مقاله107-بررسی سيستم تحريك و راه انداز ژنراتورهاي نوع Ty 10546 100فهرست عنوان صفحه ژنراتور 2 ماشين سنكرون 4-3 دور نمائي از ژنراتور 4 استاتور 4 پوسته 5 سيم پيچ استاتور 6 روتور 7 بدنهء روتور 8 سيم پيچ خفه كننده 9 حلقه هاي جمع كننده 10-9 هوا كشها 10 سيستم خنك كننده 10 مسير هوا خنك كن در استاتور 11-10 مسير هوا خنك كن در روتور 11 فيلترهاي جبران كنندهء هوا 12-11 كولرها 12 ياتاقانها 13 روغن كاري 13 كنترل نظارت حرارتي توربين 13 رينگهاي لغزشي و نگهدارنده هاي زغالي 13 بهره برداري 14 بهره برداري كلّي 14 سيم پيچ استاتور 14 روتور 15 هسته استاتور 15 پايداري و تثبيت وضعيت 15 اختلاف انبساط سيم پيچ استاتور و هسته آن 15 لرزشها و ارتعاشات 16 راه اندازي ،بارگيري و تريپ 16 ملاحضات 16 پيش راه اندازي 17 اخطار 17 راه اندازي 18-17 دستور العمل هاي سنكرون شدن 18 بهره برداري به هنگام پارالل 19 تغيير در بار راكتيو 19 تريپ يا قطع مدار 19 تريپ نرمال 19 تنظيم اتوماتيك ولتاژ 20 تنظيم دستي ولتاژ 20 بهره برداري در فركانس بالا 20 بهره برداري در فركانس كم 20 خروج از حالت سنكرون 21 قطع ميدان تحريك 22 تريپ همزمان 22 تريپ ژنراتور 22 تريپ كليد اصلي ژنراتور 22 تريپ ترتيبي 22 تريپ دستي 23 برگشت اصلي وتريپ 23 برگشت دستي 23 حفاظت هاي ژنراتور 24-23 پلاك مشخصات ژنراتور 25-24 تصوير ژنراتور 26 بخش دوّم 27 مقدمه سيستم تحريك 29-28 تحليل سيستم تحريك 31-30 پل تريستوري 31 ولتاژ ،جريان نامي 32 مقادير نامي سيستم تحريك 33 مقادير نامي ترانس تحريك 34 فيوز ها 34 اسنابر 35 كروبار 35 مقاومت تخليه 36 حفاظت هاي كانورتر 36 فيوز 36 حفاظت ماكزيمم جريان لحظه اي 36 حفاظت اضافه جريان تأخيري 37 حفاظت جريان نامتعادل 38 قسمت كنترلي 40-39 كارت هاي سيستم 42-40 دياگرام تنظيم 42 فاز شيفتر و طراحي آن 43 آتش گيت تريستور ها 46-44 تست تريستور وزواياي آتش آن 47-46 ساختار نرم افزا ر 48-47 توابع رگولاتور 49-48 كنترل ريداندانت 49 پايانهء عيب يابي 50-49 نرم افزار پي سي ترم 51 فشرده اي از سيستم تحريك با شبكه 63-52 تصاوير سيستم تحريك 65-63 بخش سوّم 66 سيستم راه انداز 67 سيستم راه انداز نيروگا ه 69-68 معايب و مزايا 69 مشخّصات سيستم 69 بررسي قسمت هاي مختلف سيستم 74-70 شرح عملكرد كارت ها 81 -75 مشخصات ترانس سيستم راه انداز 82 نحوهء عملكرد وحلقهء اصلي كنترل در سيستم راه انداز 86-83 حفاظت هاي داخلي پانل 87 حفاظت هاي خارجي پانل 87 خطاي باس 89 تصاوير 94-90 منابع ومراجع 95
بخش اوّل
ژنراتور
ماشين سنكرون ماشين سنكرون سه فاز، ماشيني دوار است متشكل از يك استاتور سه فاز كه سيم پيچ شده است و در شكافهاي هسته با فواصل يكنواخت چيده شده كه مدار آرميچري ناميده ميشود.يك روتور با ميداني سيم پيچ كه در شكافهاي هسته توزيع شده و دريك مدار تك فاز قرار گرفته تحريك ناميده ميشود.استاتور و روتور بوسيله فضاي هوا (فرمينگ هو) از هم جدا ميشوند كه شكاف هوا ناميده ميشود. اصل كار براساس پديده اسنتاج الكترومغناطيسي مي باشد. جريان مستقيم كه در ميدان تحريك درجريان است، ميداني مغناطيسي ساكني را توليد ميكند. وقتي كه ميدان تحريك مي چرخد، حوزه مغناطيسي براي استاتور بعنوان يك حوزه مغناطيسي دوار ظاهر ميشود كه در سطح تغيير ميكند. با بيرون آمدن از قطبهاي روتور، جريان (فلو) مغناطيسي، درون دندانه هاي استاتور جريان مي يابد و مدار مغناطيسي بر روي يوغ استاتور بسته ميشود.
درحاليكه φ فلوي عبوري را نشان مي دهد.براي مصارف صنعتي ، تا جايي كه ممكن است ولتاژ بايد سينوسي شكل باشد.براين اساس، كارهاي ذيل انجام ميگيرد 1-توزيع سيم پيچ در شيارهاي بيشتري در قطب هر فاز2-.اتصال قسمت اكتيو هر كويل3- در مسيري كوتاهتر از هر قطب. تعداد قطبهاي يك ماشين سنكرون، براساس سرعت مكانيكي و فركانس الكتريكي در ماشيني كه آماده بهره برداري است تعيين ميگردد. سرعت سنكروني يك ماشين سنكرون، همان سرعت در ماشينهايي ميباشد كه بطور نرمال تحت شرايط يكنواخت و بالانس كار ميكنند و با اين فرمول داده ميشود :فرمول (1-2)
n = سرعت دور موتور در دقيقه f = فركانس الكتريكي در هرتز p = تعداد قطبها بنابراين ماشينهاي سنكرون توسط سرعت دواري (ريتينينگ) مشخص ميگردند كه وابسته به فركانس شبكه اي است، آنها به هم متصل مي باشند و عملا“ ثابت هستند، و سرعت سينكرونيزم ناميده ميشوند . دور نمائي از ژنراتور ژنراتور كه براساس قرارداد طراحي شده ، ماشيني است داراي سيستم خنك كننده هوا، با يك جفت قطب با روتور سيلندري ، كه تهويه آن بصورت مدار بسته توسط مبدلهاي حرارتي هوا به آب انجام ميگيرد كه در قسمت پائين پوسته استاتور جاي گرفته است. (شكل 1 را ببينيد). يك فرورفتگي كوچك به عمق تقريبي هزار ميليمتر مسير هواي خنك را كامل مينمايد. ژنراتور توسط روتور به توربين گازي V94.2 متصل شده است. استاتور:اجزاي اصلي استاتور عبارتند از :1)پوسته 2)ورقه هاي هسته شامل سيم پيچ اتصال قسمتهاي انعطاف پذير هسته استاتوردر پوسته
پوسته:پوسته كه از فولاد ساخته شده ، شيار افقي است كه در بالا و ته به دو نيمه مساوي تقسيم شده است. ورقه هاي هسته، اولين باندول ايجاد شده است كه در نيمه پائيني پوسته گذاشته ميشود و سپسنيمه بالايي با پيچ روي آن محكم ميگردد. هر دو قسمت ، نيروها را به فونداسيون انتقال ميدهند و جريان هواي خنك را هدايت ميكنند. براي اين منظور آخر، سرپوشهايي در انتهاي آنها بكار ميرود. سرپوش بيروني ، مدار جريان خنك ژنراتور را از اطراف جدا مي سازد، و سرپوش داخلي، محفظه ها را قبل و بعد از فن مجزا ميكند (يعني قبل از مكش و بعد از فشار)ورقه هاي هسته شامل تعداد نسبتا“ زيادي بسته هاي ورقه شده نازكي است كه بوسيله مسيرهاي تهويه شعاعي هوا، جدا شده اند و عرض اين كانالهاي عبور هوا بوسيله فاصله گذار يك قسمتي و نقاط جوشكاري شده به يك قسمت محافظ، معين ميگردند. هر ورقه هسته، شامل تلفات كم و غيرجهت دار
مي باشد كه اجزاي آن از الكتروپليت هايي كه پوشش سيليكون ساخته شده . اجزاي آنها از رولهاي ورقه فولادي هستند كه مارك دار و مشخص هستند. آنها دندانه دار هستند و طرفين اين ورقه ها با عايق وارينش پوشش داده شده اند كه عايق وارينش با مقاومت دماي خاصي، از رزين مصنوعي با مواد معدني ساخته شده است. در نتيجه ، مقاومت مابقي بالايي بين اجزاءنسبت به فرسودگي، بوجود مي آيد. هسته خودنگهدار، خارج از پوسته قرار دارد، زيگمنتها از يك سو لايه به لايه ديگر ، نيمه نيمه روي هم افتاده اند. اتصال كويلها در پشت هسته به دو منظور بكار رفته : آنها محل دقيق هر ورقه را و اتصال محكـــم به صفحه هاي پرس شده اي كه به انتهاي هر دو چسبيده شده اند را فراهم مي آورد. اين صفحه ها كه از آلياژ آلومينيوم آبكاري و سرد شده ساخته شده اند، با وجود آوردن يك پوشش خوب بين ورقه هاي انتهايي و انتهاي ميدان پراكندگي، باعث كم شدن تلفات مي شوند. (تلفات را در سطح كمي نگه مي دارند). اين صفحه هاي پرسي ، ندرتا“ شكلي به صورت بشقاب دارند و به شكل موثري مانند واشرهاي بزرگ عمل ميكنند. پرس انگشتي هايي كه بين صفحه پرس و انتهاي صفحــــه جاي داده شده اند، فشار اعمال شده را بوسيله صفحه پرس به هسته و خصوصا“ به دندانه هاي صفحه انتقال مي دهند. اتصال قسمتهاي انعطاف پذير ورقه هاي هسته:ورقه هاي هسته در پوسته بصورت فنري مونتاژ شده اند. در چنين حالتي ، بيشتر از لرزشهاي هسته به فونداسيون فرستاده نمي شود. بنابراين با بكارگيري دو نقطه آويزان (معلق) هدايت و مستهلك ميشود. سيم پيچ استاتور سيم پيچ استاتور، متشكل است از سه فاز، دو قطب، نوع رويهم و گام كوتاه.كويلها متشكل هستند از تعدادي استرند (كنداكتور) مسي توپر (جامد). هريك از اين استرندها يا پيچكها توسط دو لايه داكرون اپوكسي و فيبرهاي شيشه اي عايق بندي شده اند. يك دسته از استرندها (كه كويل را تشكيل ميدهد)، بر طبق روش روبل (ترانسپوزه) براي كاهش تلفات جريان چرخشي ، بهم پيچانده شده اند. عايق اصلي سيم پيچ استاتور تشكيل شده از نوار كاغذ ميكا كه روي آن از يك لايه فيبر شيشه كه از قبل با رزين اپوكسي خورانده شده، تشكيل شده است. اين نوار، بدور يكدسته از استرندها (كويل) پيچانده شده تا عايقي يكدست و يكنواخت را در طول شيارها و سوراخهاي انتهاي آنها ، ارائه دهد. حبابهاي حبس شده هوا كه در خلال نواربندي وارد كويلها شده اند توسط جريان گردشي وكيوم بيرون كشيده ميشوند، و بعد با فشار و گرما براي پوليمرايز كردن رزين ها روبرو ميشوند. در آخر ، سطح با نوار هادي كامل ميشود كه داراي ويژگيهاي متفاوتي است در قيمت شيار و در پيشاني كويل، تا حفاظت كرونا مناس و درجه بندي بدست آيد.
همچنين عايق بكار رفته شده دراين سيستم كلاس اف( f) مي باشد و تحت شرايط بهره برداري ، عايق از خواص پايداري طولاني مدت الكتريكي و مكانيكي قابل توجهي برخورد است. بدنبال جاسازي آنها درون شيارهاي استاتور، كويلها بوسيله پكيرهايموجي سمت هادي ، مسدود ميشوند، بين ته و بالاي كويلها ، جداكننده اي جاسازي شده كه در جايگاهي مطمئن ، سنسور جهت سنس نمودن درجه حرارت قرار گرفته است. با درميان قرار دادن نوارهاي فنري موج دار شعاعي، گوه ها ، كويلها را درون شيارها مي بندند. اين مواردآخريك نوار موج دار فنري تشكيل ميدهد كه باعث محكم نگهداشتن كويلها در شيارها ميشود. سپس كويلها بوسيله جوشكاري خاصي ( كه بريزينگ ناميده ميشود) به يكديگر متصل ميشوند و با درپوشهايي كه با خمير عايق پرشده اند، عايق بندي ميشوند. اتصال بين گروههاي كويل توسط كويلهاي مسي عايق شده با همان سيستم عايق كردن يك كويل ، صورت ميگيرد. ترمينالها از كويلهاي مسي مربع شكلي (چهارگوش) هستند، با سوراخهايي براي بستن كابل (يا فلكسيبل) . سيستم عايق بندي كردن، خاصيت داي الكتريك قابل توجهي و حرارت خوبي به سيم پيچ ميدهد. دارا بودن اين مشخصات ، عمر زيادي را براي سيم پيچ گارانتي ميكند. كليه متريالهاي استفاده شده در استاتور، از عايق كلاس F مي باشند كه داراي خاصيت شعله نگير و خود خاموش كن هستند. روتور اجزاي اصلي روتور عبارتند از : 1-بدنه روتور 2- سيم پيچ روتور 3-سيم پيچ خفه كننده (تضعيف كننده) 4-حلقه هاي جمع كننده (ريتينينگ رينگ) 5- هواكش ها (فن ها)
بدنه روتور: از يك فولاد يكپارچه با آلياژ مرغوب درست شده است و با چكهاي لازم و زيادي كه در هنگام ساخت توسط شركت آنسالدو(طراح و سازنده نيروگاه) انجام ميگيرد، خواص مغناطيسي ، شيميائي و مكانيكي اين قسمت مهم ماشين (بدنه) معين ميگردد. اتصال با توربين، انجام شده است بوسيله ، يك آلياژ يكپارچه كه در انتهاي شافت قرار گرفته. جهت جاسازي سيم پيچ در بدنه روتور، شيارهاي مربع شكلي داخل بدنه روتور براي سيم پيچها مهيا شده است. انتهاي شافت يك منفذ محوري هم مركز دارد كه تا بدنه روتور امتداد مي يابد و با دو سوراخ جهت اتصال جريان تحريك همراه است. سيم پيچ روتور: داراي يك مسير مستقيم خنك كننده است. كه شامل كنداكتورهاي توخالي و چهارگوشي است كه از آلياژ مس با 1/0 درصد نقره براي افزايش توان حرارتي ساخته شده اند. بالا رفتن حرارت هنگام بهره برداري ، باعث انبساط سيم پيچ روتور، بطور متقارن از وسط به طرف انتها به سمت بيرون ميشود. كولينگ محوري، در افزايش درجه حرارت در مسيرهاي شعاعي درون يك كويل، تفاوتهاي اندكي را متضمن ميشود به همين دليل هيچ حركتي از كنداكتور تحت شرايط ثابت و پايدار يا ناپايدار و گذرا اتفاق نمي افتد. ساختار كل بدنه (مس + عايق) طوري طراحي شده كه تمامي شيارها بعنوان يك واحد ، پرشده و گسترش پيدا ميكنند و درمقابل گوه ، مي لغزند كه اين لغزش با ضريب اصطكاكي پائيني صورت مي پذيرد. اين عمل به لرزش تحت شرايط بارگيري و بدون بار منتهي ميشود. يك لايه به شكل u كه از ورق پلي آميد درست شده است درشيار بعنوان عايق بكار ميرود، عايق سيم پيچ در انتهاي سيم پيچ ، از همان متريال ساخته شده است.در شيار از پارچه فايبر گلاسي كه با رزين اپوكسي دار اشباع شده ، استفاده ميشود. در انتهاي فاصله گذار سيم پيچ ، تكه هايي از پارچه فايبر گلاس كه با رزين
اپوكسي اشباع شده ، استفاده ميشود تا كويلها را دقيقا“ با توجه به هريك در جاي خود قرار دهد و مسير هواي خنك را مشخص كند. همه متريالهاي عايقي بكار رفته در روتور از عايق كلاس F مي باشند كه همه شعله نگير و خودخاموش كن هستند.گوه ها كه زبانه اي شكل هستند از آلياژ مس ، نيكل با قابليت هدايت بالايي ساخته شده اند و براي مسدود كردن شيارها مورد استفاده قرار ميگيرند، همچنين اين گوه ها بخشي از سيم پيچ خفه كننده ( دمپر) هستند، كه در قسمت بعد توضيح داده شد سيم پيچ خفه كننده: كار فراهم نمودن يك مسير مقاومت پائين است براي جريانهايي كه بوسيله ميدان دوار مربوط به روتور، بوجود مي آيند و بدينوسيله باعث جذب جريان مخرب به هنگام ايجاد اتصال كوتاه ميشود. سيم پيچ خفه كننده بوسيله گوه هاي شيار سيم پيچ، شكل گرفته اند كه از آلياژ مس، نيكل با قابليت هدايت خوبي ساخته شده اند و هر تكه به تنهايي بدون قطع شدن ، در امتداد طول روتور ميباشد. (درطور روتور بطور يكپارچه بهم متصل هستند). درمحل استقرار حقله هاي جمع كننده ، نيروي گريز از مركز آنها را به يكديگر مي چسباند تا يك قفس خفه كننده كامل تشكيل شود. سيم پيچ خفه كننده براي محافظت از جريانات ميدانهاي معكوس مناسب ميباشد. حلقه هاي جمع كننده: روتور كه از فولاد غيرمعناطيسي چدن، باكيفيت بالا ساخته شده اند، انتهاي سيم پيچ را درجاي خود بطور محكم نگه ميدارند و آنها را از تغيير شكل پيدا كردن ناشي از نيروهاي گريز از مركز محافظت ميكند. حلقه هاي جمع كننده روي بدنه روتور در يك حالت معلق، ناشي از عمليات حرارتي منقبض و جمع شده اند. آنها درمحور روتور قرار گرفته اند كه بوسيله سيم نيزه اي بر روي دندانه ها قفل شده اند .بدليل معلق بودنشان ، هيچ نيروي ناشي از انبساط حرارتي و سيم پيچها نمي تواند به شافت انتقال
يابد. در نتيجه اين كار ، لرزش روتور از درجه حرارت سيم پيچ تبعيت نمي كند. متريال حقله هاي جمع كننده درمقابل خوردگي و شكنندگي مقاوم هستند. حلقه هاي جمع كننده ، اجزايي از ژنراتور هستند كه بيشترين فشار به آنها وارد ميشود، بهمين منظور بوسيله شركت سازنده ژنراتور و كارخانه آنسالدو تست هاي متعددي انجام ميگيرد تا مطمئن شوند كه خواص آنها با مشخصاتشان مطابقت دارند. هواكشها: در طرفين شافت هواكشهايي وجود دارد كه قسمت مياني هواكش روي سطح شافت جمع (براساس حرارت) شده است. پره هاي هواكش (فين) از آلياژ آلومينيوم سخت ساخته شده ، زاويه هاي آنها براي سرعت چرخشي مناسب است و از طريق پيچ به محل اتصال هواكش ، متصل ميگردد و جريان هوا را مطلوب مي سازد. سيستم خنك كننده: دو هواكش محوري كه با چرخش روتور به حركت در مي آيند هواي سيستم خنك كننده را تامين ميكنند. دو مسير پارالل هواي خنك وجود دارد كه هر مدار بوسيله يكي از هواكشهاي محوري تغذيه ميشود. اين مدارهاي خنك كننده هوا ، از وسط ژنراتور قرينه هستند. مسير هوا خنك كن در استاتور: براي هر نيمه ژنراتور، چهار محفظه تهويه وجود دارد. يك قسمت هواي خنك مستيقما“ بدرون شكاف موا بين روتور و استاتور فرستاده ميشود، دراينجا به هواي خنكي كه از انتهاي سيم پيچ روتور بيرون مي آيد ملحق ميشود، با يكديگر از قسمت شكاف هوا عبور ميكنند از داخل مسيرهاي شعاعي در ورقه هاي هسته، و به اولين محفظه پوسته وارد ميشود، از آن نقطه هواي گرم به سوي كولرها جريان پيدا ميكند و به طرف فن (هواكش) برميگردد. قسمت ديگر از درون انتهاي سيم پيچ (پيشاني سيم پيچ) استاتور به طرف خارج جريان مي يابد، ازخلال كانالهاي محوري عبور ميكند و وارد دومين محفظه پوسته ميگردد. درآن نقطه به طرف داخل از طريق مسيرهاي شعاعي درورقه هاي هسته، جريان مي يابد، وارد شكاف هوا ميشود و به
طرف بالا ميرود. يك قسمت به طرف خارج از خلال مسيرهاي شعاعي عبور ميكند و وارد محفظه شماره 1 پوسته ميگردد. قسمت ديگر به طرف مركز ماشين جريان مي يابد جايي كه به هواي خنك روتور ملحق ميگردد. يك قسمتت هوا از دومين محفظه پوسته ، از طريق كانالهاي محوري، به طرف چهارمين محفظه پوسته هدايت ميشود و از آن نقطه در يك سمت شعاعي به طرف شكاف هوا جريان پيدا ميكند درجايي كه با هواي خنك روتور درهم ادغام (ميكس) ميگردند.هواي خنك از محفظه دوم و چهارم پوسته جريان مي يابد و هواي خنك روتور از خلال مسيرهاي شعاعي بطرف محفظه سوم پوسته بيرون مي آيد. از آن نقطه هواي گرم از طريق كولرها به عقب جريان مي يابد و سپس به طرف فن (هواكش) باز ميگردد. مسير هواي خنك درروتور: مسير هواي خنك درروتور ، بواسطه چرخش روتور بوجود مي آيد. مجريا خروج هوا از مجراي ورود، شعاع بزرگتري دارد، به همين دليل فشار لازم براي توليد جريان هوا را بوجود مي آورد. هواي خنك بين شافت و رينگ مركزي (حلقه مركزي) وارد روتور ميشود و به داخل محفظه انتهاي سيم پيچ (پيشاني سيم پيچ) جريان مي يابد. در مجراي ورود به سمت شيارها ، هوا به درون كنداكتورها وارد ميشود و آنجا بدو قسمت جريان پيدا ميكند. يك قسمت بدرون كنداكتورها در شيارها ، جريان مي يابد و به مركز روتور ميرسد. درآنجا بيرون مي آيد و از طريق سوراخهاي شعاعي شياربندي نشده در كنداكتورها و شكافهاي منتهي به گوه ها به شكاف هوا ميرسد. دومين قسمت درون كنداكتورها در انتهاي سيم پيچ (پيشاني سيم پيچ) جريان مي يابد به محورهاي قطبها ميرسد، از كنداكتورها ميگذرد و از طريق شيارهاي كوتاه در انتهاي بدنه روتور به طرف شكاف هوا بيرون مي آيد فيلتر هاي جبران كننده هوا در سيستم خنك كننده بسته ، كه توسط فن هاي طرفين روتور بوجود آمده است، نشتي هوا به بيرون اجتناب ناپذير است. در انتهاي نواحي، جايي كه فشار مضاعف غالب ميشود هوا ميتواند به طرف بيرون نشت پيدا كند. (درجهت فشار فن). در نواحي، جايي كه وكيوم غالب ميشود هوا ميتواند به طرف داخل
كشيده شود( درجهت مكش فن) . بهرحال نبايد بخاطر جابجايي هوا، مسير هوا از طريق درزها و تركها وارد ژنراتور شود، ورودي هواي جبراني بداخل ژنراتور، بايد كنترل گردد از طريق دريچه هاي بخصوصي كه به اين منظور فراهم آمده اند. اين دريچه ها در نواحي ساخته شده اند كه داراي (مينيمم) حداقل فشار ثابت مي باشد، بطور مثال در نواحي كه هوا سريعا“ به طرف فن جريان پيدا ميكند. بمنظور جلوگيري از واردشدن هوا به ژنراتور در زمان جابجايي هوا، دريچه هاي هوا به فيلترهاي مجهز شده اند كه به كاورهاي بيروني متصل شده اند. در بازديدهاي دوره اي تعميرات، فيلترها بايد تميز شوند و يا بيرون آورده شده و تعويض گردند. كولرها: مبدلهاي حرارتي از نوع سطح ميباشند كه براي خنك كردن هوا، در پشت ژنراتور قرا رگرفته اند، در كولرها آب، هواي گرم شده را خنك مينمايد. كولرها شامل چهار المنت (عنصر) هستند، آنها در قسمت پائيني پوسته بطور افقي قرار گرفته اند و جريان آب و هوا در كولر بصورت پارالل مي باشد. هر المنت از تعداد نسبتا“ زيادي لوله هاي راست تشكيل شده كه بمنظور تبادل حرارتي، در سطح مجهز به فين هايي (سيمهاي نازك) در سطح خارجي ميباشند.آب خنك درون لوله ها جريان مي يابد و هواي ژنراتور توسط آب از طريق سطح بيروني خنك ميشود. هر دو طرف لوله ها، در محفظه هاي آب محكم شده اند. محفظه هاي آب بدو بخش ورودي آب و خروجي آب تقسيم شده است. كه دريك جهت متقابل نسببت به جريان هوا قرار گرفته است. ياتاقانها: در قسمت انتهايي هر ژنراتور، يك پايه ياتاقان جوشكاري شده وجود دارد. پوششهاي ياتاقان كه از نوع پاكتي مي باشند و بطور افقي به دو نيمه شده اند، روتور را محافظت ميكنند. وقتي روتور مي‌چرخد، يك فيلم روغني كه توسط فشار هيدروليك (موتور پمپ) تامين مشود با روتورها را مهار ميكند و ياتاقان را از سابيدگي محافظت مينمايد. فواصل ياتاقانهاي نوع ژورنال طوري قرار گرفته اند كه حداقل قابليت اطمينان بهره برداري را در فضاي كم و افت اصطكاك پائين ارائه دهند. ديوارهاي ياتاقان از فولاد ساخته
شده اند كه سطح داخل آنها با يك آلياژ فلز سفيد سيار بندي شده است. جهت مركزيابي ياتاقان از چهار صفحه تبديل كه بدور محيط ياتاقان هستند استفاده ميگردد، رينگ ياتاقان در مكان خود توسط درپوش ياتاقان نگه داشته ميشود. بمنظور اجتناب از ورود روغن به ماشين، ياتاقانه از پوسته استاتور جدا هستند و بوسيله دو لايه آب بندي از نوع لايبرنيت آب بندي ميشوند.براي جلوگيري از عبور جريان شافت به داخل ياتاقانها، ياتاقان روي پايه غيرمتحرك، دو لايه عايق دارد كه اين دو لايه عايق متشكل است از صفحه تبديلهايي كه متريال عايق بندي دارند و يك لايه بين ياتاپان و رينگ ياتاقان قرار گرفته است. روغن كاري :از درون سوراخهايي در محفظه ياتاقان و روزنه ورودي جانبي، روغن وارد ياتاقان ميشود. از روزنه ورودي روغن، روغن عبور ميكند و به ورودي روغن ديواره ياتاقان ميرسد. به هر دوسطح خارجي، روغن خارج از ياتاقان ، بر كل محيط شافت جريان مي يابد. كنترل نظارت حرارتي توربين: درجه حرارت فلز ياتاقان، معيار مناسبي براي نظارت و كنترل كردن بر طرز عمل صحيح ياتاقان. با استفاده از عناصر اندازه گيري دما، درجه حرارت در نيمه پائين محفظه ياتاقان اندازه گيري ميشود. با افزايش درجه حرارت ، سيگنال آلارم و تريپ توربين انجام ميگيرد. رينگهاي لغزشي و نگهدارنده هاي ذغالي : رينگهاي لغزشي و نگهدارنده هاي ذغالي ، جريان تحريك را از سيستم ساكن و ثابت تحريك به سيم پيچ ميدان چرخشي انتقال ميدهند. رينگهاي لغزشي شياردار هستند و در قسمت انتهاي غيرمتحرك روي يك شافت قرار گرفته اند، يك لايه عايق در شافت تعبيه شده و رينگهاي لغزشي درون آن براي قفــــل كردن آنها درمكان خودشان متصل شده اند. نگهدارنده هاي ذغالي با پوسته با يكديگر بر روي يك صفحه مونتاژ شده اند. ذغال و رينگهاي لغزشي را ميتواد از درون پنجره هايي در محفظه مشاهده نمود. ذغالها از گرافيت طبيعي ساخته شده اند و بدون وسايل اتصال هستند (به چيزي متصل نيستند) و نيازي به روغنكاري ندارند
و دركف در نگهدارنده هاي ذغالي فنري مارپيچي شكلي كه فشار يكنواختي را در سراسر نواحي سابديه شده توليد ميكند، نشانده شده اند. ذغالها را ميتوان هنگام بهره برداري بيرون آورد و تعويض كرد. بمنظور سهولت ، نگهدارنده هاي ذغالي روي دستگاهي با وسيله اتصال دو شاخه اي مونتاژ شده اند. اتصالاتي روي پايه هاي (راكر) ذغالي طراحي شده به شيوه اي كه خاصيت قطبي آنها را ميتوان معكوس كرد كه نتيجه معكوس نمودن اين است كه سابيدگي رينگهاي لغزشي غيريكنواخت و نامتناسب نباشد.جهت تهويه و خنك سازي پوسته رينگهاي لغزشي ، يك هواكش شعاعي تعبيه شده كه در مداري باز با مكش هوا از زير، به طرف فيلترهاي يك طبقه اي پارچه اي ، بر روي شافت عمل ميكند دراين حالت هوا در بالا تخليه شده . فيلترها تصفيه موثر براي گرفتن مقدار گردو خاك و آلودگي هاي شيميائي و يا عوامل محيطي كه ممكن است در شرايط سايت در هوا وجود داشته باشند را فراهم ميكند، اختلاف فشار باعث اتصال سويچ و مونيتور ميگردد. زمانيكه كليدهاي قطع و وصل اختلاف فشار عمل ميكند و همچنين هنگام بازديدهاي دوره اي تعميرات، فيلترها مورد بازرسي قرار ميگيرد. بهره برداري اين دستورالعملها براي توربوژنراتورهايي كه بكار ميروند كه بوسيله هوا خنك ميشوند (مثلا“ هسته استاتور، سيم پيچ استاتور، سيم پيچ روتوركه همگي بوسيله هوا خنك ميشوند) وشرايط نرمال بهره برداري را تشريح ميكنند و نقشه راهنماي اصلي را به هنگام راه اندازي يا تريپ واحد ارائه ميدهند آنطور كه از وضعيت غيرنرمال و زيان آور براي راه اندازي اجتناب شود. بهره برداري كلي براي بهره برداري صحيح از توربوژنراتور، كاملا“ ضروري است كه از ژنراتور براي بهره برداري در محدوده هاي نمودار بارگيري قدرت استفاده كنيم زيرا پارامترهاي معيني بايد طبق وضعيتهاي ذيل بكار گرفته شود.
سيم پيچ استاتور : ظرفين بارگيري سيم پيچ استاتور، براساس حداكثر درجه حرارت مجاز از عايق سيم پيچ تعيين ميگردد. سيم پيچ روتور بهره برداري با ضريب قدرت كمتر از اسمي در محدوده تحريك زياد بوسيله درجه حرارت سيم پيچ روتور محدود ميگردد. ژنراتور با قدرت ظاهري اسمي نمي تواند راه اندازي شود. هسته استاتور بهره برداري در محدوده زير تحريك، بوسيله ازدياد حرارت در هسته و ورقه هاي فشرده محدود ميگردد. پايداري و تثبيت وضعيت در محدوده زير تحريك، در شرايط بهره برداري درمقابل با ضريب قدرت پيشدر محدوده زير تحريك، در شرايط بهره برداري درمقابل با ضريب قدرت پيش فاز، قدرت بارگيري ژنراتور نه فقط بوسيله تنش حرارتي در قسمتهاي انتهايي هسته استاتور محدود ميشود بلكه پايداري و تثبيت وضعيت براي اجتناب از خطر شل شدن طبقه اي مورد توجه قرار ميگيرد. اختلاف انبساط سيم پيچ استاتور – هسته استاتور: قابليت بارگيري سيم پيچ استاتور ، همچنين بوسيله اختلاف انبساط سيم پيچ دور كويلها و هسته محدود ميشود. اين عامل خصوصا“ براي ازدياد هسته مهم مي باشد. اختلاف انبساط تابع حرارت است. در هنگام تغيير بار حرارت سيم و پيچ سريعتر از هسته مغناطيسي تغيير ميكند اگر ژنراتور دورن محدوده هايي كه توسط كارخانه سازنده اظهار شده ، بهره برداري گردد، افزايش حرارت مطمئنا“ بر ژنراتور تاثير نمي گذارد و باعث صدمه زدن به آن نمي شود.
لرزشها و ارتعاشات: لرزشها بايد اندازه گيري و نشان داده شوند. لرزشها ميتوانند ناشي از خارج شدن شافت از الايمنت (تعادل) باشند، توزيع غيريكنواخت درجه حرارت در خود شافت از دلايل لرزش است. لرزش شافت (نسبت به ياتاقانها يا مطلق) در زمان بهره برداري بايد در محدوده پائين نگه داشته شود. اين احتمال هست كه توربوژنراتورهايي كه براي مدت زماني طولاني در سطح زيادي لرزش دارند، به تعميرات بيشتري نياز داشته باشند. راه اندازي، بارگيري و تريپ پروسه راه اندازي، بارگيري و تريپ از سيستم منطقي (ايستگاه كنترل) فرمان ميگيرد كه همه تجهيزات مولد توربين را كنترل ميكند. ملاحضات: شيوه هاي ذيل براي راه اندازي و تريب ژنراتور، براي پوشش دادن به همه جزئيات يا تغييرات در پروسه هاي راه اندازي و متوقف سازي طرح نشده اند. تغييرات بسياري ميشود دراين پروسه ها بنا به اقتضاي احتياجات خاص توسط اپراتورهاي خاص انجام گيرد. پيش از راه اندازي: كليه تجهيزات حفاظت و اندازه گيري و اينستورمنتها بايد قبل از بكارگرفتن در سرويس و راه اندازي تائيد و كاليبره شوند. تمام سيستمهاي كمكي ژنراتور، قبل از اينكه در سرويس قرار بگيرند بايد چك و كنترل شوند تا بعد از به اثبات رسيدن قابليت كاركردشان ، در سرويس به كارانداخته شوند.
اخطار:در تمام طول مدتي كه بهره برداري انجام نميگيرد، وسايلي كه براي محافظت از كندانسه شدن (تراكم) رطوبت در داخل ژنراتور قرار گرفته اند، بايد روشن نگه داشته شوند. اگر براي مدت زماني خاموش شوند يا آخرين واحد بيش از پنج روز تريپ باشد يا مكش هواي محيط و رطوبت زياد باشد، ضروري است كه قبل از دوباره تحريك شدن ماشين ، شاخص قطبي شدن و مقاومت عايق سيم پيجها اندازه گيري شود ويا حداقل اندازه هاي داده شده توسط سازنده مقايسه گردد. ميزان اندازه گيري شده بايد از حد نورم پائين تر باشد، سيم پيچها بايد خشك باشند تا اندازه قابل قبول بدست آيد. براي اهداف راه اندازي ،جدأ توصيه ميگردد كه از مود اتومات سيستم تنظيم ولتاژ استفاده گردد. در واقع سيستم تنظيم ولتاژ با يك سيستم كنترل منطقي طراحي شده كه بطور اتوماتيك ولتاژ ژنراتور را از صفر تا اندازه دلخواه مي آورد بدون اينكه دخالت خارجي توسط اپراتور صورت گيرد. تا زمانيكه به اين طريقه بهره برداري، حفاظت روي ژنراتور بطور مثال v/f وجود نداشته باشد (درمدار نباشند) ، از تنظيم ولتاژ بصورت دستي اجتناب كنيد و اپراتور مي تواند با تقويت روي سيگنال اصلي ولتاژ ، از حدود مجاز بعضي پارامترهاي راه اندازي فراتر رود. راه اندازي: 1- ببينيد كه همه اتصالات مداري سيم پيچ ژنراتور با هر مصرفي باز باشد و همچنين هيچ ولتاژي روي سيم پيچ روتور اعمال نشده باشد. 2- با دستورالعمل مشخص شده براي توربين، سرعت توربين ژنراتور را به دور اسمي برسانيد. در زمان راه اندازي توربوژنراتور پس از گذراندن دوره تريپ ابتدا بايد توربوژنراتور با دور متوسط چرخانده شوند براي مدت مشخصي قبل از رسيدن به دور نامي، بمنظور جلوگيري از انبساط و انحناي موقتي شاقت در روتور، اين زمان براي رسيدن به پارامترهاي نامي توربين است. 3- با وصل كليد تحريك ، سيستم تحريك برق دار ميشود و با وصل كليد سيستم تنظيم ولتاژ ، از محلي كه تغذيه سيستم تحريك پيش بيني شده ، ولتاژ ژنراتور به اندازه هاي تنظيم شده ميرسد. ولتاژ تحريك بطور نرمال نبايد تا 98 درصد سرعت اسمي يا بالاتر از آن برسد. 4- دراين زمان ژنراتور با سيستم خارجي سنكرون ميشود، و با عمل كردن سيگنال اصلي ولتاژ ژنراتور تنظيم ميشود. وقتي واحد درحال سنكرون شدن است ولتاژ ژنراتور با ولتاژ سيستم بايد منطبق و يكسان شود با تولرانس +/-5 و بهنگام بستن كليد زاويه اختلاف فاز نبايد از ده درجه الكتريكي فراتر رود. 5- اگرماشين، تنها ماشين بهره برداري روي يك سيستم است، ژنراتور را با سيستم سنكرون كنيد يا بارهاي روي ژنراتور را اتصال دهيد. هنگاميكه ژنراتور با سيستم شبكه سنكردن ميشود، براي حداقل نمودن كاركرد ژنراتور، بايد نكاتي مورد توجه قرار گيرد مثل صحيح منطبق كردن (مچ كردن) ولتاژ سيستمها ، فركانس و اختلاف فاز با يكديگر، بطوريكه اختلاف ولتاژ شبكه و ژنراتور، اختلاف زاويه فاز ژنراتور و شبكه واختلاف فركانس ژنراتور و شبكه ،حداقل اختلاف را با هم داشته باشند. 6- تنظيم سيستم كنترل توربين جهت تنظيم دور و براي تغيير بار و قطع بار امري بسيار ضروري است. با تنظيم و تغيير ولتاژ ژنراتور ميتوان بار راكتيو موردنظر را بدست آورد. دستورالعملهاي سنكرون شدناختلاف ولتاژ ژنراتور با شبكه 5%£ اختلاف فاز زاويه ژنراتور با شبكه (الكتريكي) 10 ° el.£ اختلاف فركانس ژنراتور با شبكه 0.5 %£
بهره برداري به هنگام پارالل : در بهره برداري به هنگام پارالل ، بار اكتيو توسط گاورنر تعيين ميگردد. تحريك هيچ تاثيري بر بار اكتيو ندارد و فقط شرايط بار راكتيو ژنراتور را ، تعيين ميكند. تغيير در بار راكتيو: قابليت واحد توربورژنراتور براي دنبال كردن تغييراتي در بار اكتيو، كه توسط مصرف كننده يا شبكه ايجاد ميشود، فقط به سرعت تنظيم توربين و كنترل تجهيزاتش بستگي دارد. بهره برداري با شبكه ايزوله: بار ماشين توسط مصرف كننده، مستقيما“ مصرف ميگردد. فركانس بوسيله گاورنر توربين كنترل ميگردد. تريپ يا قطع مدار: مثل راه اندازي ماشين، تريپ ماشين هم به احتياجات توربين بستگي دارد. غالبا“ راه اندازي، بارگيري، بي بار كردن و تريپ مدار به معناي افزايش نيروي كشش و انبساط در سيم پيچها و قسمتهاي دوار است كه اين بر عمر موردانتظار ما از ماشين اثر ميگذارد. تريپ نرمال: 1- بار روي واحد را ، بوسيله كنترل توربين، يا با قطع بار توسط يك ماشين كاهش دهيد. 2- وقتي بار كم شد يا نزديك به صفر رسيد، سيستم تحريك را قطع كنيد. ميدان سيم پيچ مداري را كه بطور اتومات بسته شده، تخليه مينمايد.
تنظيم ولتاژ بصورت اتوماتيك : روش نرمال بهره برداري است. تنظيم ولتاژ بايد در شرايطي انجام شود كه از يك طرف، پايداري مناسبي حاصل گردد و از طرفي ديگر، لازم نباشد كه توربوژنراتور بطور مداوم با ازدياد بار تنظيم شود، براي ولتاژ ژنراتور، محدوده تنظيمي طراحي شده تا حدود ولتاژ مجاز را به فراخورد بهره برداري هاي مداوم تنظيم كند. تنظيم ولتاژ به صورت دستي: اگر تنظيم كننده هاي اتوماتيك ايراد پيدا كنند، يا روي ژنراتور تست انجام گيرد، بهره برداري سيستم تحريك بصورت دستي ، بعنوان بهره برداري اضطراري انجام ميگيرد. بايد توجه كرد كه در بهره برداري بصورت دستي به منظور صورت گرفتن هر تغييري در بار ديموند و ولتاژ ، سيستم تحريك بايد بصورت دستي كنترل شود .بهره برداري در فركانس بالا: وقتي تغييري در بهره برداري در شبكه هاي ايزوله صورت ميگيرد ياتغييرات زيادي در بار بوجود مي آيد، بايد دقت كرد كه فركانس و سرعت افزايش زياد پيدا نكنند. بهره برداري در فركانس پائين : بطور نرمال يا نتيجه ازدياد بار است يا اخلال در شبكه بهره برداري با تنظيم كننده دستي ولتاژ ، تا زماني كه به حدود عملكرد رله نرسيده باشد، خطر افزايش زياد ولت ها در محدوده هرتز را نشان ميدهد. اين كار ممكن است باعث اشباع زياد جريانهاي مغناطيسي در توربوژنراتور شود و همه ترانسفورماتورهاي متصل شده با افزايش درجه حرارت هسته مواجه ميشوند و امكان سوختن هسته ها ميباشد.
خروج از حالت سنكرون(جدا شدن ژنراتور از شبكه) هنگامي كه ژنراتور به شبكه الكتريكي متصل ميگردد و قدرت خروجي را انتقال ميدهد، و بدنبال مشكلاتي كه در شبكه يا در واحد پيش مي آيد، ممكن است سينكرونيزه جدا شود. اين جدي ترين وضعيت غيرنرمال است كه ممكن است اتفاق بيافتند تا جايي كه كل مدار شامل توربين ، ژنراتور، فونداسيون و واحدهاي الكتريكي در معرض آسيب فراواني قرار ميگيرند. جريانات قوي در سيم پيچهاي آرميچر بوجود مي آيد كه باعث كششهاي حرارتي، مكانيكي و الكترومغناطيسي ميگردد و روتور و گشتاور بوجود آمده در روتور چندين بار بيشتر از گشتاور بار نامي مي باشد.بنابراين جهت جلوگيري از خسارات وارده به ژنراتور ، حفاظتهاي الكتريكي براي تريپ به موقع ژنراتور طراحي شده است. چنانچه ژنراتور بدلايل بالا از مدار خارج شود بايد بوسيله پرسنل متخصـّـــص بدقّت چك و كنترل شود و بعد از اينكه بازديدهاي لازم و تعميرات بعمل آمد، دوباره را اندازي شود. قطع ميدان تحريك: قطع ميدان تحريك در زماني كه ژنراتور به شبكه متصل است باعث افزايش درجه حرارت خصوصا در روتور مي گردد. شرايط غير زماني كه پيش مي آيد شديدا بستگي به بار اكتيومي دارد كه ژنراتور قبل از قطع ميدان تحريك در حال انتقال و توليد آن بود. اين شرايط غير نرمال همچنين بستگي به فركانس لغزشي و وضعيت سيم پيچ تحريك (باز يا اتصال كوتاه بودن مدار) دارد. وقتي ميدان تحريك قطع شد رفتار ژنراتور به عنوان يك ماشين اسنكرون در رتور به عنوان يك قطع از ماشين مي باشد تاثيرات چنين بهره برداري نتيجه ولتاژ القاء شده و جريانات در حال عبور از روتور مي باشد. ظرفيت بارراكتيوناشي از قطع ميدان تحريك ممكن است باعث بوجود آمدن شرايط ناپايداري در بهره برداري از ژنراتور بشود. (بهره برداري زير تحريك). بنابر اين در مواقع قطع ميدان تحريك ژنراتور بايد سريعا از شبكه جدا شود.
تريپ همزمان وقتي والو توربين بسته مي شود كليد ژنراتور باز مي شود و همزمان ميدان تحريك برداشته ميشود. اين نوع تريپ براي حفاظت سريع از ژنراتور در مقابل خطاهاي داخلي ژنراتور مي باشد. تريپ ژنراتور وفتي ژنراتور تريپ مي كند كليد واحد باز مي شود و تحريك بطور همزمان برداشته مي شود اما توربين به دور خود در نزديك سرعت اسمي ادامه مي دهد. اين تريپ زماني امكان پذير است كه نگه داشتن توربين در حالت دور اسمي زيان آور نباشد و حفاظت هاي مورد نياز براي توربين فراهم گردد. با توجه به اين تريپ اگر علت تريپ در مدت كوناهي مشخص گردد و حل شود ،ژنراتور مي تواند در مدت كوتاهي دو باره سنكرون شود. به هر حال تريپ ننمودن توربين جهت سريع متصل شدن مجدد ژنراتور به شبكهداراي مزيت مي باشد، مگر اينكه افزايش دور باعث تريپ توربين گردد. تريپ كليد اصلي ژنراتور در شرايطي كه فقط كليه ژنراتور قطع شود و در صورتي كه مصارف داخلي از منبع ديگري تغذيه نشوند دور مصارف داخلي مي تواند به وسيله ژنراتور تغذيه شود چنانچه بتوان مصارف داخلي را از منبع ديگري تغذيه نمود پيشنهاد مي شود در اين شرايط ژنراتور را تريپ دهيد. تريپ ترتيبي در اين روش توربين را تريپ مي دهيد. به وسيله حفاظت معكوس شدن قدرت كليد ژنراتور باز مي شود و در نتيجه منجر به تريپ جريان تحريك مي شود. تريپ به شيوه ذكر شده (توسط حفاظت معكوس شدن جريان) ترجيحا با در نظر گرفتن تاخير زماني قابل قبول اجراء گردد كه در اين صورت خطري براي ژنراتور ندارد. تريپ دستيدر تريپ دستي ترتيب تريپ به همان شيوه تريپ ترتيبي است كه در بالا ذكر شد با اين تفاوت كه تريپ توربين توسط اپراتور به صورت دستي انجام مي شود. برگشت دستي و تريپ توسط سيستم كنترل توربين قدرت خروجي توربين به سطح پايين تر يا نزديك به صفر كاهش مي يابد و در صورت نياز تريپ ترتيبي يا تريپ دستي انجام مي گيرد. همچنين پيشنهاد مي گردد كه براي هر تريپ آلارم در نظر گرفته شود. برگشت اتومات اگر برگشت اتوماتيك در سيستم منطقي كنترل واحد در نظر گرفته شده باشد توسط آن با كنترل توربين بار بطور اتوماتيك كاهش پيدا مي كند. برگشت دستي بار اكتيو توسط اپراتور به صورت دستي كم مي شود. اگر شرايط غير نرمال يا اشتباهي كه مربوط به بار است پيش بيايد مثل افزايش درجه حرارت ژنراتور برگشت دستي سودمند خواهد بود و نيازي نيست كه فورا تريپ داده شود. حفاظت هاي ژنراتور كارخانه سازنده پيشنهاد مي كند كه ژنراتور در برابر خطاهاي ذيل حفاظت شود: الف)خطاهاي الكتريكي1- افزايش جريان استاتور. 2- اتصال زمين سيم پيچ استاتور به زمين.3- اتصال فاز به فاز سيم پيچ استاتور.4- افزايش درجه حرارت سيم پيچ تحريك. 5- اتصال سيم پيچ تحريك به زمين و 6 - قطع ميدان تحريك. ب)خطاهاي مكانيكي 1- افزايش لرزش 2- خطاي سنكرونيزه 3- افزايش درجه حرارت موضعي ج)خطاهاي سيسستم با شبكه 1- جريان نامتقارن استاتور (آرميچر) 2- خروج از سنكرونيزه پلاك مشخصات ژنراتور
راندمان ژنراتور
جهت کپی مطلب از ctrl+A استفاده نمایید نماید |
عضو شوید
عضویت سریع
آمار مطالب
آمار بازدید