Generatör İkaz Sistemleri

Generatörler, bir diğer tabir ile senkron makineler, elektrik enerjisi üreten elektrik makinalarıdır. Senkronun kelime anlamı eş zamanlı demektir yani senkron generatörlerde stator ile rotor devri sabittir. Senkron bir makineye hareket enerjisi verip elektrik enerjisi alınırsa generatör, elektrik enerjisi verilip hareket enerjisi alınırsa senkron motor olarak adlandırılır.

A- A+

12.02.2017 tarihli yazı 54934 kez okunmuştur.

Senkron generatörlerde, statorda alternatif akım, rotorda ise doğru akım bulunur.

Generatör Stator Sargıları

Generatör Rotoru (25 MW)

Generatörlerde Frekans ve Hız

Senkron hız, statordaki kutupların dönüş hızıdır. Senkron hız kutup sayısı ile ters orantılı, frekans ile doğru orantılıdır.

N_s= 120f/p

N_s: Döner manyetik alanın hızı (senkron hız), d/dk,
f: Stator akımlarındaki frekans, Hz,
P: Kutup sayısı

Çayırhan Termik Santrali Buhar Türbini ve Generatör (188 MVA)

Çayırhan Termik Santrali Generatör Etiketi (188 MVA)

Generatörlerde İkaz Sistemleri

Alternatif akım senkron generatörünün gerilim üretebilmesi için, rotor kutup bobinlerden devamlı olarak doğru akım kaynağı ile beslenmesi gerekir. Rotor doğru akım ile beslendiğinde rotor kutuplarında manyetik alan kutupları oluşturulur. Generatör, türbin tarafından döndürülmesi sırasında bu mıknatıs kutuplarının meydana getirdiği alanlar stator sargıların kesecek ve stator sargılarında bir gerilim meydana gelecektir.

Generatör rotor kutuplarındaki kutuplaşmayı temin etmek için tesis edilmiş doğru akım sistemine generatörün ikaz sistemi denir.

Genel İkazlama

İkaz sistemi iki gruba ayrılır:

1) Dinamik (Dinamolu) İkaz Sistemi
2) Statik (Tristörlü) İkaz Sistemi

Dinamik İkaz Sistemi

Dinamik ikaz sisteminde doğru akım, generatör miline bağlı bir DC dinamo yardımıyla DC üretilip generatör rotor sargılarına çeşitli yöntemler ile verilir. Genellikle 1-200 Amper arası ikaz akımları için kullanılır ama bazı sistemlerde 500 ampere kadar ikazlama akımı üretebilen dinamik ikaz sistemleri mevcuttur.

Dinamik İkaz Sistemi

Keban HES 1. Ünite Dinamik İkazlanması:

Keban HES 1. Ünite Dinamik İkazı

Generatörün rotor kutuplarında manyetik alan oluşturulması için doğru akım kaynağına ihtiyaç vardır.

► Doğru akım kaynağını elde edebilmek için 1. ünite generatöründe, generatör miline bağlı sabit mıknatıslı 15 KVA gücünde 220 Volt AC üreten pilot ikazı vardır.
► Generatör senkron hızı 166,6 devir/dk ulaştığı zaman 220 Volt alternatif akım üreterek güç yükselteci vasıtasıyla doğru akıma çevirilir.
► Çevrilen bu doğru akım ana ikaz generatörünün kutuplarını besler statorda meydana gelen DC kolektörler ve fırçalar vasıtasıyla ana ikaz generatörünün yardımcı kutuplarına seri bağlanarak ikaz kesici vasıtasıyla rotor kutuplarına giden bilezikleri besler.
► Kutuplardan bulunan ikaz akımı meydan getirdiği manyetik alana stator sargılarında bir EMK meydana gelerek alternatif akım elde etmiş oluruz.

Sarıyar HES Dinamik İkaz Sistemi:

Sarıyar HES 1. Ünite Dinamik İkazı

Şekilde görüldüğü gibi, 44 MVA gücünde bir generatörün dinamik ikazı mevcuttur. Bu sistemde, dikey eksenli Francis türbininin miline bağlı generatör vardır. Generatör miline de bağlı olan dinamo şekildeki gibi generatör üzerinde yerini almıştır. Yani generatör hareket aldıkça dinamo DC üretip, generatör rotoruna verecektir.

Sarıyar HES 1. Ünite Dinamik İkaz Bilgileri:

İkaz Voltajı: 250 VDC
İkaz Akımı: 490 A

Statik İkaz Sistemi

Bu tip ikaz sistemlerinde ikaz dinamolarına ihtiyaç yoktur. Bunun yerine generatörlerin çıkış baralarına direk bağlanan bir ikaz trafosu ve buna bağlı olan bir tristör konvertör mevcuttur. İkaz akımının büyüklüğü tristörlerin tetiklemesi ile kontrol edilir. Tristör bir yarı iletken devre elemanıdır. Son yıllarda kullanma ve uygulama sahası hızla gelişen tristörler generatör gerilimleri çok hızlı olarak istenen değere ayarlanabilmektedir.

Statik İkaz Sistemi

Bu sistemde generatör, uyartım için gereken gücü bir uyartım trafosu ve tristörlü AC/DC dönüştürücüsü üzerinden alır.

Generatör ürettiği gerilim, uyartım trafosundan belirli bir değere indirilip tristörlü AC/DC dönüştürücüden generatörün rotoruna DC verilir. Bu gerilim verme işlemi fırçalar yardımıyla yapılmaktadır.

Bir Diğer Statik İkazlama Örneği

Keban HES 5. Ünite Statik İkazlanması:

Generatör çıkışında; gücü 2250 kVA, sekonder gerilimi 955 Volt olan ikaz trafosu vardır.

► İlk ikazlanmanın sağlanması için santral iç ihtiyacından beslenen, düşük güçlü bir trafo (380V/190V) vardır.
► Generatör senkron hızına ulaştığında ilk ikazlama şalteri kapanır ve generatör voltajı 2kV’a ulaşıncaya kadar kapalı kalır.
► Bu esnada ikaz trafosu enerjilenmiş olur. İlgili devre kesicileri açılıp kapatılarak ikaz trafosundan alınan güç, tristörlervasıtası ile doğru akıma çevrilir.
► Çevrilen 450 V DC 1100 Amper ikaz kesici vasıtasıyla rotor kutuplarına giden bilezikleri besler.
► Rotor sargılarında bulunan uyarı akımı meydana getirdiği manyetik alan ile stator sargılarında bir EMK meydana gelerek alternatif akım elde edilir.