آشنایی با نحوه سنکرون کردن دیزل ژنراتور و مزایای آن

سنکرون کردن دیزل ژنراتور که از واژه Synchronization گرفته شده، به عملیاتی می گویند که در طی آن پارامترهای مختلف مثل مدل، شکل موج ژنراتور، فرکانس و ولتاژ با سایر سیستم های قدرت تطبیق داده می شوند. این تطابق با شبکه باعث می شود دستگاه امکان تحویل انرژی به شبکه را نداشته باشد. بنابراین برای انجام آن نیاز به کنترل سرعت ژنراتور و جریان تحریک داریم.

پس زمانی سنکرون کردن ژنراتورها قابل انجام است که به حداقل دو ژنراتور برای تأمین برق یک شبکه نیاز باشد. قبلا در خصوص اینکه گاورنر دیزل ژنراتور چیست، صحبت کردیم که چطور نقش حفاظت کنندگی خود را در مدل های مختلف ایفا می کند. امروز قصد داریم در خصوص نحوه سنکرون کردن دیزل ژنراتور صحبت کنیم و به جنبه های مختلف آن بپردازیم.

چرا دیزل ژنراتورها را باید با یکدیگر سینک کرد؟

در ابتدای صحبت ها تا حدی به این موضوع پرداختیم که اساسا سنکرون کردن دیزل ژنراتور در چه موقعی و با چه هدفی انجام می شود. در ادامه باید خاطر نشان کنیم که بارهای الکتریکی دائما تغییر می کنند. بنابراین برخی مواقع برای اینکه بتوانیم به انرژی های بالاتر دست پیدا کنیم، نیاز است که دیزل ژنراتورها که حداقل دو عدد در چنین شبکه هایی هستند، با یکدیگر سینک شوند.

از طرفی برای اینکه تأمین برق دیزل ژنراتورها بدون قطعی باشد، در صنایع مختلف کاربردهای زیادی پیدا کرده اند. انتخاب مدل آنها نیز بستگی به نیاز و کارکرد یک صنعت دارد. در صنایعی که نیاز است دستگاه های مهم و حیاتی دائما فعالیت داشته باشند، نمی توان به کمک یک دیزل ژنراتور کل برق شبکه را تأمین کرد. بنابراین بهترین راه حل، استفاده از حداقل دو ژنراتور در شبکه است و در چنین مواقعی، سنکرون کردن دیزل ژنراتورها بسیار اهمیت پیدا می کند. در ادامه از جنبه دیگری در این مورد صحبت می کنیم.

2 مدل استفاده از دیزل ژنراتور

برای اینکه در خصوص سنکرون کردن دیزل ژنراتورها به درک بهتری برسید، لازم است که با شیوه های مختلف استفاده از آنها آشنایی پیدا کنید:

استفاده به شکل مستقل

روش اول استفاده مستقل و مجزاست. به این معنا که دیزل ژنراتور به تنهایی یا تکی به بار وصل می شود تا برق مورد نیاز را تأمین کند. این روش زمانی استفاده می شود که مکان کوچکی داشته باشید، یا بخواهید به طور موقت برق اضطراری تأمین کنید.

استفاده به شکل پارالل یا سنکرون کردن

روش دوم موقعی است که چندین ژنراتور به شکل موازی یا پارالل استفاده می شوند تا برق مستقل از شبکه تولید شود. یا خود ژنراتورها را به شکل موازی با شبکه وصل می کنند تا توان لازم برای آن ایجاد شود. موقعی که توان خیلی بالا نیاز داشته باشند، ژنراتورها را با یکدیگر سینک می کنند یا به اصطلاح سنکرون کردن مطرح می شود.

هر زمان نیاز باشد که ژنراتورهای سینک شده را تعمیر کنند، نیاز به قطعی اضطراری باشد و یا تغییر مقدار مصرف الزامی شود، کافیست ژنراتورها را از سیستم قطع کنند و دوباره به شبکه وصل کنند. اما لازم است که باز هم پارامترهای ژنراتورها با پارامترهای شبکه سنکرون شود. اصطلاحا مجددا سنکرون کردن دیزل ژنراتورها نیاز است.

فرایند پارالل کردن دیزل ژنراتورها

برای انجام پارالل کردن دیزل ژنراتورها بهترین راه این است که از ژنراتورهای یکسان استفاده کنید. یا اینکه ژنراتورهای مورد استفاده خروجی و درجه یا Pitch مشابهی دارند. با این حال می توانید از حداقل دو ژنراتوری که خروجی متغیر هم دارند، برای پارالل سازی استفاده کنید.

نکته ای که اهمیت دارد این است که با هر دو روش می توانید دیزل ژنراتورها را به شکل موازی به تابلو برق سنکرون پارالل وصل کنید و هر موقع نیاز به برق اضطراری شد، عملیات محاسبه و رمپ کردن جریان خروجی به اندازه حداقل و حداکثر را انجام دهید.

شیوه پارالل سازی دیزل ژنراتور با برق شهری

برای اینکه عملیات سنکرون سازی و پارالل کردن دیزل ژنراتور با برق شهری یا پاسبار مشترک، انجام شود باید یکسری شرایط را فراهم کنید تا ژنراتورها و شبکه به یکدیگر وصل شوند، که عبارتند از:

• میزان rms ولتاژهای خط مولد و شبکه یکسان باشند.
• توالی فازها یکسان باشند.
• فرکانس های مولد جدید باید نسبت به فرکانس شبکه بیشتر باشند.
• فازهای همنام با یکدیگر همنام شوند.

مراحل پارالل کردن دیزل ژنراتور

با فراهم کردن این شرایط نوبت به شروع مراحل سنکرون کردن می رسد که عبارتند از:

• سه فاز مولد را به یک سمت کلید مدنظرتان وصل کنید تا پارالل سازی انجام شود. سپس سه فاز شبکه یا ژنراتور دوم را به طرف دیگر کلید وصل کنید. اما توجه کنید که قبل از اتصال سه فازها به کلید، کلید حتما قطع شده باشد.
• در مرحله دوم باید ژنراتور راه اندازی شود تا بتوانید، ضمن افزایش تدریجی جریان ولتاژ، خروجی مولد، افزایش دور مولد جدید و فرکانس آنها را با شبکه یکسان کنید.
• برای بررسی فرکانس ها، باید در دو طرف مدار، فرکانس متر و ولت متر قرار دهید تا از طریق بررسی پیوسته، جریان، ولتاژ مولد و شبکه را یکسان سازی کنید.
• در مرحله چهارم باید به کمک دستگاه RST سنج، تنظیم توالی فاز ایجاد نمایید تا توالی فاز مولد با شبکه یکسان شود.
• در مرحله آخر، طول انجام فرایند سنکرون سازی، ولتاژ شبکه و مولد را چک کنید. چون اگر در حالتی یکسان نباشند، شما دکمه اتصال یا پارالل را بزنید، شبکه دچار شوک جریانی شدید در ابتدای شروع کار خواهد شد که به آن جریان راگتیو سنکرون می گویند.

مزایای سنکرون کردن دیزل ژنراتورها

مزایای سنکرون کردن دیزل ژنراتورها زیاد است اما محدودیت آن مثل نیاز به فضای بزرگ و پیچیدگی مراحل راه اندازی، نگهداری و سنکرون سازی مجدد باعث شده که خیلی از کسب و کارها تمایلی به موازی کردن ژنراتورهای خود نداشته باشند. اما امروزه به لطف وجود فناوری های کنترلی یکپارچه دیجیتال، سنکرون سازی دیزل ژنراتورها بسیار راحتتر شده و مزایای زیادی برای کسب و کارها به همراه داشته است. در ادامه به مزایای سنکرون سازی می پردازیم:

امکان ارتقای تطابق ظرفیت دیزل ژنراتور

اگر بخواهید بار دیزل ژنراتور را با بار کار تطبیق دهید، کار ساده ای نخواهید داشت. اگر مقدار آن به درستی پیش بینی نشود و تک ژنراتور داشته باشید نتایج بسیار بدی به دنبال خواهد داشت. زیرا نتیجه آن تعویض و جایگزین دستگاه با یک دیزل ژنراتور قویتر است.

این در صورتی است که با سنکرون کردن دیزل ژنراتورها، حتی اگر ظرفیت کل دیزل ژنراتورها هم کم باشد، دو روش برای افزایش ظرفیت آنها دارید. یکی از آنها ارتقای دیزل ژنراتور با هزینه پایین و دیگری اضافه کردن دیزل ژنراتور دیگر است. حتی می توانید با سنکرون کردن ژنراتورها، مواقعی که بار کاهش پیدا کرد، برخی ژنراتورها را از مدار خارج کنید.

نگهداری راحت و کم هزینه

از مزایای بزرگ سنکرون کردن دیزل ژنراتورها، این است که اگر یکی از آنها خراب شود یا نیاز به تعمیر پیدا کند، می توانید آن را از مدار خارج کنید. بدون اینکه مجبور باشید کل سیستم را متوقف کنید. تنها در چنین حالتی است که می توان تضمین پیوسته برای تأمین برق در مناطق حساس داد و لایه های حفاظتی با پتانسیل ذاتی آن ایجاد نمود.

مقرون به صرفه تر

ژنراتورهایی که در سیستم سنکرون پارالل استفاده می شوند ظرفیت کمتری دارند و موتورهای این ژنراتورها با طراحی ساخت پیشرفته و حجم بالا، اکثرا صنعتی و جاده ای  هستند. بنابراین تولید این موتورها با هزینه کمتر و مقرون به صرفه تری است و خرید آنها ارزش اقتصادی بیشتری دارد.

انعطاف پذیری

با سنکرون کردن دیزل ژنراتور انعطاف پذیری آنها بیشتر می شود. یعنی می توانید ژنراتورهای کوچک را در هر جایی بگذارید بدون اینکه نگران فضا برای یک ژنراتور بزرگ باشید. اما اگر نمی خواهید از روش سنکرون کردن استفاده کنید، برق مصرف کننده برای هر بخش آن را در ژنراتو کوچک، تقسیم کنید.

اطمینان بالا

وقتی ژنراتورها را نسبت به یکدیگر موازی می کنید یا حالت سنکرون قرار می دهید، نسبت به حالتی که تکی باشند اطمینان بیشتری برای سیستم ایجاد می کنند چرا که توزیع بار در بین ژنراتورها به ترتیب اولویت خواهد بود. در سیستم های پارالل شده امکان پاسخگویی دائمی نیروی پشتیبانی که برای تأمین بار لازم است، وجود دارد. حتی اگر یکی از واحدها از دست برود.

قسمت های مختلف ژنراتورهای سنکرون یا پارالل شده

سیستم های دیزل ژنراتور سنکرون شده شامل انواع پایه و پیچیده هستند که کنترل از راه دور و راه اندازی روتر را دارند. یک نمونه از اجزای سیستم پایه عبارتند از:

• دیزل ژنراتور که شامل ژنراتور، اپراتور و برد موتور است.
• برد اپراتور که برای ارتباط گرفتن با سوئیچ انتقال اتوماتیک بار، موتور و ژنراتور است. همچنین برد اپراتور برای کنترل استارت، زنگ هشدار و فعالیت های نظارتی استفاده می گردد.
• سوئیچ انتقال خودکار بار – مانیتور در پانل سوئیچ. برای مواقعی که افت یا افزایش پیدا کردن قدرت خیلی باشد، HMI بار را به پانل اپراتور ژنراتور مناسب انتقال می دهد تا موتور استارت بخورد یا خاموش شود.
• برد کنترل – سنکرون پارالل. برد HMI اصلی برای توزیع شدن برق در مدارهای مختلف به بریکرها و کنتاکتورها فرمان می دهد. با کمک ژنراتورها دو حالت مختلف امکان راه اندازی و پیکربندی خواهند داشت، که شامل پیکربندی مازاد بر نیاز و پیکربندی افزایش ناخواسته است.

جمع بندی مطالب

همانطور که مطالعه کردید روش سنکرون کردن دیزل ژنراتور مزایای زیادی برای صنایع مختلف به همراه دارد. به همین خاطر در صنایع امروزی جزو اولویت های کاری محسوب می گردد. شما می توانید برای خرید تجهیزات اتوماسیون صنعتی از جمله HMI ، از طریق آزند اتوماسیون به عنوان نماینده رسمی محصولات دلتا در تهران و مشهد اقدام نمایید.