Jeneratör setinin alıştırılması

Jeneratör setinin alıştırılması
Jeneratör seti, mekanik enerjiyi veya diğer yenilenebilir enerji kaynaklarını elektrik enerjisine dönüştürme kapasitesine sahiptir. Genel olarak, genellikle buhar türbini jeneratörleri, türbinler 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 sağlama yeteneğine sahip olmanın yanı sıra bağımsız olarak çalışabilir; bölgesel elektrik şebekesiyle paralel çalışmaz, bu sayede şebeke kesintilerinden etkilenmez ve yüksek güvenilirlik sunar. 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 en önemli yüklerin bir kısmını karşılamak için kullanıldıklarından, bu tür projelerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Aşağıda, jeneratörlerin temel çalışma prensipleri ve yapısı hakkında genel bilgiler sunulmaktadır:
1. Türbin ve türbin jeneratör seti desteği. Yüksek verimlilik elde etmek amacıyla, genellikle yüksek hızlı türbinlerden oluşur; tipik olarak 3000 dev/dk (frekans 50 Hz) veya 3600 dev/dk (frekans 60 Hz). Nükleer santrallerdeki türbin hızı düşüktür, ancak yine de 1500 dev/dk veya daha fazladır. Yüksek hızlı türbin-jeneratörlerde, mekanik gerilme nedeniyle oluşan merkezkaç kuvvetini azaltmak ve rüzgar aşınmasını önlemek amacıyla genellikle nispeten küçük rotor çapı kullanılır; uzunluk ise nispeten fazladır, yani ince rotor kullanılır. Özellikle 3000 dev/dk veya daha yüksek devirde çalışan büyük kapasiteli yüksek hızlı ünitelerde, malzemenin mukavemeti ile rotor çapı arasındaki ilişki nedeniyle rotor çapı sıkı bir şekilde sınırlandırılır ve genellikle 1,2 metreden fazla olmaz. Rotor gövdesinin uzunluğu, kritik hız açısından sınırlandırılmıştır. Gövde uzunluğu çapın 6 katından fazla olduğunda, rotorun ikinci kritik hızı motorun çalışma hızına yaklaşır ve çalışırken büyük titreşimler meydana gelebilir. Bu nedenle, büyük yüksek hızlı turbo-jeneratör rotorlarının boyutları ciddi şekilde kısıtlanmıştır. Yaklaşık 100.000 kilovatlık hava soğutmalı motor rotorlarının boyutları sınırlarına ulaşmıştır; motor kapasitesini daha da artırmak için, yalnızca motorun elektromanyetik yükünü artırarak bu hedefe ulaşılabilir. Bu nedenle motor soğutmasını güçlendirmeliyiz. Dolayısıyla, 5 ila 10 milyon kW kapasiteli türbin jeneratörlerinde etkili bir soğutma için hidrojen soğutmalı veya su soğutmalı teknolojiler tercih edilmelidir. 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 tarafından tahrik edilen hidroelektrik üretim ünitesi. Hidroelektrik santrallerinin doğal koşulları farklı olduğundan, hidroelektrik üretim ünitesinin kapasitesi ve hızı büyük ölçüde değişiklik gösterir. Tipik olarak, küçük hidroelektrik santraller ve türbin tahrikli yüksek hızlı darbe tipi 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 gereklidir: motor parametrelerinin dikkatli bir şekilde seçilmesi gerekir; rotorun atalet momenti yüksek olmalıdır. Bu nedenle, hidro türbin-jeneratörün görünümü, rotor çapı ve kısa uzunluğu bakımından diğerlerinden farklıdır. Hidroelektrik ünite daha hızlı devreye girer ve net çalışma süresi daha kısadır; 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 kilovata ulaşmıştır.
3 adet dizel jeneratör seti
Dizel motorlu jeneratör setlerinin çalışması, dizelin enerjisini elektriğe dönüştürür; kullanım amaçlarına göre bu jeneratör setleri, kara tipi ve deniz tipi dizel jeneratör setleri olarak ikiye ayrılabilir.
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 itilmesiyle hacim azalır, sıcaklık hızla artar ve dizelin tutuşması gerçekleşir. Dizel yakıt tutuştuğunda, yanma gazı karışımı yoğun bir şekilde hacimsel olarak hızla 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 dönüşür ve böylece krank milini döndürür. Fırçasız senkron AC jeneratör ve dizel motor krank mili koaksiyel olarak monte edilmiştir; dizel motorun tahrik ettiği jeneratör rotorunun dönüşünü kullanarak, ‘elektromanyetik indüksiyon’ prensibinden yararlanılır; alternatörün ürettiği indüklenmiş elektromotor kuvveti, yük devresinin kapatılmasıyla akım üretebilir. Burada sadece jeneratör setinin en temel çalışma prensibi açıklanmaktadır. Kullanılabilir ve istikrarlı bir güç çıkışı elde edilebilmesi için, ayrıca bir dizi dizel motor ve jeneratör kontrolü, koruma cihazı ve devreleri de gereklidir.
3.2 Dizel jeneratör setinin yapısal analizi
Yaygın bir dizel jeneratör seti türü, esas olarak dizel motor, jeneratör ve kontrol sisteminden oluşan üç parçadan oluşur. Dizel motorlar ve jeneratör seti arasında iki bağlantı bulunur: bunlardan biri esnek bağlantı, yani iki parçanın birbirine kenetlenmesini sağlayan kaplin; ikincisi ise sabit bağlantı içindir; yüksek mukavemetli cıvatalarla çelik sac jeneratör ile dizel motor volan diski birbirine bağlanır. Günümüzde piyasada kullanılan dizel jeneratörlerde daha çok sabit bağlantı tercih edilmektedir; bazı dizel motorlar ve jeneratörler, montajdan sonra rafın açık ucuna bağlanır, ardından sıcaklık sensörleri gibi çeşitli sensörlerin koruyucu etkisiyle birleştirilir; bu sensörler, operatöre motorun çalışmasını görsel olarak gösterir; ayrıca bu sensörler sayesinde bir üst sınır belirleyebilirsiniz; sınıra ulaşıldığında veya aşıldığında kontrol sistemi ön alarm verir, bu durumda operatörün önlem almaması halinde sistem üniteyi otomatik olarak kapatır; bu şekilde kurulan dizel jeneratör seti, kendi kendini koruma işlevini yerine getirir. Çeşitli sensörlerden alınan geri bildirim ve bilgilerin işlenmesi, verilerin görüntülenmesi ve gerçek korumanın sağlanması, dizel jeneratör kontrol sisteminin görevidir. Kontrol paneli genellikle ünitelerin üzerine monte edilir ve “sırt çantası tipi kontrol paneli” olarak bilinir; ayrıca, kontrol odasına yerleştirilen ve “ayrık kontrol paneli” olarak adlandırılan bağımsız bir ekran da bulunmaktadır. Kontrol paneli, kablo ve sensör bağlantıları aracılığıyla jeneratör seti, dizel motorlar ve elektriksel parametreler ile ilgili çalışma parametrelerini gösterir. Ayrıca, jeneratörler şasi, kaplinler, radyatör, yakıt deposu ve bazıları susturucu ve gövde ile donatılmıştır.