SENKRON GENERATÖRLER2

SENKRON GENERATÖRLER

SENKRON GENERATÖRLER Senkron makina, elektromıknatıslı veya küçük güçlerde olduğu gibi, mıknatıslı bir endüktör ile bir veya çok fazlı alternatif akım sargılı endüvisi bulunan, sabit bir senkron hızla dönen, motor veya generatör olarak çalışabilen bir alternatif akım makinasıdır. Senkron makinada enerji dönüşümü için gerek ve yeter şart makinanın rotorunun senkron hızda dönmesidir. Ns= 60 X f P

f : Stator gerilim frekansı P : Çift kutup sayısı Ns: Devir Sayısı

SENKRON GENERATÖRLER Senk Se nkro ron n mak makin ina a el elek ektr trom omik ikna nati tisl slii ve veya ya

çok küçük güçlerde olduğu gibi, sabit mıknatıslı bir endüktör (Rotor) ile bir veya çok fazli alternatif akim sargılı endüvisi bulunan, sabit bir senkron hızla dönen motor veya generatör olarak çalişabilen bi birr al alte tern rnet etif if ak akim im Bask ska a bi birr dey eyim imle le makinasıdır. Ba mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüstüren elektrik makinalaridir.

Generatör Çalışma Prensip Şemaları

Generatör Çalışma Prensip Şemaları

Synchronous Machines

Generator

Exciter

View of a two-pole round rotor generator and exciter.

Cross-section of a large turbo generator . (Courtesy Westinghouse)

Senkron Generatör Alternatörler genel olarak iki tipte yapılırlar. Endüvis üvisii (St (Stator atoru) u) dönen dönen,, endüktö endüktörü rü (Rotoru) I. End sabit olan alternatörler 2. Endüvisi(Statoru) sabit, endüktörü (Rotoru) dönen alternatörler Statoru dönen tip alternatörler küçük güçte yapılırlar. Çünkü dönen statordan akım, bileziklere sürtünen fırçalarla alındığından, büyük akımlar için bilezikleri ve fırçaları büyütmek icap eder. Buda belirli bir sınıra kadar yapilabilir.

Stator Senkron makinanın durgun kısmıdır. Genaratör çalışmada gerilimin endüklendiği yerdir. Bu yüzden statora endüvi de denir. Yapı ve sargıların yerleşimi açısından asenkron makinanın statoru ile aynı yapıdadır.

Endüvinin statora yerleĢtirilmesini y erleĢtirilmesinin n sebepleri; 1-) Endüvi gücü yüksek ; akımı sınırlamak için gerilim yüksek

olmalıdır. Yalıtım problemi, durgun kısımda daha kolay, yalıtım hacmi büyüktür. 2-) Endüvi devresi dış devreye bağlı; hareketli olursa

fırça+bilezik sistemi gerekecektir. Akımın yüksekliğinden her faz için birden fazla fırça+bilezik gerekir. 3-) Endüvi sargıları daha karmaşık; devreye yayılmadan dolayı

durgun kısımda daha kolay.

4-) Endüvide soğutma problemini halletmek daha kolay.

Endüvi gerilimler Endüvi gerilimlerii : Un = 10 – 15 kV arası arası Almanya’da bir nükleer santralde Un = 27 kV Sanayideki senkron motorlarda Un = 6 kV

Statoru sabit, rotoru dönen alternatörler yüksek gerilimli ve büyük güçlü olarak yapılırlar. Bu alternatörler çıkış gerilimleri 6.300-10.500-13.800-14.400-20.000 ve 24.000 volta kadar gerilimlerde imal

etmek mümkündür. Bu alternatörler 20 000 KW, 40 000 KW, 100 000 KW, 200 000 KW, 400 000 KW ve

700 000 KW güçlerde yapılmaktadır.

Stator iki parçadan meydana gelmiştir. 1-Stator

ana gövdesi veya taşıyıcı gövde: Bu

kısım dökme çelikten yapılmıştır. 2-Stator

saç paketleri: Stator saçları 0.5 mm

demir kayıpları düşük yüksek kaliteli silisyumlu saçlardan yapılır. Saç paketler üzerinde meydana getirilen oluklara (ankuşlara) stator sargılari yerleştirilmiştir.

Synchronous Machines Metal frame

Laminated iron core with slots

Insulated copper bars are placed in the slots to form the three-phase winding

Details of a generator stator.

ROTOR Uyartım sargılarını taşıyan kısma endüktör (Rotor) denir. Büyük güçlü alternatörlerde endüktör döner şekilde yapıldığından bu kısma rotor denmektedir.

Rotor kutupları manyetik sahayı meydana getirir.

ROTOR Alçak devirli senkron makinelerde kutup tekerleği, şekil ‘de olduğu gibi, çıkık kutuplu olarak Yüksek devirli senkron makinelerde da kutup tekerleği şekil de olduğu gibi,dolu kutuplu veya yuvarlak

rotorlu olarak yapılır.

Salient pole three phase synchronous generator

Finish

Phase Windi Winding ng N Start

Start

Stator of synchronous ynchronous Generator Finis ish

Finis ish

S Start

AVANTAJI: Stator ile rotor arasındaki hava boşluğu ayarlanabilir olması , magnetik alanın dağılımını dağıl ımını kolaylaştırır. kolaylaştırır. Bu şekilde sinusoidal dalga elde edilebilir edilebilir.Dezavantajı .Dezavantajı ise düşük hızlarda

Çıkık Rotorlu Senkron Makina

ALTERNATÖRLERDE MAGNETĠK AKl DAGILISI

Generatörlerde hava araligindaki magnetik akı dagılısı kutup şekillerine baglidir.Kutuplarla endüvi arasindaki hava aralığı kutup yüzeyi boyunca aynı ise şekildeki görülen emk elde edilir. Bu emk.'nin sinüs egrisinden oldukça farkli oldugu görülmektedir.

Çıkıntılı kutuplar ile endüvi arasındaki hava aralığı kutup yüzeyi boyunca aynı degilse bu akının olusturdugu emk.'nin, sekli, Slayttaki gibidir. Burada hava

araligi kutuplann ortasinda az, uçlara dogrudaha fazladir. Bu sekilde kutupları olan altematöderde endüklenen emk. sinüs egrisine çok yakindir. Alternatörlerde hava araligi 5 mm den 5 cm

ye kadar olabilir.)

Cylindrical rotor synchronous generator Stator Winding Finish

Start

Start

Rotor winding fed with D.C. current Stator of synchronous Generator

Finish

Finish

Start

Rotor

Çıkık kutuplu rotorlara göre daha ucuzdurlar. ucuzdurlar. Dizaynı nedeni ile dinamik balans rahatlıkla elde edilebilir edilebilir.Yüksek .Yüksek hızda dönen yerlerde kullanılır. Hava boşluğunun düzgün ve esit olması nedeni ile doğal bir sinusoidal dalga elde etmek zordur.

Synchronous Machines

Stator of a large salient pole hydro generator; inset shows the insulated conductors and spacers.

Alçak devirli senkron makinelerde kutup sayısı çok ve kutup tekerleği çapı büyüktür. Su santralı generatörleri ve dizel veya pistonlu buhar makineleri ile tahrik

edilen senkron generatörler çıkık kutupludurlar.

Yuvarlak rotorlu senkron makinelerde

kutup sayısı ekseriya 2 ve 4 ve seyrek olarak 6 olup, kutup tekerleği çapı küçük ve fakat rotor boyu uzundur.

Çok büyük güçteki çıkık ve yuvarlak rotorlu senkron makinaların boyutları hakkında aşağıdaki değerler bir fikir verebilir. 25 yıl öncesine kadar su santralleri generatörleri için sınır güçleri olarak aşağıdaki değerler mümkün görülmekte idi.

Kaplan türbini ile tahrik olunan şemsiye tipi dik eksenli senkron generatörler için sınır gücü olarak 260 MVA, devir sayısı 83 dev/dak. ve rotor çapı 14 m mümkün görülmekte idi. Böyle bir generatörün ambalman devir sayısı, yani ani olarak üzerindeki nominal yükün kalkması halinde grubun çıkacağı en büyük devir sayısı nominal devir sayısının % 250 dir.

Francis türbini ile tahrik edilen dikey eksenli senkron generatörler için sınır gücü olarak 400 MVA, devir sayısı 107 dev/dak ve rotor çapı 14 m mümkün görülmekte idi ve böyle bir generatörde ambalman devir sayısı % 180 dir. Bugün 590 MVA gücünde, devir sayısı 93,8 dev/dak ve rotor çapı 16,1 m olan şemsiye tipi su santralı generatörü imal edilmiş durumdadır.

Pelton türbini ile tahrik olunan yatay eksenli senkron generatörler için sınır gücü olarak 120 MVA, devir sayısı 500 dev/dak. ve rotor çapı 3 m mümkün görülmekte idi ve böyle bir generatörün ambalman devir sayısı % 180 dir. Yuvarlak rotorlu senkron

generatörlerin sınır güçlerinde çok süratli gelişmeler olmuş ve bugün 1500 MVA lık turbo alternatörler imal edilmektedir.

Senkron Generatörlerin Ġkazlanması Generatörün stator sargılarında (e) yi ve generatör çıkış uçlarında (u) gerilimi elde edebilmek için generatörde E.M.K (Elektro Motor Kuvveti) nin indüklenmesi gerekir. E.M.K.'i elde edebilmek için manyetik alana (i) ye ihtiyaç vardir. Manyetik alanı meydana getirebilmek içinde, dogru akımla uyarılan bir bobine (sargiya) ihtiyaç vardır. İzah edilen bu sistemin tümüne birden ikaz sistemi denmektedir.

PRINCIPLES OF OPERATION MOTOR –

TORQUE IS ESTABLISHED AS PER THE LORENTZ FORCE

LAW 

B 







B



I L

B

F

I L

GENERATOR –

F



VOLTAGE IS INDUCED AS PER FARADAY’S LAW + 

E v



-

v





B L

Generatörlerin ikazı, doğru akımla (DC) yapılır. İkaz gerilimleri 125-250 veya 500V olabilir. Generatörlerde ikaz devresi kutuplar üzerine sarılan sargılardan oluşur. Kutuplar hareketli olduğundan bu sargılara DC'in uygulanması rotor mili üzerinde bulunan iki adet bilezik ve bu bileziklere sürtünen fırçalar yardımı ile gerçekleşir. Generatörlerin her çeşit yük durumunda, gerilimlerinin sabit

tutulabilmesi için, ikaz dinamolarının ayar sınırları mümkün olduğu nispette geniş olmalıdır.

Boşta çalışan bir alternatörden normal uç gerilimini alabilmek için verilen ikaz (uyartim) akimi Ifo ise generatör tam yükünde yüklendiginde uçlarinda normal gerilimi alabilmek için gerekli olan ikaz akimi, bostaki ikaz akiminin iki üç kati (2Ifo, 3Ifo) olabilir. Generatörün zerindeki yük kapasitif olduğunda normal uç gerilimini elde edebilmek için gerekli olan ikaz akımı, generatörün boştaki ikaz akımından küçük olur.

Three phase voltages produced by the salient pole generator

N

S

Tim Time : t = 30 Sec Red phase = 50 V Yellow Phase = - 100 100 V Blue Bl ue Phas hasee = + 50 V


N

S

Tim Time : t = 60 sec Red phase = +86.6 V Yellow Phase = -86 86.6 .6 V Blue Bl ue Phas hasee = 0 V


N

S

Tim Time : t = 90 sec Red phase = +100 V Yellow Phase = - 50 50 V Blue Bl ue Phas hasee = - 50 50 V


N

S

Tim Time : t = 120 sec Red phase = +86.6 V Yellow Phase = 0 V Blue Bl ue Phas hasee = -86 86.6 .6 V


N

S

Tim Time : t = 150 sec Red phase = +50 V Yellow Phase = +50 V Blue Bl ue Phas hasee = -100 V


N

S

Tim Time : t = 180 sec Red phase = 0 V Yellow Phase = +86.6 V Blue Bl ue Phas hasee = -86 86.6 .6 V


S

N

Tim Time : t = 210 sec Red phase = -50 V Yellow Phase = +100 V Blue Bl ue Phas hasee = -50 V


S

N

Tim Time : t = 240 sec Red phase = -86.6 V Yellow Phase = +86.6 V Blue Bl ue Phas hasee = 0 V


S

N

Tim Time : t = 270 sec Red phase = -100 V Yellow Phase = +50 V Blue Bl ue Phas hasee = +50 V


S

N

Tim Time : t = 300 sec Red phase = -86.6 V Yellow Phase = 0 V Blue Bl ue Phas hasee = +86.6 V


S N

Tim Time : t = 330 sec Red phase = -50 V Yellow Phase = -50 V Blue Bl ue Phas hasee = +100 V


S

N

Tim Time : t = 360 sec Red phase = 0 V Yellow Phase = -86 86.6 .6 V Blue Bl ue Phas hasee = +86.6 V

ĠKAZ SĠSTEMĠ Senkron generatörlerde rotor ikaz akimi ve rotor uyarina sargisinin dogru akımı asagidaki düzenler ile saglanir. 1- Senkron generatörünün mili üzerine bir DC

generatörü baglanir. Bu generatöre ikaz generatörü yada pilot ikaz generatör denir. DC generatörünün uç gerilimi senkron generatörün rotor kutup sargilarina uygulanir ve böylece ikaz (uyarma) akımı elde edilmiş olur. Gerilim kontrolu, ikaz generatörünün ikaz akımını kontrol ederek yapılır.

ĠKAZ SĠSTEMĠ 2- Senkron generatörünün mili

üzerine bagli bir ikaz generatörü olmayıp senkron generatörünün uyarma gerilimi ya mevcut bir doğru gerilim kaynağından yada bağlanan yari iletken dogrultucularla

(Diyot,Tristör gibi) Alternatif gerilim dogrultularak elde edilir ve kutup

sargılarına uygulanir.

Örnek 5- Keban:I generatörlerinde uygulanan uyarma sistemi ise

generatör mili üzerine 15 KVA gücünde sabit miknatisli üç fazli senkron generatör, (uyarma generatörü yada pilot generatörü) 600 KW gücünde'de DC generatörü (Ana ikaz generatörü)baglanmistir. Pilot alternatörün senkron hizda (166.6 devirde) döndügü zaman üretmis oldugu 220 V. AC. köprü tristör devresinde dogrultularak, ana ikaz generatörünün kutup sargilarini besler. Ana ikaz generatörünün rotoru sabit statoru dönerli olarak yapilmistir.

Endüviye manyetik alanla endüklenen gerilim kollektörlerden firçalar vasitasi ile bileziklere, b ileziklere,

bileziklerdende uyarma kutup sargilarina uygulanir. Bu tip ikaz sistemine dinamik ikaz sistemi denir.

SENKRON GENERATÖRLERĠNĠN GERĠLĠM AYARLANMASi (GERILIM REGÜLATÖRLERĠ)

Enterkonekte sisteminin beslenmesind beslenmesinde e

veya münferid bir bölgenin beslenmesinde, alternatör uçlarindaki gerilimin daima sabit bir kiymette

tutulabilmesi, hem alternatörün hemde alternatörün besledigi sistem üzerindeki alıcıların ve bilhassa endüstri tesislerinin rantabilitesi bakimindan luzumlu görülen bir husustur.

Gerilim Regülatörleri Alternatör üzerindeki yükün degismesi suretile ortaya çikacak durum alternatör uçlarindaki gerilimin degismesine sebep olur. Uyartim

akiminin her yük durumunda ayarlanmasi el ile istenilen çabuklukta ve dogrulukta yapılamaz. Bu nedenler, generatörler gerilim Regülatörleri ile donatilmislardir. Çesitli yük değisikliğinde regülatör alternatörün uyartim akımını süratli olarak otomatik ayarlayip alternatör uçlarindaki gerilimin normal degerde sabit kalmasini temin eder.İkazın otomatik olarak ayarlanmasi için çesitli tip regülatörler gelistirilmistir.

GENERATÖRLERĠN PARALEL BAĞLANMASI

Bir enterkonnekte sistemde yükün büyüklüğü her zaman aynı değildir. Yük arttıkça çalışmakta olan generatörlere, başka generatörler paralel bağlanarak artan yükü karşılamaları sağlanır. Bir generatörün, enterkonnekte sistemde enerji üretmekte olan diğer generatörler ile birlikte çalışabilmesi için sağlaması gereken mecburi şartlar vardır.Paralel bağlama ve Koşulları;

Paralel Bağlama ve KoĢulları 1-Paralel bağlanacak generatörlerin

gerilimleri birbirine eşit olmalıdır. 2-Paralel bağlanacak generatörlerin frekansları birbirine eşit olmalıdır. 3-Paralel bağlanacak generatörlerin aynı adlı fazları birbirine bağlanmalı 4-Parelele girecek Generatör ile enterkonnekte sistem fazları arasında faz farkı olmamalıdır.

Generatörün Reaktif Yük Ayarı Bir generatör müstakil bir yükü besliyorsa, beslediği yükün karakteristiğine göre sabit bir aktif ve reaktif yükte çalışmak zorundadır. Bu durumda ikaz akımına müdahale edildiğinde gerilime müdahale edilmiş olur. Reaktif yük ayarından söz edilemez. Ancak, şebekeye bağlı bir generatör ise, ikaz akımını değiştirmek generatörün reaktif yükünü değiştirmektedir. Bunun anlamı, sabit voltajda, şebekeye bağlı diğer generatörlerle reaktif yük alış verişi yapması demektir.

Generatörün Reaktif Yük Ayarı

Generatörün Reakti Reaktiff Yük Ayarı Şebekeye bağlı ve aktif yükü sabit tutulan bir generatörde ikaz akımını değiştirmek suretiyle, generatör statör akımının değişimi şekilde görüldüğü gibidir. Generatör şebekeye sadece aktif yük verirken, ikaz akımı i 2; 2; stator ekimi ise minumum durumda olup I2’dir. İkaz akımı i 2 den i 3’e 3’e doğru yükseltildiğinde , stator akımıda I2 den I3’ e doğru yükselecektir. Bu durumda generatör bağlı olduğu baranın gerilimini yükselterek yü kselterek sisteme reaktif yük verir. Bu durum generatörün endüktif ve rezistif yükleri beslemesi anlamındadır. İ 2 ikaz akımı i1’ e doğru düşürüldüğünde, I2 stator akımı I1’ e doğru yükselir. Bu durumda generatör bağlı olan baranın gerilimini düşürerek , sistemden reaktif yük çeker. Generatör kapasitif ve rezistif yükleri besliyormuş gibi davranır.

Generatörün Aktif Yük Ayarı Generatörlerde aktif yük ayarı sadece generatör miline uygulanan döndürme momentinin arttırılıp azaltılması ile yapılır. Döndürme momentini tayin eden faktörler Termik santrallerde buhar, gaz, Hidrolik

santrallerde ise sudur. Generatörün yüklenmelerini hız regulatörü tayin eder. Hız regulatörü devir sayısına bağlı olarak türbine giren su yada buhar, gaz debisini arttırır veya azaltır.

Koruma Röleleri Seçici bir koruma olmadan günümüzde bir güç sisteminin işletilmesi mümkündegildir. Koruma rölelerinin uygulanmasiyla, güç sisteminin

herhangi bir noktasinda olusan ariza belirlenir ve

arizali bölüm sistemden ayrilir. Arizali bölüm sisteme bagli kaldiginda asagida belirtilen üç ana etken nedeniyle sistemin bir bölümü yada tümü tehlikeye düser. 1) Generatörlerin senkronizasyon kosullarini kaybetmeleri ve sistemden kopmalari.

2) Arizali bölümün hasar görmesi. 3) Arizasiz bölümün hasar görmesi.

Korumanın Amacı Kisaca korumanin amaci kesicilerle birlikte güç sisteminin her tip arızadan hızla temizlenmesini saglamaktir. Röle uygulamasının genel amacı, güç sistemini koruma bölümlerine ayirmak ve arizalarda en az miktarda sistem parçasını ana güç

sisteminden ayirarak uygun korumayi saglamaktir. Koruma

bölümleri sunlardir.

1. Generatörler 2. Transformatörler ve fiderler 3. Baralar 4. Enerji nakil hatlari

Generatör Korumaları Generatör korumalarina girmeden önce arızaların kaynaklandıkları noktalari ve etkilerini kisaca görelim. Stator Arızaları

Rotor Arızaları Mekanik Arızalar Dış Arızalar

Stator Arızaları Stator arizalari ana akım tasıyan iletkenlerle ilgili olduğundan en kısa zamanda temizlenmelidir. Bu arizalar stator yalitiminin bozulmasi sonucu, sargi-

toprak ve sarim kısa devresi şeklinde oluşurlar. Bu tür arızalarda arıza noktasindaki büyük ısı oluşması sonucu hasar fazladır ve onarım uzun zaman ve çok harcamaya neden olur. Toprak arizalarini sınırlamak için en genel uygulama topraklama direnci kullanmaktir.

Sargılar arası ve sargılardaki sarım kısa devresi, toprak arizalarina göre daha az olusurlar.

Rotor Arızaları Rotor arızaları, sargı yalıtımı üzerindeki aşırı termik ve mekanik zorlanma sonucu, sargı-toprak yada sarım kısa devresi şeklinde oluşur. Normal olarak rotor sargısı topraksız çalistırıldığından tek bir toprak arızası, arıza akımına neden olmaz. Ikinci bir toprak arızasi sargının bir bölümünü kisa devre edeceginden simetrik olmayan bir besleme oluşur ve rotorda dengesiz kuvvet doğar. Böyle bir kuvvet yataklarda büyük basınç ve saft distorsiyonu olusturur.

Mekanik Arızalar Dikkate alınması gereken mekanik arızalar hız, ikaz sisteminin devre dışı kalmasi ve vakum özetlenebilir.

DıĢ Arızalar Sistemin yanlış bağlanması sonucu meydana gelen arızalar Yükteki dengenin bozulması Hatlardaki kısa devreler Hatlardaki atmosferik veya başka sebeplerle meydana gelen çok yüksek gerilimler Frekansda meydana gelen

değişmeler

Diferansiyel Koruma (87 G) Generatörlerde ana koruma, bu arızalardan korunmak üzere tesis edilen diferansiyel korunmadır. Generatörlerin faz-faz, faz-toprak ve faz-spir arızalarinda en etkin korumadır. Stator sargıları arasında bir izolasyon hatası sonucunda meydana gelen kısa devreler, en emin bir şekilde diferansiyel röle ve diferansiyel koruma tertibi tarafından tesbit edilir ve kısa devrenin meydana getirecegi zararın az olmasını sağlama maksadı ile gerekli koruma kumandası verilir.

AĢırı Akım Koruma (51G) Generatör ana korumasına artçı olarak genellikle indiksiyon tip ters zamanli bir aşırı akım rölesi kullanılır. Rölenin akim ve zaman ayar değerleri generatör empedansı, zaman katsayısı ve gerilim regülatörüne bagli olarak değişen arıza akımı azalmasına göre seçilir. Asiri akım koruma sadece kısa devre akımlarının değil ayrıca uygun ayarlandıkları takdirde nominal akımın üzerindeki yük akımlarının termik orlamasına karşıda teçhizatı koruyabilir.

AĢırı Gerilim Koruma (59 G) Aşırı gerilim koruma, bütün hidrolik ve gaz türbiniyle çalisan generatörler için önerilmektedir. Çünkü bu tip gruplarda yük kaybı halinde ambalman (aşırı hızlanmalar) nedeni ile aşırı gerilim yükselmeleri meydana gelebilir. Asiri gerilimler makina izolasyonunu zorladigindan makina devre disi

edilerek, izolasyon zayiflamasi önlenir.

Asağıda belirtilen nedenlerden dolayı meydana gelebilecek aşırı gerilimlere karsi önleyici tedbirler alınmasi gerekir. Yüksek gerilim hatlari üzerine veya civarina düsecek yildirim nedeni ile meydana gelen aşırı gerilim dalgalari, bunu önlemek maksadi ile stator sargilarinin darbe da rbe gerilimine dayanabilmesi için generatör çıkış terminallerine yildirim parafuduru konur.

Stator Toprak Arızası Koruması (64G) Stator izolasyonundaki delinme ve

sargıdan demir nüveye kaçak akımın meydana gelmesi, bir stator toprak

arızası olarak tanimlanır.

Rotor Toprak Arızası Koruması (64F) Rotor sargılarında veya ikaz DC bara sisteminde meydana gelecek direkt toprak arızalarında çalısan bir koruma rölesidir. Rotor sargilari toprak arızasi veya açık devre ile hasara uğrarlar. Rotor sargılarında bir noktada meydana gelen toprak arızasında herhangi bir hasar olmaz. Fakat ikinci bir toprak arızasında, kutupların bir kısmı kısa devre olup servis harici olacağından sargı akımı artar ve dengesiz hava aralıgı akısı meydana gelir. Buda vibrasyona neden olur, rotoru ısıtır. Vibrasyon nedeni ile yataklarda tahribatlar meydana gelir. Bu nedenlede rotor statora

sürterek, statorda tahribatlar yapar.

NEGATiF BILEġEN AKIMLARA KARġI KORUMA (DENGESIZ YÜK KORUMASI ( 46 )

Bu röle akımin negatif bileseni ile çalışır. Zamanla akım rölesidir. Normal senkron hızda, stator akımlarının dengesiz olmasi veya fazlardan birinin kopması yada kesici kontağının kapanmaması halinde statorda dolasan akımın, negatif bileşen akımları meydana gelir. :Bu negatif bileşen akımlar stator nominal akım degerinin% 10 undan daha fazla olursa, rotorda

çok kısa zamanda ısınmalar meydana gelir. Bu dengesiz akımlar makinada ciddi vibrasyona da neden olabilir

ENTERKONNEKTE SiSTEMDE FREKANS KONTROLU

Enterkonnekte şebekede de toplam üretim kayiplar da dahil olmak üzere toplam tüketime eşit ise, şebekeye baglı generatörlerin hızları değişmeyip sabit kalir. Bir sebekede hız yerine frekans kullanilir. Frekans hızla orantili olup, hız düşmesi frekans düşmesi ile aynı anlama gelir.

Herhangi bir nedenle harcanan yük (tüketim) aniden artarsa veya üretilen güç aniden azalırsa (örnegin bir ünite aniden servis harici olursa) frekans düşmeye baslar. Bu sistemde frekans tutan santral yoksa, frekans düşümü çok büyük olur. Her ne kadar frekans düşmesiyle beraber sistemdeki motorlarin yavaslamasi nedeniyle,

tüketimde de bir miktar azalma olsa da, sistemin dengeye gelmesi çok zordur. Genelde türbinlerin 47,5 Hz' in altinda çalismadigi düsünülürse, sistemin dengede kalabilmesi için frekansin bu seviyenin üzerinde kalmasi gerekir.

Sekil - 34 bu çalisma tarzinin zamana bagli degisimini

göstermektedir. P (üretim) sabittir sabitt ir.. T1 anın anında da yük ∆L kadar artarsa B noktasinda

dengesizlik oluşur ve birlikte dogal olarak yükte azalmaya baslar ve t2 aninda C noktasında üretim-tüketim

dengesi oluşabilir. Ancak sistemin dengede kalabilmesi

için F2 frekansinin türbinlerin minimum çalisma frekansinin üstünde olmasi gerekir.

Sekil - 33 de üretim frekansa bagli olmayip, sabittir. Sistemde frekans tutan santral yoktur. A

noktasinda üretim ve tüketim bir birine esit olup, frekans F1 dir.

Sisteme ani olarak ∆L kadar bir yük geldigini düşünelim. Yani Yani yük karekteristigi L2 dogrusu olacaktir.

B noktas noktasinda inda üreti üretim m – tüke tüketim tim dengesi olmayıp, tüketim üretimden büyüktür. Bu nedenle sistemde frekans düsmeye baslar ve denge ancak C noktasinda

sağlanabilir. C noktasinda frekans F2 degerine düşmüştür. Bu deger türbinlerin çalisabilecegi minimum frekansin altinda ise, sistem çöker.

Hız Regülatörleri Sistemdeki üretim - tüketim dengesinin bozulmasi halinde, frekansın büyük bir değisiklige ugradığını gördük. Dengeyi sağlayabilmek için sistemin kontrol edilmesi gerekmektedir.Tüketimi Kontrol etmek imkansızdır. Bu durumda üretimin kontrol edilerek, tüketime eşitlenmesi gerekmektedir. Bu kontrol hiz regulatörleri ile otomatik olarak yapilmaktadir. Hiz regülatörleri karakteristikleri dogrusal olup, iki çeşidi bulunmaktadir

Şekilde görüldügü gibi, frekans yüke bagli değildir değildi r. Frekans sabit olup, yük degiskendir. Bir generatörün tek basina bir yükü beslemesi halinde kullanilir.

Şekilde görüldügü gibi, generatörün üretim gücü frekansa baglidir. Frekans düstükçe regülatör, türbin vanalarini açtırma yönünde çalısarak generatörün yük almasını sağlar. Bu tip regülatörler birden fazla generatörün paralel paralel çalisarak, büyük bir sebekeyi beslemesi durumunda kullanılır.

Speed - Droop (hız düĢümü) veya

yüzde eğim tanimi Bir generatörün yükü sıfır iken frekansi Fo olsun. Frekans Fo dan

FN = 50 Hz degerine düştüğünde generatörün yükü PN ( Nominal gücün % 100 ü ) olsun. şekil - 36 ya göre asağıdaki ifade yazılırsa:

Primer Frekans Kontrolü Sistemde üretim - tüketim dengesinin bozulması halinde, üniteler hizlanmaya veya yavaşlamaya başlar. Öncelikle sistemin bu artan veya azalan hızını durdurup, hızı sabitlemek gerekir.Bunu için türbin girisine dogrudan etki ederek vanalari açip kapayan bir hiz regülatörüneihtiyaç vardir. Sekil - 37 de böyle bir regülatörün basitleştirilmis

şeması görülmektedir. Böyle bir regülatörün hiz düşüm karekteristiği sekil - 38 de görüldügü gibidir. Regülatöre müdahale edilmediği sürece bukarekteristik degişmez, sabit eğimde kalır ve F eksenini sabit bir Fo noktasinda keser.

ÖLÜ BAND(DEAD BAND) Ölü band: belli frekans limit değişimine kadar üretim sisteminin primer kontrol sistemine cevap vermemesidir. (çıkış yükünün sabit kalması) Bu uygulama sadece primer kontrol sistemine

uygulanır.

Ölü band aralığı uygulaması, şebeke frekansı stabilitesi için istenmeyen bir durum olmasına rağmen üretim sistemi (türbin- jeneratör) ömrü açısından faydalıdır. UCTE bağlantısı sonrasında tüm ünitelerin ölü bandları 0 (sıfır) olarak ayarlanacaktır. Hidrolikler için ölü band değeri 20 mHz Termik santrleler için 50 mHz dir.

TEġEKKÜRLER

SENKRON GENERATÖRLER2

Recommend Documents