Senkron Jeneratörler Nasıl Çalışır? |
2. Bölüm

Senkron jeneratörlerin tanımını, ne işe yaradığını ve özelliklerini bir önceki yazımda sizlerle paylaşmıştım. Bu yazımda; AA jeneratörlerin paralel çalışması, senkron jeneratörün frekans-güç karakteristiği ve kısa süreli çalışma faktörü hakkındaki bütün detayları sizlerle paylaşacağım. Ayrıntılar yazımızda.

A- A+

15.03.2015 tarihli yazı 11408 kez okunmuştur.

Günümüzde acil durum jeneratörlerinde kullanılan bir uygulamadan bahsedelim. Diğer jeneratörlerden bağımsız olarak sadece kendi yükünü besleyen jeneratörlere rastlayabiliriz. Normal şartlarda yaygın olarak yüklerin ihtiyaç duyduğu güç, birden fazla jeneratörün paralel bağlanmasıyla sağlanır. Peki biz senkron jeneratörleri niçin paralel olarak çalıştırıyoruz? Sistemin avantajı var mıdır? Varsa nedir? O zaman şu şekilde ifade edelim; Birden fazla jeneratör , tek jeneratörün besleyebileceği yüklerden daha fazla yükü besleyebilir. Başka bir açıdan bakarsak, birden fazla jeneratörün kullanılması güç sisteminin güvenliğini de arttırır. Güvenlikten kastım, yük üzerinde belirli bir güç birikimi olur ve jeneratör devre dışı kaldığı zaman bu güç birikimi aniden kaybolamaz. Sistemde sorun varsa , kontrollü olarak jeneratörlerden herhangi birini devre dışı bırakıp müdahale edebiliriz. Sistemde sadece tek bir jeneratör kullanılır ve o da tam yük değerine yakın bir değerde çalıştırılmazsa şu yorumu yapabiliriz; O jeneratör, verimli bir şekilde çalıştırılmamıştır.

►İlginizi Çekebilir:Anahtar Kaybolmasına Son

Paralel bağlamanın avantajlarından bahsettik fakat, paralel bağlama işlemi nasıl yapılır? Bu işlem için gerekli şartlar nelerdir ? Nelere dikkat etmemiz gerekir? Şimdi bundan bahsedelim. Yüke bağlı bir jeneratörün çıkışına, anahtarlar yardımıyla 2. Jeneratörümü bağlıyorum. Buradaki anahtarlar kapatıldığında sistem birbirine paralel bağlanmış olacak. Ama anahtarları kapatmadan önce yerine getirmemiz gereken bazı şartlar var. Bunlar;

►İki jeneratörün rms hat gerilimleri eşit olmalıdır.
►İki jeneratör aynı faz sırasına sahip olmalıdır.(İki jeneratördeki faz gerilimlerinin tepe değerlerinin aynı olması demektir.)
►Aynı isimli fazların faz açıları eşit olmalıdır.
►Devreye alınacak olan jeneratörün frekansı, paralel bağlanılacak sistemin frekansından biraz büyük olmalıdır. Jeneratörler paralel bağlandıklarında jeneratörlerin frekansları birbirine çok yakın olmazsa , büyük güçte geçici olaylar jeneratörler ortak frekansta kararlı hale geçinceye kadar meydana gelecektir. Yani, iki makinenin frekansları olabildiğince yakın tutulmalıdır. Burada dikkat ederseniz yakın diyorum. Yani frekanslar tam olarak eşit yapılamaz.

►İlginizi Çekebilir:Jeneratör Sektörü Hareketlendi

Şimdi bir paralel bağlama işlemini adım adım inceleyelim. Önce, voltmetreler ile paralel bağlanacak jeneratörlerin uyarma akımı ayarlanıp, paralel bağlanacak jeneratörün uç gerilimi, çalışan sistemin hat gerilimine eşitlenir. Sonra, paralel bağlanacak olan jeneratörün faz sırasıyla , çalışan sistemin faz sırası karşılaştırılır. Bu karşılaştırmayı farklı şekillerde yapabiliriz. Örneğin jeneratörlerin her birinin ucuna küçük bir asenkron motor bağlarız. Eğer motor her bağlantıda aynı yönde dönerse faz sırası her iki jeneratör için de aynı demektir. Eğer motor ters yönde dönüyorsa faz sırası farklıdır ve motor ters çevrilmelidir. Daha sonra, paralel bağlanacak jeneratörün frekansı, şebekenin frekansından biraz daha büyük bir değere ayarlanır. Bu işlem, frekanslar birbirine eşit oluncaya kadar frekansmetrenin izlenmesiyle gerçekleştirilir.

Burada önemli bir nokta var. Eğer , paralel bağlanacak jeneratörün bağlantıdan sonra jeneratör olarak çalışmasını istiyorsam frekansının, şebekenin frekansından biraz daha büyük olması gerekir. Aksi taktirde makine motor olarak çalışır.
Tüm jeneratörler mekanik bir güç kaynağı ile hareket ettirilir. Bu mekanik güç kaynağına tahrik sistemi adı verilir. Tahrik sisteminin en yaygın kullanılanları buhar tribünleridir. Bunun yanında dizel motorlar, gaz türbinleri, su türbinleri ve rüzgar türbinleri örnek verilebilir. Neredeyse tüm tahrik makineleri benzer tarzda davranış gösterir. Yani, tahrik makinesinden çekilen güç arttıkça hızı azalır. Fakat hızdaki azalma genelde doğrusal değildir.Bu durumu denklemle ifade edecek olursak;

►SD=[(Nnl-Nfl)/Nfl]x100%

Bu ifadede bulunan SD bir tahrik sistemindeki hız düşüşü, Nnl tahrik makinesinin boştaki hızı, Nfl tahrik makinesinin tam yükteki hızıdır. Makinenin hızı, elektriksel frekansla ilgilidir.

►Fe=(NmxP)/120

Senkron jeneratörün çıkış gücü de frekans ile ilişkilidir.Frekansla güç arasındaki bağıntı,

►P=Sp(Fnl-Fsys)

Bu denklemdeki P jeneratörün çıkış gücü, Fnl jeneratörün boşta çalışma frekansı, Fsys sistemin çalışma frekansı , Sp kW/Hz veya MW/Hz olarak eğrinin eğimidir.

►İlginizi Çekebilir:Elektrik Tesislerinde Jeneratör Sistemleri

Bir senkron jeneratörün sürekli durum çalışmasındaki en önemli sınırlama armatür ve alan sargılarının ısınmasıdır. Isınma limiti genellikle, jeneratörün manyetik ve mekanik olarak sağlayabildiği maksimum güçten çok daha düşük bir güç değerinde meydana gelir. Nominal güç üzerindeki güç sağlama yeteneği, motor yol alma ve benzeri geçici yük olayları esnasında ani güç yükselişlerini karşılamak için kullanılır. Bir makinenin dayanabildiği maksimum ısı değeri, sargılarının izolasyon sınıfına bağlıdır. Dört tane standart izolasyon sınıfı vardır. Bir makinenin daha yüksek izolasyon sınıfında olması , sargılarında aşırı ısınma olmadan daha büyük güçleri sağlayabilmesi demektir. Sargıların aşırı ısınması bir motor veya jeneratörde çok ciddi bir soruna işaret eder. Bu nedenle bir senkron makineye kesinlikle gerekmedikçe aşırı yükleme yapılmamalıdır.

KAYNAK
►Wikipedia
►Electric Motor Handbook