ژنراتورها
امروز می خوایم در مورد ژنراتورها بگیم :
مقدمه :
منظور از حفاظت ژنراتور حفاظت خود ماشین در برابر خطا ها می باشد بنابراین هیچ فرق نمی کند که توان مکانیکی اعمالی به ژنراتور توسط کدام نوع نیروگاه ( بخار ــ گازی یا آبی ) تامین شود اما اثرات بعضی از خطاها در ژنراتور علاوه بر خود ماشین می تواند به قسمت هایی از خود نیروگاه نیز آسیب وارد کند به همین دلیل بعضی از خطاها که عموما خطای خارجی میباشند بسته به نوع نیروگاه اهمیت خاص می یابند برای مثال اثر خطای برگشت توان برای واحد های گازی هیچ اثر سویی برای ژنراتور و واحد نیروگاهی نخواهد داشت بلکه تنها مشکل مصرف توان بسیار زیاد می باشد در حالیکه همین خطا در صورت تداوم به مدت یک ساعت می تواند پایان عمر پره های مرحلۀ فشار کم توربین را رقم بزند ( اتفاقی که در نیروگاه سیکل ترکیبی نکا در زمان نصب و راه اندازی روی داد) همچنین خطای افزایش سرعت بسته به نوع نیروگاه می تواند اثرات متفاوتی بر روی آن واحد داشته باشد نکته دیگر که باید مورد توجه قرار گیرد اثرات متفاوت افزایش سرعت ماشین در ژنراتور های با تحریک دینامیک یا استاتیک می باشد.
در صورت وجود آلارم و یا تریپ واحد نیروگاهی در اثر عملکرد حفاظتی ژنراتور باید به نوع خطا بسیار توجه کرد زیرا وجود برخی خطا ها که حتی اگر فقط باعث آلارم شوند و به مرحله تریپ نیز نرسند الزام است که ژنراتور از شبکه جدا شود و مورد بررسی کامل قرار گیرد که همۀ خطا های داخلی ژنراتور را شامل می شود در حالیکه بعضی از خطاهای خارجی مثلا افزایش فرکانس حتی اگر باعث تریپ نیروگاه نیز بشود در صورت عدم مشکل شبکه بلافاصله می توان واحد را راه اندازی و با شبکه پارالل کرد .
همیشه در هنگام تجهیز یک ژنراتور و با هر وسیلۀ دیگر به سیستم های حفاظتی باید با هماهنگی کامل بین رله های محافظ توجه کرد و از عملکرد حفاظت اصلی در هنگام بروز خطا مطمئن شد . چون هنگام بروز خطا در هر قسمت از ماشین پارامتر های دیگری نیز تغییر می کند که ممکن است یک رله دیگر بر آن پارامتر در شرایط اصلی خود در نظر گرفته شده است پس باید تنظیمات رله اصلی همیشه از رله دومی که یک رله پشتیبان نیست و ممکن عمل کند سریعتر باشد . اساس عملکرد رله ها در این ژنراتور و در هر جای دیگر مقایسه کمیتی که باید مراقبش باشند با کمیت از پیش تعریف شده برای آنها است یعنی هر گاه مقدار اندازه گیری شده کمیت مورد نظر به مقدار تنظیم رله برسد رله بعد از زمان لازم سیگنال مر بوط به آلارم و تریپ را صادر می کند علاوه بر این اغلب رله ها شامل فیلتر می باشند که شرایط غیر متعارف ناشی از اثرات خازنی و یا هارمونیکی عملکرد آنها تاثیر نگذارد همچنین استفاده از یک سو ساز جهت اندازه گیری دقیق و تایمر جهت سنجش زمان نیز عضو جدای ناپذیر این رله است .
لزوم حفاظت ژنراتور :
ژنراتورها مهمترین و با ارزش ترین دستگاههای نیروگاهها و هسته اصلی سیستم های قدرتی هستند که انرژی مکانیکی را از طریق یک سیستم مغناطیسی به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند برای تبدیل انرژی اولیه به انرژی الکتریکی معادل به یک گردانندۀ اصلی نیاز است تا نیروی مکانیکی واسط را تامین کند که ساختمان این گردانندۀ اصلی بستگی به منبع انرژی بکار رفته دارد. در ژنراتور با قدرت زیاد و متوسط انرژی مکانیکی بوسیلۀ توربین های بخاری ، گازی و یا آبی تامین می شود و در ژنراتورهای با قدرت های کمتر در حدود چند صد کیلو ولت آمپر، به طور معمول توسط موتورهای دیزل تامین نیرو می شود. ظرفیت ژنراتورها در یک محدودۀ وسیعی از چندصد کیلوولت آمپر تا چندصد مگاولت آمپر تغییر می کند . واحدهای کوچک و متوسط معمولا به صورت مستقیم به شبکۀ توزیع وصل می شوند و واحدهای بزرگتر از طریق ترانسفورماتور افزاینده به شبکۀ انتقال مرتبط می شوند. که معمولا کلیدی بین ژنراتور و ترانسفورماتور افزاینده در نظر گرفته نمی شود لذا ژنراتور و ترانسفورماتور به عنوان یک واحد تلقی می شوند.
بخش های اساسی یک نیروگاه که نیازمند حفاظت الکتریکی هستند شامل سیم پیچ های ترانسفورماتور اصلی و واحد ( ترانسفورماتوری که مصرف داخل نیروگاه را تامین می کند )، سیم پیچ های استاتور ژنراتور، رتور به همراه سیم پیچ میدان آن، سیستمهای تحریک، گردانندۀ اصلی و سیستم های کمکی ذی ربط می باشند. در این سیستم پیچیده امکان بروز خطاهای مختلف وجود داشته که نیاز به تجهیزات حفاظتی گوناگون می باشد. تجهیزات حفاظتی مورد استفاده با درنظر گرفتن ملاحظات فنی و اقتصادی تعیین می شوند، این ملاحظات شامل ارزش ژنراتور و اهمیت آن از دیدگاه شبکه قدرت می باشد. هزینه های زیاد متناظر با ژنراتور و ترانسفورماتور واحدهای تولیدی ایجاد طرحهای حفاظتی مطمئن و سریع را ضروری ساخته است.
سیستم های حفاظتی باید قادر باشند خسارت ناشی از خطا و در نتیجه نیاز به جایگزینی تجهیزات را حداقل نمایند.
نقص داخل ژنراتور علاوه بر زیانی که خود ژنراتور وارد می کند، باعث قطع شدن قسمت بزرگی از انرژی نیروگاه نیز می گردد و در صورتیکه زیانهای وارده بر ژنراتور در اثر نداشتن وسایل حفاظتی صحیح، و قطع به موقع آن ازدیاد پیدا کند و گسترش یابد، ترمیم و تعمیر محل عیب دیده ممکن است مدتها به درازا کشد و بهره برداری از ژنراتور برای مدت زیادی متوقف گردد. در نتیجه مجبورا در تمام این مدت از ژنراتورهای دیگر بار بیشتری گرفته می شود تا کمبود برق شبکه جبران شود. اضافه بار در ژنراتورها علاوه براینکه ممکن است سبب خسارت دیدن آنها شود، باعث کم شدن طول عمر و دوام آنها نیز می گردد. لذا جهت جلوگیری از اینگونه زیانها، لازم است خطاهای داخل ژنراتور را پیش از توسعه شناخت و برطرف کرد.
وظیفه دستگاههای حفاظتی ژنراتور اینست که خطا را در همان مراحل ابتدایی پیدا کند، بسنجد و به اطلاع مسئولین امر برساند و درصورتیکه لازم باشد خود جهت قطع ژنراتور از شبکه و برداشت تحریک اقدام کند. این عمل باید چنان سریع و ماهرانه انجام شود که نقطۀ مصدوم و معیوب فرصت توسعه یافتن پیدا نکند.
دستگاههای حفاظتی ژنراتورهای با دور کم ( ژنراتورهای توربین آبی ) و با دور زیاد ( توربو ژنراتورها ) متفاوت نیستند. تنها تفاوت دستگاههای حفاظتی ژنراتورها در نوع اتصال ژنراتور ها به شبکه، « اتصال واحد» و « اتصال شین » می باشد.
اتصال واحد زمانی است که قدرت ژنراتور زیاد است و توسط ترانسفورماتور به خطوط انتقال وصل می شود ولی اتصال شین ژنراتور کوچک است و مستقیم به شبکۀ توزیع وصل می شود.
دوستان عزیز برای خواندن بحث زیبا در مورد ژنراتورها
حتما به ادامه مطلب بروید