति कट-इन	एमएस	3.0
हवा की गति कट-आउट	एमएस	25 (सॉफ्ट कट आउट)
ब्लेड की लंबाई	एम	86
ब्लेड सामग्री	—	जीएफआरपी (ग्लास फाइबर प्रबलित पॉलिएस्टर)
पिच सिस्टम	—	विद्युत व्यवस्था
यॉ सिस्टम	—	बाह्य गियर वाली रिंग के साथ प्लेन बेयरिंग
जनरेटर प्रकार	—	डबल फीड इंडक्शन जनरेटर
जनरेटर पोल युग्मों की संख्या	—	4
रेटेड आवृत्ति	हर्ट्ज	50
रेटेड पावर फैक्टर	—	-0.95 से 0.95 (इसे अनुकूलित किया जा सकता है)
जनरेटर रेटेड वोल्टेज	वी	1140
रेटेड जनरेटर गति	आरपीएम	1720

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3   यूरोपीय पवन ऊर्जा यांत्रिक डिज़ाइन

3.1 पवन ऊर्जा रोटर

यूरोपीय पवन टरबाइन में तीन ब्लेड और एक हब से बना रोटर होता है। हब ढलवां लोहे से बना एक गोलाकार खोल होता है। प्रत्येक ब्लेड में विद्युत पिच प्रणाली और एक सुपर कैपेसिटर पावर बैकअप प्रणाली लगी होती है। हवा की स्थिति के आधार पर, बिजली उत्पादन को अनुकूलित करने के लिए ब्लेडों की स्थिति को लगातार समायोजित किया जाता है।

रोटर पैरामीटर

पैरामीटर	इकाई	कीमत
व्यास	एम	175
घुमा हुआ क्षेत्र	एम2	24030.6
रेटेड घूर्णन गति	आरपीएम	8.6
कोनिंग/शाफ़्ट टिल्ट	°	6/8
टिप गति	एमएस	78.8

3.2 पवन टरबाइन ब्लेड

यूरोपीय पवन टरबाइन WT6250D175 का ब्लेड दो संरचनात्मक आवरणों से बना होता है जो आंतरिक कतरनी जालों के साथ आपस में जुड़े होते हैं, जो संरचना को अतिरिक्त मजबूती प्रदान करते हैं। ब्लेड को अत्यधिक और थकान भार का सामना करने, वायु-लोचदार रूप से स्थिर रहने और टरबाइन विन्यास के साथ मिलकर, टावर से टकराव से बचने और अनुनाद से बचने के लिए टिप विक्षेपण को सीमित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

ब्लेड पैरामीटर

पैरामीटर	इकाई	कीमत
ब्लेड की लंबाई	एम	86
सामग्री	—	ग्लास फाइबर प्रबलित पॉलिएस्टर

3.3 यूरोपीय संघ पवन ऊर्जा पिच प्रणाली

पिच सिस्टम में एक इलेक्ट्रिक पिच मैकेनिज्म और एक पिच कंट्रोल सिस्टम शामिल है। इसमें मल्टी-स्टेज प्लेनेटरी ड्राइव यूनिट वाले 3 एसी परमानेंट मैग्नेट मोटर और प्रत्येक ब्लेड अक्ष पर स्थापित सुपर-कैपेसिटर के 3 स्वतंत्र सेट का उपयोग किया जाता है। पिच सिस्टम के लिए कंट्रोल सिग्नल और पावर गियरबॉक्स के पीछे लगे स्लिप रिंग के माध्यम से नियंत्रित किए जाते हैं।

पिच ड्राइव सिस्टम में पिच मोटर, गियरबॉक्स और बेयरिंग जैसे घटक शामिल हैं। यह मुख्य नियंत्रक के आदेशों और नियंत्रण रणनीतियों के अनुसार ब्लेड को घुमाता है, जिससे टरबाइन पर लगने वाली हवा की ऊर्जा नियंत्रित होती है। पिच समायोजन तंत्र ब्लेड को न्यूट्रल स्थिति में घुमाकर टरबाइन को बंद भी कर सकता है। प्रत्येक ब्लेड को सिंक्रनाइज़्ड संचालन के लिए तीन स्वतंत्र पिच एक्चुएटर की आवश्यकता होती है। लोड गणना अनुभाग में ब्लेड विफलता परिदृश्यों का विस्तृत विवरण दिया गया है, इसलिए सिस्टम डिज़ाइन के दौरान अतिरेक संबंधी विचारों को लागू किया जाना चाहिए ताकि तीनों ब्लेडों में एक साथ खराबी जैसी गंभीर विफलताओं को रोका जा सके।

पिच सिस्टम पैरामीटर

पैरामीटर	इकाई	पैरामीटर
अधिकतम पिच गति	डिग्री/सेकंड	4
पिच कोण सीमा	डिग्री	0~90
पिच बियरिंग	—	त्रि-रोलर बियरिंग

3.4 ड्राइवट्रेन

ड्राइवट्रेन प्रणाली में मुख्य रूप से मुख्य शाफ्ट प्रणाली, एक मुख्य बेयरिंग, टॉर्क आर्म्स के साथ मुख्य गियरबॉक्स और जनरेटर आदि शामिल हैं। प्रभावी टॉर्क ऊर्जा रूपांतरण के लिए संचारित किया जाता है। रोटर के बेंडिंग मोमेंट और थ्रस्ट जैसे अप्रभावी भार मुख्य फ्रेम को स्थानांतरित किए जाते हैं, और पवन टरबाइन रोटर और ड्राइवट्रेन के रखरखाव के लिए उच्च गति आउटपुट शाफ्ट ब्रेकिंग और रोटर लॉकिंग कार्य प्रदान किए जाते हैं।

3.4.1 मुख्य शाफ्ट

मुख्य शाफ्ट बोल्टों के माध्यम से हब से जुड़ा होता है ताकि पवन रोटर की घूर्णी ऊर्जा को गियरबॉक्स में स्थानांतरित किया जा सके।

मुख्य शाफ्ट पैरामीटर

पैरामीटर	इकाई	कीमत
शाफ्ट सामग्री	—	जाली

3.4.2 मुख्य बियरिंग

मुख्य बेयरिंग मुख्य शाफ्ट असेंबली को सहारा प्रदान करती है। गियरबॉक्स पर मुख्य बेयरिंग और टॉर्क आर्म्स मिलकर एक त्रि-बिंदु सपोर्ट संरचना बनाते हैं। मुख्य बेयरिंग एक दोहरी पंक्ति वाली गोलाकार रोलर बेयरिंग है। इसका भीतरी भाग मुख्य शाफ्ट से जुड़ा होता है, जबकि इसका बाहरी भाग मुख्य बेयरिंग हाउसिंग में फिट होता है।

मुख्य बियरिंग पैरामीटर

पैरामीटर	इकाई	कीमत
बेरिंग के प्रकार	—	दोहरी पंक्ति गोलाकार रोलर बियरिंग

3.4.3 यूरोपीय पवन ऊर्जा गियरबॉक्स

विंड टर्बाइन सिस्टम के ड्राइवट्रेन के प्रमुख घटक के रूप में, गियरबॉक्स सामने की ओर शाफ्ट से और पीछे की ओर हाई-स्पीड शाफ्ट और जनरेटर के कपलिंग से जुड़ा होता है, जिससे टॉर्क संचारित होता है। यूरोपीय पवन ऊर्जा गियरबॉक्स का टॉर्क आर्म लोचदार सपोर्ट के माध्यम से मुख्य फ्रेम से मजबूती से जुड़ा होता है। गियरबॉक्स में 3 प्लेनेटरी स्टेज और 1 पैरेलल स्टेज होते हैं।

 गियरबॉक्स पैरामीटर

पैरामीटर	इकाई	कीमत
अनुपात	—	195.35
गियर चरणों की संख्या	—	3पी1एच
गियर तेल शीतलन	मिमी	पानी की मदद से ठंडा करने वाले उपकरण
मुख्य शाफ्ट-गियरबॉक्स कनेक्शन	—	विस्तारित वलय
गियरबॉक्स-जनरेटर कनेक्शन	—	लचीला युग्मन

3.5 यॉ सिस्टम

यॉ सिस्टम को नैसेल को टावर के शीर्ष पर सुरक्षित रखते हुए हवा की दिशा के सापेक्ष उसके अभिविन्यास को नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। कई विद्युत यॉ मोटर, जो यूरोपीय पवन टरबाइन नियंत्रण प्रणाली द्वारा सक्रिय रूप से नियंत्रित होती हैं, रोटर अभिविन्यास के हवा की दिशा में न होने पर टावर के सापेक्ष नैसेल की स्थिति को समायोजित करने के लिए उपयोग की जाती हैं, जो एक स्वीकार्य समय-औसत सहनशीलता के भीतर होता है। प्रत्येक यॉ मोटर का घूर्णन एक यॉ ड्राइव गियरबॉक्स के माध्यम से एक पिनियन तक स्थानांतरित होता है, जो टावर पर लगे प्लेन बेयरिंग गियर के साथ जुड़ता है।

यॉ सिस्टम पैरामीटर

पैरामीटर	इकाई	कीमत
हां ड्राइव करो	—	बाह्य रूप से विद्युत चालित
यॉ बेयरिंग प्रकार	—	प्लेन बेयरिंग
ब्रेक प्रकार	—	बनावटी वसंत
यॉ ड्राइव मोटर्स की संख्या	—	18
यॉ ब्रेक की संख्या	—	13

3.6 बेडप्लेट और रियर फ्रेम

बेडप्लेट मुख्य रूप से ट्रांसमिशन चेन और यॉ कंपोनेंट्स को सपोर्ट करती है, और बेयरिंग और गियरबॉक्स हाउसिंग द्वारा प्रेषित भार को वहन करती है, यॉ गियर रिंग, यॉ ड्राइव और यॉ ब्रेक सिस्टम को स्थिति प्रदान करती है, साथ ही रोटर लॉक लोड को भी वहन करती है। पिछला फ्रेम मुख्य रूप से जनरेटर और अन्य कंपोनेंट्स को सपोर्ट करने के लिए उपयोग किया जाता है।

बेडप्लेट और रियर फ्रेम

पैरामीटर	इकाई	कीमत
बेडप्लेट का प्रकार	-	ढलाई
पिछला फ्रेम	-	वेल्डेड संरचना

3.7 नैसेल

मॉड्यूलर डिज़ाइन वाली नैसेल कैनोपी में पूरी नैसेल और उसके अंदर के सभी पुर्जे रखे गए हैं। सामने की तरफ ड्राइव ट्रेन सिस्टम है। जनरेटर पीछे की दाहिनी ओर और कन्वर्टर पीछे की बाईं ओर स्थित है। ट्रांसफार्मर भी पीछे की ओर है। नैसेल के बिल्कुल पीछे बाईं ओर एक वाटर पंप स्टेशन लगा है जो गियरबॉक्स, जनरेटर, ट्रांसफार्मर और कन्वर्टर को ठंडा करने के लिए नैसेल की छत पर लगे कूलर तक पानी पहुंचाता है।

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4   विद्युत डिजाइन

4.1 यूरोपीय पवन टरबाइन जनरेटर

डब्ल्यूटीजी यूरोपियन विंड टर्बाइन एक डीएफआईजी प्रकार का टर्बाइन है जिसमें चार जोड़ी पोल होते हैं। यह जनरेटर क्षैतिज रूप से स्थापित करने के लिए है और इसमें वाटर कूलिंग सिस्टम लगा हुआ है। 

जनरेटर की विशिष्टताएँ

पैरामीटर	इकाई	कीमत
मूल्यांकित शक्ति	किलोवाट	6400
प्रकार	—	डबल फीड इंडक्शन जनरेटर
खम्भों की संख्या	-	4
शीतलन विधि	—	पानी की मदद से ठंडा करने वाले उपकरण
रेटेड वोल्टेज	वी	1140
रेटेड आउटपुट गति	आरपीएम	1720
जनरेटर की रेटेड आवृत्ति	हर्ट्ज	50

4.2 यूरोपीय पवन टरबाइन कनवर्टर

कनवर्टर प्रणाली में एक एलवी वितरण परिपथ, संपूर्ण कनवर्टर शक्ति, नियंत्रण और वितरण सुरक्षा परिपथ शामिल हैं। कनवर्टर में रोटर-साइड कनवर्टर दोहरे फीड जनरेटर के रोटर साइड से जुड़ा होता है, जबकि ग्रिड-साइड ग्रिड से जुड़ा होता है। रोटर-साइड कनवर्टर विभिन्न आयामों और आवृत्तियों वाले त्रि-चरण वोल्टेज उत्पन्न करके जनरेटर टॉर्क और स्टेटर साइड तथा पावर ग्रिड के बीच आदान-प्रदान होने वाली प्रतिक्रियाशील शक्ति को नियंत्रित करता है। ग्रिड-साइड कनवर्टर पावर ग्रिड के साथ सक्रिय शक्ति का आदान-प्रदान करता है। इस सक्रिय शक्ति का आयाम रोटर-साइड कनवर्टर द्वारा अवशोषित या उत्सर्जित सक्रिय शक्ति के बराबर होता है।

आंशिक पावर कनवर्टर का उपयोग किया जाता है, जिसका अर्थ है कि कनवर्टर की पावर इलेक्ट्रॉनिक प्रणाली की क्षमता DFIG की क्षमता के लगभग 30% के बराबर है। हालांकि, पूरी पावर कनवर्टर प्रणाली से होकर गुजरती है, जिसमें पावर इलेक्ट्रॉनिक प्रणाली और मुख्य सर्किट ब्रेकर, स्टेटर कॉन्टैक्टर जैसे विद्युत प्रणाली शामिल हैं, और यह WTG की रेटेड पावर के बराबर है।

कनवर्टर प्रणाली में रोटर की तरफ एक कनवर्टर, एक डीसी मध्यवर्ती परिपथ और ग्रिड की तरफ एक पावर इन्वर्टर शामिल है। कनवर्टर प्रणाली में एक पावर मॉड्यूल और उससे संबंधित विद्युत उपकरण शामिल हैं।

कनवर्टर विनिर्देश

पैरामीटर	इकाई	कीमत
शीतलन विधि	—	पानी की मदद से ठंडा करने वाले उपकरण
क्षमता	—	लगभग 30% WTG रेटेड पावर
जनरेटर की रेटेड आवृत्ति	हर्ट्ज	50

4.3 ट्रांसफार्मर

6.25 मेगावाट का यूरोपीय पवन टरबाइन स्टेप-अप ट्रांसफार्मर के माध्यम से पवन ऊर्जा संयंत्र के ग्रिड से जुड़ा हुआ है। यह ट्रांसफार्मर तीन फेज, तीन लिम्ब, दो वाइंडिंग वाला ड्राई टाइप का है और नेसेल के पिछले हिस्से में स्थित है। स्टेप-अप ट्रांसफार्मर के हाई-वी साइड का रेटेड वोल्टेज सामान्यतः 35 केवी है और यह नो-लोड वोल्टेज रेगुलेशन में सक्षम है। स्टेप-अप ट्रांसफार्मर के लो-वी साइड का वोल्टेज 1140 वोल्ट है।

4.4 उच्च वोल्टेज स्विचगियर

पवन टरबाइन के एक अभिन्न अंग के रूप में टावर के निचले भाग में एक उच्च वोल्टेज स्विचगियर स्थापित किया गया है। स्विचगियर और टरबाइन में लगे उच्च वोल्टेज सुरक्षा संबंधी उपकरणों की स्थिति की निगरानी पवन टरबाइन नियंत्रण प्रणाली द्वारा की जाती है। यदि किसी खराबी का पता चलने पर सर्किट ब्रेकर ट्रिप हो जाता है, तो उसे मैन्युअल रूप से ही पुनः कनेक्ट किया जाएगा। स्वतंत्र पवन टरबाइन में ग्रिड केबलों की संख्या के आधार पर स्विचगियर में तीन चर होते हैं।

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5 ग्रिड प्रदर्शन विनिर्देश 50Hz

इस 6.25 मेगावाट के यूरोपीय पवन टरबाइन में प्राथमिक आवृत्ति विनियमन की क्षमता है, सक्रिय और प्रतिक्रियाशील शक्ति को तेजी से, सटीक रूप से और एक विस्तृत श्रृंखला में नियंत्रित करने की क्षमता है, और उत्कृष्ट बिजली गुणवत्ता उत्पन्न करने की क्षमता है।

यह डब्ल्यूटीजी यूरोपीय पवन ऊर्जा प्रणाली निम्न और उच्च वोल्टेज दोषों से निपटने, जड़त्वीय प्रतिक्रिया और प्राथमिक आवृत्ति विनियमन की क्षमता रखती है। यह सक्रिय और प्रतिक्रियाशील शक्ति को तेजी से, सटीक रूप से और व्यापक रेंज में नियंत्रित करने में सक्षम है, और उत्कृष्ट गुणवत्ता वाली बिजली उत्पन्न करने की क्षमता रखती है। यह इकाइयों की उप-तुल्यकालिक और अति-तुल्यकालिक दोलन अवस्थाओं का स्वचालित रूप से पता लगा सकती है और दोलन दमन रणनीतियाँ प्रदान कर सकती है।

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6 सुरक्षा तंत्र

6.1 बिजली प्रणाली

बिजली से सुरक्षा प्रणाली (एलपीएस) पवन टरबाइन को बिजली गिरने से होने वाले भौतिक नुकसान से बचाने में मदद करती है। एलपीएस में कई भाग होते हैं:

1.    ब्लेड में/पर बिजली के रिसेप्टर और डाउनकंडक्टिंग केबल
2.    अति वोल्टेज और अति धारा से सुरक्षा
3.    चुंबकीय और विद्युत क्षेत्रों से सुरक्षा
4. अर्थिंग प्रणाली

6.2 पहुंच

6.25 मेगावाट के यूरोपीय पवन टरबाइन तक बाहर से प्रवेश प्रवेश मंच पर स्थित एक दरवाजे से होता है, जो जमीन से लगभग 3-4 मीटर ऊपर है। दरवाजे में ताला लगा हुआ है। टावर के अंदर स्थित सर्विस लिफ्ट या सीढ़ी के माध्यम से पवन टरबाइन के शीर्ष तक पहुंचा जा सकता है। गिरने से बचाव के उपकरण आवश्यक हैं। शीर्ष टावर से नैसेल से लगभग 10 मीटर की दूरी पर एक सीढ़ी है।

नैसेल में मुख्य नैसेल हाउस होता है जिसमें ड्राइवट्रेन स्थित होता है। ड्राइवट्रेन के दोनों ओर और नैसेल मेन हाउस के पिछले सिरे पर पैदल मार्ग बने हुए हैं।

6.25 मेगावाट के यूरोपीय पवन टरबाइन जनरेटर को आवश्यकतानुसार सावधानीपूर्वक बंद और लॉक करने के बाद, ड्राइवट्रेन के नीचे से एक हैच के माध्यम से हब में प्रवेश किया जा सकता है। नैकेल में लगी सीढ़ी के माध्यम से नैकेल के शीर्ष पर जाया जा सकता है।

6.3 एचएसई

6.25 मेगावाट की यूरोपीय पवन टरबाइन को EN50308 में उल्लिखित आवश्यकताओं के अनुसार डिजाइन किया गया है ताकि सभी संभावित व्यावसायिक स्वास्थ्य खतरों और सुरक्षा खतरों का समाधान किया जा सके और कर्मचारियों को स्वस्थ और सुरक्षित रखा जा सके।

1.  दुर्घटना की रोकथाम के लिए प्लेटफार्मों, रेलिंग, सुरक्षा चैनलों और बिजली के झटके से बचाव के डिजाइन सहित सुरक्षा मानकों के अनुरूप सुरक्षित कार्यस्थल की गारंटी दें।
2.  परिचालन कर्मियों को किसी भी संभावित खतरे की याद दिलाने के लिए सुरक्षा चेतावनी चिह्न लगाएं।
3.  ऊंचाई पर काम करने वाले कर्मियों के लिए मुख्य बिंदु।
4.  आपातकालीन स्थितियों में निकासी का मार्गदर्शन करने के लिए आपातकालीन निकास प्रणाली।
5.  खतरनाक अपशिष्ट प्रबंधन, ऊर्जा संरक्षण और पर्यावरण संरक्षण सहित पर्यावरणीय सुरक्षा संबंधी आवश्यकताओं का प्रावधान करें।
6. शोर और विकिरण जैसे खतरनाक कारकों की सीमा निर्धारित करने के लिए ऐसे प्रावधान करें जो व्यावसायिक स्वास्थ्य आवश्यकताओं के अनुरूप हों।
7. सभी मंजिलों पर फिसलन रोधी सतहें हैं। टावर के प्रत्येक खंड में एक मंजिल है।