Jeneratör seti kullanım kılavuzu

Jeneratör seti kullanım kılavuzu
Jeneratör, mekanik enerjiyi veya diğer yenilenebilir enerji kaynaklarını elektrik enerjisine dönüştürebilen bir cihazdır. Genellikle buhar türbini jeneratörleri yaygın olarak kullanılır; bu tür jeneratörler türbin veya içten yanmalı motorlar (benzinli, dizel ve diğer motorlar) ile çalıştırılır; ancak son yıllarda nükleer, rüzgâr, güneş, biyokütle, okyanus enerjisi vb. gibi yeni yenilenebilir enerji kaynakları da söz konusudur. Daha büyük kapasiteli dizel jeneratör setleri, uzun süreli ve kesintisiz güç kaynağı sağlayabilmekte ve bağımsız olarak çalışabilmektedir; bölgesel elektrik şebekesiyle paralel çalışmadıkları için şebeke kesintilerinden etkilenmezler ve yüksek güvenilirlik sunarlar. Özellikle elektrik tedarikinin çok güvenilir olmadığı bazı bölgelerde, dizel jeneratörler hem yedek güç hem de acil durum gücü olarak rol oynar; ayrıca düşük basınçlı sistemler aracılığıyla rasyonel bir şekilde optimize edilebilirler. Genellikle elektrik kesintileri sırasında yükün bir kısmını karşılamak daha önemlidir, bu nedenle bu projeler yaygın olarak kullanılmaktadır. Aşağıda, yaygın olarak kullanılan jeneratörlerin temel ilkeleri ve yapısı tanıtılacaktır:
1. Türbin ve türbin jeneratör setleri. Yüksek verimlilik elde etmek amacıyla, genellikle yüksek hızlı türbinlerden oluşur; bunlar genellikle 3000 dev/dak (frekans 50 Hz) veya 3600 dev/dak (frekans 60 Hz) hızındadır. Nükleer santrallerdeki türbin hızı düşüktür, ancak yine de 1500 dev/dk veya daha fazladır. Yüksek hızlı türbin jeneratörlerinde, mekanik gerilime bağlı olarak oluşan merkezkaç kuvvetini azaltmak ve rüzgâr aşınmasını önlemek amacıyla genellikle nispeten küçük rotor çapı ve nispeten büyük uzunluk kullanılır; yani ince rotorlar kullanılır. Özellikle 3000 dev/dk veya daha yüksek devirde çalışan büyük kapasiteli yüksek hızlı ünitelerde, malzeme mukavemeti ile rotor çapı arasındaki ilişki nedeniyle rotor çapı sıkı bir şekilde sınırlandırılır ve genellikle 1,2 metreden fazla olmaz. Rotorun kritik hızı, gövde uzunluğuna bağlı olarak sınırlanır. Gövde uzunluğu çapın 6 katından fazla olduğunda, rotorun ikinci kritik hızı motorun çalışma hızına yaklaşır ve çalışma sırasında büyük titreşimler meydana gelebilir. Bu nedenle, büyük yüksek hızlı turbo-jeneratör rotorlarının boyutları ciddi şekilde kısıtlanmıştır. Yaklaşık 100.000 kilovat kapasiteli hava soğutmalı motor rotorlarının boyutları sınırlarına ulaşmıştır; motor kapasitesini daha da artırmak, yalnızca motorun elektromanyetik yükünü artırarak mümkündür. Bu nedenle motor soğutmasını güçlendirmeliyiz. Dolayısıyla, 5 ila 10 milyon kw kapasiteli türbin jeneratörleri için en uygun soğutma yöntemleri hidrojen soğutmalı veya su soğutmalı teknolojilerdir. 1970’lerden bu yana türbin-jeneratör üniteleri 130 ila 150 milyon kilovatlık maksimum kapasiteye ulaşmıştır.1986'dan bu yana, yüksek kritik sıcaklıklı süperiletken malzemeler konusunda yapılan araştırmalarda önemli bir atılım kaydedilmiştir. Süperiletken teknolojisinin türbin ve türbin jeneratörlerinde uygulanmasının, bu alanda yeni bir tarihsel sıçrama yaratması beklenmektedir.
2. Türbin jeneratör setleri tarafından tahrik edilen hidroelektrik üretim ünitesi. Hidroelektrik santrallerinin doğal koşullarının farklı olması nedeniyle, hidroelektrik üretim ünitesinin kapasitesi ve hızı büyük ölçüde değişiklik gösterir. Tipik olarak, küçük hidroelektrik santraller ve türbin tahrikli yüksek hızlı darbe tipi hidroelektrik santraller daha çok yatay yapıya sahipken, büyük ve orta hızlı jeneratör tahrikli santraller çok amaçlı dikey yapıya sahiptir. Santraller çoğu yerde şehirden uzakta olduğundan, güç iletim hatlarının yüklenmesi genellikle daha uzun sürer; bu nedenle, hidroelektrik güç sisteminin işletilmesinde daha yüksek bir istikrar sağlanması gerekir: motor parametrelerinin dikkatli bir şekilde seçilmesi gerekir; rotorun atalet momenti yüksek olmalıdır. Bu nedenle, hidro türbin-jeneratörün görünüşü, rotor çapı ve kısa uzunluğu bakımından farklılık gösterir. Hidroelektrik üretim ünitesinin devreye alınması ve net çalışmaya başlaması daha az zaman alır; bu da programlama esnekliği sağlar; genel güç üretiminin yanı sıra, özellikle pik yük ünitesi ve arıza durumlarında yedek ünite olarak kullanıma uygundur. Hidroelektrik ünite kapasitesi 70 milyon kilovat seviyesine ulaşmıştır.
3 adet dizel jeneratör seti
Dizel motorla çalışan jeneratörler, dizelin enerjisini elektriğe dönüştürür; kullanım amaçlarına göre karasal ve deniz tipi dizel jeneratör setleri olarak sınıflandırılabilir; Markalarına göre ise yerli ve ithal dizel jeneratör setleri olarak sınıflandırılabilirler; dönüş hızına göre ise düşük hızlı jeneratör setleri ve yüksek hızlı jeneratörler olarak sınıflandırılabilirler.
3.1 Dizel motorlu jeneratörün temel çalışma prensipleri: Dizel enerjisinin elektriğe dönüştürülmesi. Dizel motor silindirinde, hava filtresinden süzülmüş temiz hava ile yüksek basınçlı püskürtme nozülünden fışkıran dizel yakıtı karışır; pistonun yukarı doğru hareketiyle hacim azalır, sıcaklık hızla artar ve dizel yakıtın tutuşması sağlanır. Dizel yakıt tutuştuğunda, yanma gazı karışımı yoğun bir şekilde ve hızlı bir şekilde genleşir ve pistonu aşağı doğru iter; buna ‘iş yapma’ denir. Silindir belirli bir güç sırasına göre çalışır; piston çubuğuna etki eden itme kuvveti, krank milinin dönmesini sağlayan tahrik gücüne dönüştürülür, böylece krank milinin dönmesi sağlanır. Fırçasız senkron AC jeneratör ve dizel motor krank mili eş eksenli olarak monte edilmiştir; dizel motorun tahrik ettiği jeneratör rotorunun dönüşünü kullanarak ‘elektromanyetik indüksiyon’ prensibinden yararlanılır; alternatörün ürettiği indüklenmiş elektromotif kuvvet, yük devresinin kapatılmasıyla akım üretebilir. Burada sadece jeneratör setinin en temel çalışma prensibi açıklanmaktadır. Kullanıma uygun, istikrarlı bir güç çıkışı elde etmek için ayrıca çeşitli dizel motor ve jeneratör kontrolleri, koruma cihazları ve devreler gereklidir.
3.2 Dizel jeneratör gruplarının yapısal analizi
Genel olarak, bir dizel jeneratör seti temel olarak dizel motor, jeneratör ve kontrol sisteminden oluşan üç parçadan oluşur. Dizel motorlar ve jeneratörler arasında iki bağlantı bulunur: biri esnek bağlantı için, yani iki parçanın birbirine kenetlenmesini sağlayan kaplin; diğeri ise sert bağlantı için, yüksek mukavemetli cıvatalarla çelik sac jeneratör ile dizel motor volan diski arasında bağlantı kurulur. Günümüzde piyasada kullanılan dizel jeneratörlerde, bazı dizel motorlar ve jeneratörler kurulumdan sonra rafın açık ucuna bağlanarak daha sert bir bağlantı sağlanır; ardından sıcaklık sensörleri gibi çeşitli sensörlerin koruyucu etkisiyle birleştirilerek, bu sensörler, motorun çalışmasını operatöre görsel olarak gösterir; ayrıca bu sensörler sayesinde bir üst sınır ayarlayabilirsiniz; sınıra ulaşıldığında veya aşıldığında kontrol sistemi ön alarm verir, bu durumda operatörün gerekli önlemleri almaması halinde sistem üniteyi otomatik olarak kapatır; dizel jeneratör setleri bu şekilde kendi kendini koruma mekanizmasını devreye sokar. Çeşitli sensörlerden gelen geri bildirimleri ve bilgileri değerlendirme, verileri görüntüleme ve gerçek koruma işlevini yerine getiren dizel jeneratör kontrol sistemidir; kontrol paneli genellikle jeneratörün üzerine monte edilir ve “sırt çantası tipi kontrol paneli” olarak bilinir. kontrol panelinin bağımsız bir kısmı ise kontrol odasına yerleştirilmiş olup, buna “ayrık kontrol paneli” denir; kontrol paneli, kablolar aracılığıyla jeneratörlere ve sensörlere bağlanır ve sırasıyla elektriksel parametreleri ile motor çalışma parametrelerini gösterir. Ayrıca, jeneratörlerin şasisi, kaplinleri, radyatörü, yakıt deposu ve bazılarının susturucu ile gövdesi bulunmaktadır.
4 rüzgâr türbini
Rüzgâr türbini, rüzgâr enerjisini makinelere güç sağlamak üzere mekanik işe dönüştürür; bu, rüzgâr değirmeni olarak da bilinir. Genel olarak ifade etmek gerekirse, bu sistemde güneş, çalışma ortamı olarak atmosferi ısıtmak için bir ısı kaynağı olarak kullanılır ve motorun çalışmasını sağlar. Güç, yatay eksenli rüzgar türbini kanatlarından yüksek hızlı dişli kutusu ve esnek kaplinli evrensel mil aracılığıyla jeneratör miline aktarılır; kaplin, iyi sönümleme ve titreşim emme özelliklerine sahip olmalı, radyal, eksenel ve ofset açısı emilim miktarının performansını sağlamalı ve aşırı yükü önlemek için mekanik cihazların kaplinini sağlamalıdır. Bir başka tür ise, fan motorundan geçmeden doğrudan motora bağlı olan doğrudan tahrikli dişli kutusu tipidir.