ژنراتور چیست

ژنراتور چیست

ژنراتور چیست

ژنراتور چیست

سیستم های ژنراتور شرح داده شده در این مقاله برای مراقبت های فنی الزاماتی دارند و همچنین سایر امکاناتی که ممکن است به درجه بالایی اطمینان بخشی نسبت به عملکرد ژنراتور نیاز داشته باشند قابل استفاده هستند. تامین برق برای مراکز داده، موسسات مالی، مخابرات، دولتی و خدمات عمومی نیز به قابلیت اطمینان بالایی نیاز دارد.

بسیاری از ژنراتورها از نظر اندازه معمولاً از چند کیلووات تا چندین مگاوات متغیر هستند. این سیستم ها اغلب باید دائم در مدارباشند و به سرعت کار کنند. آنها باید ظرفیت کار طولانی مدت را داشته باشند.

موتور احتراق داخلی انتخاب مناسبی به عنوان محرک اصلی برای اکثر این کاربردها است.

موتورهای دیزلی رایج ترین هستند، اما سایر سوخت های مورد استفاده شامل گاز طبیعی، گاز هاضم، گاز محل دفن زباله، پروپان، بیودیزل، نفت خام، بخار و …است.

برخی از تأسیسات صنعتی از بخار برای گرمایش و سایر فرآیندهای تولید از ژنراتور استفاده می کنند. این امکانات ممکن است تولید برق را به عنوان محصول جانبی تولید بخار از نظر اقتصادی مقرون به صرفه بدانند.

این تأسیسات معمولاً به عنوان یک تأسیسات تولید همزمان با تولید توان خروجی طبقه بندی می شوند و به موازات سیستم تاسیسات برق کار می کنند.

ژنراتور ها، سنکرون یا آسنکرون

ژنراتورها می توانند آسنکرون یا سنکرون باشند. ژنراتورهای آسنکرون به عنوان ژنراتور القایی نیز شناخته می شوند. ساختار در اصل مشابه موتور القایی است. ژنراتور نیز دارای روتور قفس سنجابی و استاتوراست.

یک ژنراتور القایی موتوری است که بالاتر از سرعت سنکرون طراحی و رانده می شود بنابراین نیرو تولید می کند. اگر زیر سرعت سنکرون کار کند به عنوان یک موتور عمل می کند. ژنراتور القایی تحریک کننده ندارد و باید موازی با ابزار یا منبع دیگری کار کند.

 

ژنراتور القایی در فرکانس لغزش کار می کند، بنابراین فرکانس خروجی آن به طور خودکار با فرکانس ابزار قفل می شود.یک ژنراتور القایی یک انتخاب محبوب برای استفاده در هنگام طراحی سیستم های هموژنیشن است که در آن به موازات ابزار کار می کند.

ژنراتور القایی در فرکانس لغزش کار می کند، بنابراین فرکانس خروجی آن به طور خودکار با فرکانس ابزار قفل می شود. ژنراتور القایی یک انتخاب محبوب برای استفاده در هنگام طراحی سیستم های تولید همزمان برق و استفاده از بخار برای تولید گرما است که به صورت موازی نصب می شوند.

 

این نوع ساخت ژنراتور مزایای خاصی نسبت به ژنراتور سنکرون دارد. به عنوان مثال ولتاژ و فرکانس توسط شرکت کنترل می شود. بنابراین نیازی به تنظیم کننده ولتاژ و فرکانس نیست

علاوه بر این، ساختار ژنراتور قابلیت اطمینان بالا و تعمیر و نگهداری کمی را ارائه می دهد. همچنین حداقل رله ها و کنترل های حفاظتی مورد نیاز است. عیب اصلی آن این است که معمولاً نمی تواند به عنوان یک ژنراتور آماده به کار / اضطراری عمل کند.

 

با این حال، ژنراتورهای سنکرون رایج ترین هستند. خروجی آنها با کنترل میدانی آنها تعیین می شود. تغییر جریان در سیم پیچ های میدان DC، ولتاژ خروجی را کنترل می کند.

فرکانس توسط سرعت چرخش کنترل می شود. گشتاور اعمال شده به محور ژنراتور توسط موتور محرک، توان خروجی را کنترل می کند. به این ترتیب، ژنراتور سنکرون کنترل دقیقی بر توانی که می تواند تولید کند ارائه می دهد.

در کاربردهای تولید همزمان برق و انرژی های دیگر، می توان از آن برای بهبود ضریب توان سیستم نیز استفاده کرد.

ساختار ژنراتور ها

یک ژنراتور از دو جزء اصلی تشکیل شده است، یک محرک اولیه و یک دینام. محرک اصلی منبع انرژی است که برای چرخاندن روتور دینام استفاده می شود. این معمولاً یک موتور احتراق دیزلی برای اکثر سیستم های اضطراری یا آماده به کار است.

در کاربردهای تولید همزمان، محرک اصلی ممکن است از یک توربین بخار یا منبع دیگر باشد. در واحدهای دیزل، از گاورنر و تنظیم کننده ولتاژ برای کنترل سرعت و توان خروجی استفاده می شود.

دینام معمولاً یک ماشین سنکرون است که توسط محرک اصلی هدایت می شود. یک تنظیم کننده ولتاژ با تنظیم میدان، خروجی ولتاژ خود را کنترل می کند. خروجی یک ژنراتور یا چندین مجموعه ژنراتور موازی توسط این دو ورودی کنترل می شود.

دینام به گونه ای طراحی شده است که معمولاً با سرعت مشخصی برای فرکانس خروجی مورد نیاز کار می کند. 50 یا 60 هرتز تنظیم کننده ولتاژ و گاورنر موتور به همراه سایر سیستم ها پاسخ ژنراتور به تغییرات بار دینامیکی و مشخصه های راه اندازی موتور را مشخص می کنند.

ژنراتورهای سنکرون معمولی برای سیستم های قدرت صنعتی و تجاری در اندازه های 100-3000 کیلو ولت آمپر و 208 ولت تا 13800 ولت هستند. به ویژه در تاسیسات بزرگ با ژنراتورها و سیستم های متعدد موازی با منبع ابزار رایج است. جریان اتصال کوتاه از یک ژنراتور معمولاً بین 8 تا 12 برابر آمپر بار کامل است.

مدل بکار گیری ژنراتور ها

  • ژنراتور های اضطراری آماده به کار

اساساً سه نوع سیستم ژنراتور وجود دارد. اولین و ساده ترین نوع، یک ژنراتور واحد است که به طور مستقل از شبکه برق شهری کار می کند. این معمولاً به عنوان یک سیستم ژنراتور آماده به کار اضطراری نامیده می شود.

لازم به ذکر است که این نوع سیستم ژنراتور قابلیت اطمینان کلی الکتریکی را بهبود می بخشد، اما در صورت عدم راه اندازی ژنراتور یا خارج شدن برای تعمیر و نگهداری،نمی تواند توان مورد نیاز در هنگام قطعی شبکه، فراهم کند.

  • ژنراتور اضطراری ایزوله چندگانه

نوع دوم سیستم ژنراتور مجموعه ای ایزوله و  چندگانه از ژنراتورهای آماده به کار است که به عنوان منبع معمولی برای سوئیچ های انتقال به کار می رود. در این طرح ژنراتورها و شبکه توزیع به طور پیوسته به هم متصل نیستند.

ممکن است برای راه اندازی برخی از مصرف کننده های خاص مانند سانتریفیوژ ها یا کمپرسر های قدرت بالا به ژنراتورهای متعدد نیاز باشد. ژنراتورها ممکن است در یک یا چند عدد برای بهبود قابلیت اطمینان سیستم استفاده شوند.

  • ژنراتور تکی یا چندگانه موازی با شبکه توزیع

نوع سوم ژنراتور تکی یا چندگانه است که به موازات سیستم برق کار می کند. شکل 5 دو ژنراتور و یک منبع شهری را نشان می دهد که یک مجموعه تابلو برق را تغذیه می کند که بارهای متعدد از آن برق می گیرند.

این سیستم معمولاً به طرح های پیچیده کاهش و یک طرح مناسب جهت حفاظت و کنترل کامل نیاز دارد.

اتصال به زمین، مدار مثلث یا ستاره در ژنراتور ها

روش های اتصال زمین ژنراتور باید در نظر گرفته شود و ممکن است بر تجهیزات توزیع و امتیاز آن ها تأثیر بگذارد. ژنراتورها ممکن است با مدار مثلث یا مدار ستاره متصل شوند اما به صورت معمول از مدار ستاره استفاده می شود

یک ژنراتور مدار ستاره  را می توان به صورت یکپارچه به زمین با امپدانس کم، زمینی با امپدانس بالا یا غیر زمینی متصل کرد.

چگونه ژنراتور ها را کنترل می کنند؟

مجموعه موتور ژنراتور دارای . این کنترل ها شامل یک . با تغییر بار در سیستم، فرکانس و ولتاژ تغییر خواهد کرد. سپس کنترل سرعت، گاورنر را برای تصحیح تغییر بار (کیلووات) تنظیم می کند.

ژنراتور دارای کنترل کننده هایی برای حفظ فرکانس (سرعت) خروجی و ولتاژ است. این کنترل کننده ها عبارتند از: یک فرمان دهنده و تنظیم کننده ولتاژ .

با تغییر بار در سیستم، فرکانس و ولتاژ تغییر خواهند کرد. سپس کنترل سرعت، فرمان دهنده را برای تصحیح تغییر بار (کیلووات) تنظیم می کند. تنظیم کننده ولتاژ جریان میدان را تغییر می دهد تا ولتاژ را به مقدار ولتاژ مورد نظر تنظیم کند.

ژنراتور چندگانه به یک کنترل کننده اصلی نیاز دارند تا از اتصال واحدها به خارج از فاز جلوگیری کند. عملیات ارسال سیگنال به تمام ژنراتورها به طور همزمان است. واحد اول تا زمانی که قطع کننده مربوط بسته باشد، فرکانس و ولتاژ مورد نظر را تامین می کند و شین موازی را برق دهد.

در طول این مدت، قطع کننده سایر ژنراتورها باز نگه داشته می شوند و تا زمانی که شرایط خاصی برآورده نشده باشند، اجازه بسته شدن ندارند. هنگامی که مسیر موازی برق دار شود، ژنراتورهای باقی مانده باید قبل از موازی سازی ژنراتورها با آن هماهنگ شوند.

ژنراتورها باید در یک فرکانس کار کنند و معمولاً بین 5 تا 10 درجه با یکدیگر تطبیق فاز داشته باشند.

مقدار ولتاژ معمولاً باید 20 تا 24 درصد باشد.

اگر ژنراتور سریعتر کار کند، در جهت عقربه های ساعت می چرخد .هرچه اختلاف فرکانس بیشتر باشد، چرخش سریعتر است. مهم است که ژنراتورها قبل از موازی شدن در فاز باشند. اگر ژنراتورها خارج از فاز موازی شوند آسیب شدیدی رخ خواهد داد.

نتیجه:

ژنراتور ها به عنوان یه سیستم موثر در برق رسانی به مجموعه های صنعتی حضوری نسبتا الزامی دارند که در صورت قطع شدن برق از طرف شبکه توزیع می توانند از متوقف شدن روند تولید جلو گیری کنند. طبیعتا برای انتخاب نوع سیستم ژنراتور باید نکات مطرح شده را به دقت بررسی و از نظر کارشناسان در این زمینه بهره برد.

whatsApp
LinkedIn
Email
Print
بلاگ
محمد عابدنیا

برق گرفتگی چیست؟

برق گرفتگی چه تاثیر بر بدن می گذارد بسیاری از ما شوک الکتریکی را تجربه کرده‌ایم که در آن الکتریسیته باعث می‌شود بدن ما درد

ادامه مطلب »
بلاگ
محمد عابدنیا

علت خرابی خازن

مشکلات متداولی که باعث اتش سوزی و انفجاز خازن می شود خرابی خازن به دلیل نامناسب بودن ولتاژ در بانک های خازنی گاهی اوقات به

ادامه مطلب »