سيستم تهوية ژنراتور (قسمت دوم)

در شکل زیر می توان تهويه با استفاده از جريان هواي شعاعي-محوري با فن شعاعي نصب شده روي شفت را مشاهده نمود.

 

سيستم تهوية ژنراتور (قسمت اول)

براي خنك كردن ژنراتور نيازمند پيش بيني و تعبية سيتم تهوية هوا در آن هستيم كه با توجه به سرعت محيطي روتور و طول هسته، از روشهاي مختلفي استفاده مي شود كه در جدول زير توضيح داده شده‌اند :

 

نوع تهويه	سرعت محيطي روتور	طول هسته	مشخصات سيستم تهويه
نصب فن محوري بر روي شفت ژنراتور	> 40 m/s	< 3 m	1.Adjustable 2.Higer Costs
نصب فن شعاعي بر روي محور روتور	> 20 m/s	< 3 m	1. Lower Cost    2. Not Adjustable
فن موتوري	_____	< 4 m	1. Machines With Low speed / Variable Speed                       2.Higher Losses In Some Cases             3.External Source Necessary
روتور ريم به همراه مسيرهاي شعاعي براي تهويه، درون ريم	> 30 m/s	< 8 m	1. Adjustable         2.Better Air flow Distribution(more Homogenous)

 

در شكلهاي زير وضعيتهاي مختلف تهويه نمايش داده شده اند :

تهويه با استفاده از جريان هواي شعاعي-محوري با فن محوري نصب شده روي شفت

 

سيستم خنك كننده ژنراتور آبي Generator Cooling System (قسمت اول)

 ژنراتورهاي آبي معمولا" توسط هوا خنك مي‎شوند. در ابتدا هوا به طور شعاعي از بيرون‎زدگي سيم‎پيچ (Winding Overhang) عبور كرده، سپس از فضاي بين قطب‎ها مي‎گذرد. جريان هوا توسط مسيرهاي موجود در روتور هدايت مي‎شود. جريان هوا پس از خنك كردن سيم‎پيچ‎هاي روتور از فواصل هوايي بين هسته استاتور عبور كرده تا سيم‎پيچي استاتور را خنك نمايد. مقابل دريچه‎هاي تخليه هوا در قاب استاتور مبدل‎هاي هوا به آب(رادياتور) قرار گرفته تا مجدداً هواي گرم را خنك نمايند. در شكل زير مي توانيد نمايي از يك رادياتور ژنراتور را كه در كارخانه در حال ساخت مي باشد، مشاهده نمود.

 

 

سيستم روانكاري هيدرواستاتيک( Hydrostatic Lubrication System)

روانكاري هيدرواســـتاتيك به منظـــور جلوگيــــري از فرســــودگي زياد ياتاقــــان در زمان راه‎انـدازي واحــــد و يا توقــــف آن صورت مي‎گيـرد. اين سيســــتم همچنيـــن راه‎انـــدازي ژنراتورهـــايي بـــا ياتاقــان تراست، تحت فشار زياد را تسهيل مي‎نمايد. در اين سيستم روغن تحت فشار زياد بين قطعات ياتاقان كف‎گرد و تراست بلوک به صورت يك لايه ايجاد مي‎گردد.

فشــــــار روغــــن توســـط دو مـــوتور پمپ فشـــــار بالا كـــــه يكـــي از آنهــــا رزرو مي‎باشـــد، ايجــــــاد مي‎شـــود. معمولا" در زمان استارت و یا استپ واحد، یکی از پمپها شروع به کار می‌کند و در صورتیکه به هر علتی، فشار روغن تزریق شده به حد مورد نیاز نرسید، پمپ دوم نیز شروع به کار می‌کند. با توجه به اینکه در صورت عدم ایجاد این لایه روغن، امکان صدمه خوردن به سطح یاتاقانها و سطح تراست بلوک وجود دارد، بعضی از سازندگان ژنراتور(مانند ELIN) یکی از این پمپها را بصورت dc در نظر می‌گیرند که در صورت  قطع برق AC مصرف داخلی، این پمپ dc، امکان کارکردن را از طریق باتری‌خانه نیروگاه داشته باشد و از صدمه خوردن به یاتاقانها جلوگیری شود.

روغــــن از مخـــزن یاتاقانها به پمـــپ رســـيده و سپـــس به سطــــح ياتاقان‎ها پمپ مي‎شود و فشار روغن با توجه به قدرت و وزن ژنراتور تا حد 120 bar نیز ممکن است برسد. این پمپها در نیروگاه به High Pressure Pumps ویا بصورت مختصر HP Pumps معروف می‌باشند که در زیر می‌توانید یک نمونه آنها را مشاهده کنید(دو الکتروپمپ AC):

 

 

وجود لایه نازک روغن در هنگام چرخش واحدها بسیار مهم می‌باشد و عدم وجود آن می‌تواند باعث بوجود آمدن صدمات سنگینی در ژنراتورها گردد که در زیر یک نمونه آن را می‌توانید مشاهده نمایید:

 http://i4.tinypic.com/280k3ue.jpg

 

 

 

 

گاید بیرینگ (ياتاقان هادي) ژنراتور(Guide Bearing) (قسمت اول)

اين ياتاقــــان، كاركــــرد صحيــــح و هم‎محـور ماشـــين را در تمــــامي سرعت‎هـــا (از حالت سـكون تا ســـرعت فرار) تضمين مي‎نمــــايد. ياتاقــان هـــادي، می‌تواند هر نيـــروي شعاعي كوچكي را تحمـــل ‎نمـــايد. اين نيرو ممكـن است ناشي از عدم تعادل و عدم بالانس اجتناب ‎نــــاپذير روتـــور و يا عدم تقــــارن كوچـــك مغنــاطيسي مربوط به خطاهـــاي ساخت و نصب باشـــد.

معمولا" در ژنراتورهای آبی عمودی از دو عدد گاید بیرینگ فوقانی و تحتانی استفاده می‌شود(قابل ذکر است که خود توربین نیز بصورت مستقل دارای گاید بیرینگ می‌باشد).یکی از مجموعه گاید بیرینگهای تحتانی و یا فوقانی به همراه یاتاقانهای تراست در یک مجموعه مرکب قرار می‌گیرند که به آن Combined Bearing و یا یاتاقان مرکب نیز می‌گویند.در ياتاقـــان مركب، قطعات ياتاقــان هــادي روي جداره تراست بلوك مـــي‎لغزندو روانكاري و خنك‎كننــدگي ياتاقــان هـــادي نیز توسط سيسـتم روغـــن ياتاقــان تراست انجام مي‎شـود. روغــن مورد نيــــاز هـــم از مخــــزن روغـــن موجود و توسط حرکت تراست بلوک تـأمين مي‎شود.

آن ياتاقان هادي که به تنهایی استفاده می‌شود (فوقاني یا تحتانی) از يك سيستم خنك‎كننده با روغن تحت فشار استفاده می‌کند.اين سيستم شامل دو مبدل حرارتي (كولر) خارجي روغن-آب هر كدام با ظرفيت 100% و دو پمپ روغن كمكي براي گردش روغن مي‎باشد. يكي از پمپ‎ها در حالت رزرو بوده و در صورت خرابي پمپ اصلي به طور خودكار وارد مدار مي‎شود.

گاید بیریگ دیگر که به همراه تراست بیرینگ بصورت مرکب در Combined bearing استفاده می‌شود از محفظه روغن مشترک و Oil Coolerهای مشترک نیز استفاده می‌کند و به تنهایی دارای کولر نمی‌باشد.

معمولا" در Combined Bearing ، از روش Self Pumping ناشی از حرکت تراست بلوک برای به گردش در آوردن روغن استفاده می‌شود و پمپی وجود ندارد.

معمولا" گاید بیرینگ نیز مانند تراست بیرینگ از چندین سگمنت مجزا ساخته می‌گردد.

قابل ذکر است که روتور، شفت، توربین و تراست بلوک که به یکدیگر متصلند در حال حرکت بوده و یاتاقانهای گاید و تراست ثابت می‌باشند.

 

 

ياتاقان كف‎گرد(Thrust Bearing)(قسمت دوم)

اين ياتاقـــان كل وزن اجـــزاء گردان مجمــوعه (ژنراتـــور و تـــوربين) و همچنيــن فشـــار محـــوري توربيـــن را تحـــمل مي‎نمــايد. بخش اصلي ياتاقـــان، بلوك فشــاري(thrust block) مي‎باشد. فشــار محــــوري از تراست بلوك ‌به قطعات ياتاقـــان منتقل مي‎شود. اين قطعات روي spring platesها و نهايتــــاً بر روي براكـت فشار (thrust bracket) قرار مــــي‎گيرند. روغـــن مورد نيــاز روانكــــاري و خنك‎كننـدگي ياتاقان‎هــــا توسط عمل خود پمپـــاژ (بدون پمپ) سوراخ‎هـــاي شعـاعي تراست بلوك و در حين گردش اين قسمت، جريان مي‎يابد.

سطـــح ياتاقـــان از فلز سفيد(بابيت) با كيفيــــت بالا تشكيل شــده است. صيقلـــي بودن دو ســـطح لغــزان، تضمين‎كننـــده وجود هميشــــگي يك لايـــه روغــــن بين آنها در ســـرعت حداقل و ســرعت نامـــي مي‎باشد.اهميت وجود اين لايه روغن در كاركرد دايم و صحيح ژنراتور بسيار موثر است و از بين رفتن آن مي‌تواند باعث صدمه خوردن شديد ياتاقانها و در نهايت از كار افتادن ژنراتور گردد. قطعـــات ياتاقـــان كف‎گرد بر روي صفحـــات فنـــري بشقـابي شـــكلي مســـتقر مي‎شـــوند تا توزيـــع يكنواخــت بار محــــوري بــر روي اين قطعــــات تضميـــن گــردد. در شکل زیر می توانید یک سگمنت یاتاقان تراست(شکل سمت چپ) را به همراه صفحه فنری بشقابی (Pressure Plate) (شكل سمت راست) مشاهده نمود.

 

 

در شكل زير نيز مي توان مجموعه چند سگمنت تراست بيرينگ را كه در محفظه تراست براكت قرار دارد، مشاهده كرد.

 

قطبهاي روتور و سيم پيچي آن

ورقه‎هـــاي قطب از جنـــس فولاد با نـورد گرم مي‎باشــنـد كه از دو طـــرف توســط يك لايه اكسيد، عايق شــده اســـت. اين لايه‎هــا توسط پيچ‎هاي محـــوري به يكديگر محكــم مي‎شوند. صفحـــات انتهــايي ورقـــه‎هاي قطبهـــا را محكم نگاه داشتـــه و نيروي گريز از مركز ناشي از سيم‎پيچ‎هـــاي ميـــدان را خنثي مي‎نمايد. سيم‎پيچ‎هاي ميـــدان شامل نوارهاي تخت مسي مي‎شود كه به صـــورت يك لايه دور بدنه قطب پيچيـده شده است. سيم‎پيچ‎هـــا از كفش قطـب، صفحـــه كلمـپ و بدنه قطب عايق شده‎اند. بين دورهـــاي سيم‎پيچـــي نيز لايه عايقي از جنــس رزين مصنوعـــي وجود دارد، سپــس يك رزين مصنوعي به صورت تحت فشـــار و گرم بين لايه‎ها تزريق مي‎شـــود تا ساختــاري محكم، فشـــرده و پايدار را ايجاد نمــايد. شينه‎هاي تحريك نيز سيم‎پيچــي روتـــور را به حلقه‎هــــاي لغـــزان (Slip Ring)متصل مي‎نمايد. اين شينه‎هــا از جنس مـس الكتروليتیك مي‎باشــند. ارتبـــاط قطبهــا به طوقـــه روتـــور(روتور ريم) توسط شيارهــــاي T شكلـــي ايجاد مي‎شـــود كه پايه T شـــكل قطبهـــا درون آنها مستقر مي‎شود.

روتور ريم(Rotor Rim)

 روتـــور ریم (Rotor Rim) داراي ساختار مورق مي‎باشــد. طوقه روتور ریم از قطعــــات مجـزاي ورقه‎هاي فولادي تشكيـــل شده كه روي هم چيـــده مي‎شوند. صفحات فولادي با استحـــكام بالا و داراي هم‎پوشاني، توسط تعـــداد زيـــادي پيچ‎هاي محــوري كه به طور يكنـــواخت روي محيط تعبيه شده‎اند بهم بسته مي‎شوند.

 

 

روتور و روتور هاب

روتــور بخش‎گردان ژنـــــراتور مي‎باشـــد كه شـــامل شفت، هــاب(Hub)،    چـــرخ مغناطيسي (magnetic wheel) و قطبـــها مــي‌گردد. شفـت روتـور كه گشـــتاور را از توربين به ژنراتور منتقل مي‎نمايد، با فلنـج به شفت تــــوربين متصل شـــده است. در ژنراتورهاي بزرگ، شفــت شامل دو بخــــش مــي‎شود (بخـــش بالا و پائين) كه به ترتيب مستقيمـــاُ به بالا و پائيـــن هاب روتور با فلنــج متصل مـــي‎شود. شفـــت كه از فــــولاد با كيفيـــت بالا ســاخته شــده است به گونـــه‎اي طراحي شــــده كه در مقـابل تنشهــــاي ناشي از اتصـــال كـــوتاه ناگهـــاني و يا هنگام سنــــكرون كردن اشتباه، مقـــاومت نمايد.

 هاب روتـــور كه داراي ساختار صفحه‎اي است، از ورقهـــاي فولادي نورد شده با كيفيت بالا ســـاخته شده است و ارتبـــاط بين شـــفت و طوقـــه مغناطيسي روتور را ايجاد مي‎كند. 

 

كاربرد روتور هاب:

-          نگهداري روتور ريم، قطبها، فن‌ها و رينگ ترمز

-          انتقال گشتاور شفت به روتور ريم و قطبها

-          تحمل نيروهاي ناشي از Shrinkage(عمل انقباض)  روتور ريم

 

انواع روتورهاب:

-          روتور هاب به همراه سيلندر مركزي ، اتصال به شفت با كمك اتصالات KEY شكل (شكل 1)

-          روتورهاب به همراه فلنجهاي فوقاني و تحتاني ، اتصال به شفت از طريق پيچ و مهره (شكل 2)

-          روتورهاب به همراه بازشوهاي فوقاني و/يا تحتاني به منظور               محبوس كردن هواي تهويه (Rim Ventilation system)

 

                                           شكل (۱)

 

 

                                                   شكل (۲)

 

ژنراتور نیروگاه آبی

ژنراتــــــور مهمترين بخــــش نيــــروگاه آبي اســـت كه انـــــرژي مكـــــانيكي دورانـــي را تبديـــــل به انرژي الكــــتريكي مــي‎كند و از دو بخــــش اصلــــي روتــور و استاتور تشكيل شده است

ژنراتورهاي نوع سنكرون عمودي شامل بخش‎هاي زير مي‎باشند:

-         قاب استاتور(Stator Frame)

-         هسته استاتور( Stator Core)

-         سيم‎پيچ استاتور(ُStator Winding)

-         روتور(Rotor)

-         حلقه مورق روتور(Rotor Rim)

-         قطبها(Poles)

-         ياتاقان‎هاي كف‎گرد(Thrust Bearing)

-         ياتاقان‎هاي هادي(Guide Bearing)

-         سيستم روانكاري هيدوراستاتيك(Hydrostatic lubrication system)

-         سيستم خنك‎كننده      Cooling system

-         واحد ترمز و بالابري  (Braking and  jacking unit)

 

در مطالب گذشته بعضی از این قسمتها توضیح داده شدند و در ادامه نیز ، سایر قسمتها همرا با شکل توضیح داده می شوند.

 

استاتور فریم یا قاب استاتور(Stator Frame)

قاب استاتـــــور از اجـــــزاء فـولادي نورد شده ســــاخته شـده است كه هســـته، سـيم‎پيچ و اجـــزاء جــــانبي اســـتاتور نظـــيركولرهــاي هوايي-آبي را روي خـــــود جـــاي مي‎دهد. قاب اســـتاتور با ســـاختار خـــاص خود كل وزن روتــور را از طــريق براكــت تراست تحمل مي‎نمـــايد. عـــلاوه بر نيــروهاي ناشي از گشــتار و وزن خود استاتـــور، قاب استاتـــور وزن كليه اجراء گردان (ژنراتــور و توربيــــن)، وزن براكـــت تراست و بارهـاي ناشـــي از فشــــار هيدروليـــكي را از طریق سل پلیت ها  يا حلقه‎هـــاي نگهدارنده به فونداسيــــون منتقل مي‎نمـــايد. دريچه‎هـــاي خـــروج هـــوا نيز در قـــاب استاتـور تعبيه شده است.در شكل زير مي توانيد نماي استاتور فريم يك ژنراتور آبي با توان ۸۱ مگاولت آمپر را مشاهده نماييد.

 

 

هسته استاتور (Stator Core)(قسمت دوم)

هسته استاتــور شامل صفحات دينامو كم تلفات است كه ضخامت هر يك 5/0 ميليمتر مي‎باشد. براي خنك كردن هسته ، تعدادي كانال درون هسته جاسازي شده است كه جنس اين كانالها از تعدادي ميله هاي غيرمغناطيسي كه بر روي ورقه هاي سيليكون با ضخامت 65/0 ميليمتر جوش مي شوند، تشكيل شده است. جريان هوا از درون اين كانالها عبور كرده و هسته را خنك مي كند.

شيارهايي در داخلي ورقه‎ها تعبيه شده‎اند تا امكان استقرار سيم‎پيچ‎هاي استاتور فراهم گردد. وقتي كه سيم‎پيچ‎ها در شيارها قرار گرفتند توسط گوه‎هايي عايق به شكل دم چلچله در محل خود ثابت شده و محل شيار پر مي‎گردد.

هستة استاتور از طريق  Stator Frame ، نيروهاي ناشي از وقوع خطا و يا انبساط حرارتي را به فونداسيون منتقل مي كند.

در شكل زير مي توان  Stator Frame ، هسته و پيچهاي دم چلچله اي را مشاهده نمود.

 

 

 

هسته استاتور (Stator Core)(قسمت اول)

هستة استاتور مسيري با رلوكتانس مغناطيسي پايين جهت عبور شار مغناطيسي فراهم مي سازد. قطر داخلي استاتور بوسيلة گشتاور در حجم( Torque Per Volume) و اثر لختي GD² تعيين مي شود.

هستة استاتور از دو قسمت تشكيل شده است :

1-       ( يوغYoke ) : قسمتي است كه بين شيار و قطر خارجي قرار مي گيرد.

2-        (Teeth دندانه ها) : قسمتهايي از هسته كه بين شيارها قرار مي گيرد.

 

قسمتهاي انتهايي هسته ، جهت كاهش دماي ناشي از عبور شار مغناطيسي به روش خاصي تهيه مي شوند و معمولا“ در اين قسمتها فاصلة هوايي بيشتر از مركز هسته مي باشد. شيارها در بدنة هستة استاتور پانچ مي شوند و محل قرار گرفتن سيم پيچي استاتور مي باشند.

ورقه هاي هسته از سيليكن با تلفات پايين و مقاوم در برابر پيري ( Non-Aging ) و با ضخامت 5/0 ميليمتر تهيه مي شوند. اين ورقه ها از هر دو طرف با لايه هاي وارنيش عايق شده اند ( عايق كلاس F ).  هسته بر روي  Stator Frame نصب مي شود و در ضمن هنگام ورقه چيني ، ورقه‌هاي لايه‌هاي مختلف بر روي يكديگر همپوشاني دارند. براي محكم كردن ورقه ها ، از تعدادي  Pressure Finger  كه بر روي Clamping Plate جوش مي شوند و همچنين از تعدادي پيچ با مقطع دم‌چلچله‌اي (DoveTail ) استفاده مي‌شود و ورقه ها به همديگر پرس مي شوند. در ماشينهاي بزرگ از تعدادي  Clamping Bolt كه از هسته نيز عايق مي باشند براي استحكام بيشتر استفاده مي كنند.

 

سيم پيچ استاتور (ُStator Winding) (قسمت چهارم)

پس از خشك كردن ، قسمتي از  Bar كه درون شيار قرار مي گيرد را با يك هادي گرافيتي رنگ مي كنند تا از كورونا مابين عايق و سطح شيار جلوگيري كنند.

براي كاهش گراديان ولتاژ در قسمت خم  Bar ، اين قسمت با مواد نيمه هادي(  tape يا رنگ ) پوشانده مي شود. قبل از قرار دادن سيم پيچ در شيار يك ورقه هادي در شيار قرار مي دهند تا فاصله هاي هوايي بين شيار و  Bar را پر كند و به يك تماس الكتريكي خوب دست پيدا كنيم. براي چسبيدن  Bar به ورقة هادي از يك چسب هادي ( Putty ) استفاده مي شود.

بايد توجه كرد كه عايق هاديها در bar از جنس  Fiber Glass مي باشد در حاليكه عايق بين دورهاي سيم پيچي در يك  Coil از "ميكا +  Fiber Glass " استفاده مي شود. عايق بين هاديهاي  Coil نيز به همين صورت مي باشد.

در شكل زير قسمتهاي مختلف سيم پيچ را به همراه نحوة قرار دادن آن در شيار مي توان ديد.

 

 

تصوير واضحتر را در لينك زير مي توانيد مشاهده كنيد.

http://i7.tinypic.com/24e6du0.jpg

 

سيم پيچ استاتور (ُStator Winding) (قسمت سوم)

عايقي كه براي عايق بندي سيم پيچها استفاده مي شود ميكالاستيك(MicaLastic) مي‌باشد. اين عايق از سال 1957 تا کنون استفاده می‌شود و تا به حال هيچ خطايي كه ناشي از پيري این عايق باشد گزارش نشده است .

ميكالاستيك دارای كلاس عایقی F بوده و تا ولتاژ 27 كيلوولت و گراديان ولتاژ 4/2 تا 8/2  KV/mm  را مي‌تواند تحمل كند. ميكالاستيك شامل لايه هاي ميكاي غير آلي ( ميكاي نرم) بعنوان ماده اصلي بوده كه تحت عمليات حرارتي در اپوكسي رزين بعنوان ماده پوشاننده قرارمي گيرد .

Coil ها يا Bar هاي ترانسپوز شده به صورت پيوسته توسط لايه هاي ميكا پوشانده شده و سپس با فرايند فشار در خلاء، در اپوكسي رزين غوطه ور مي گردند.

پس از عملیات (VPI) ، سيم پيچها در يك كوره با درجه حرارت بالا خشك مي شوند.  

 

سيم پيچ استاتور (ُStator Winding) (قسمت دوم)

بايد توجه كرد كه Coil ها به صورت سيم پيچي حلقوي توليد مي شوند كه در قسمت  Over-Hang ترانسپوزه شده اند ولي  Bar ها به صورت سيم پيچي موجي براي ماشينهاي Water Cooled و سيم پيچي حلقوي براي ماشينهاي  Air-Cooled با 360 درجه يا 540 درجه ترانسپوزيشن ساخته مي‌شوند.

در شكل زير مي توان Bar  ها و  Coil ها را براي يك ژنراتور نوعي ديد.

 

Lap Bars

 

Wave Bars

 

 

Coils

 

 

سيم پيچ استاتور (ُStator Winding) (قسمت اول)

سيم‌پيچ استاتور را با نامهاي سيم‌پيچ آرميچر يا سيم‌پيچ اندويي ( Induced Winding) نيز بيان مي كنند. اين سيم‌پيچ شامل يك مدار الكتريكي است كه ولتاژ و جريان آن ( وقتي كه به شبكه وصل مي شود) ، توسط يك شار مغناطيسي متغير حاصله از "جريان روتور و حركت روتور" ، القا مي شود.

نوع ، جانمايي و ابعاد اين سيم‌پيچي توسط توان نامي ، ولتاژ ، تعداد قطبها(سرعت)، نيازمنديهاي ناشي از حداكثر مجاز گرم شدن سيم‌پيچي، راكتانس، راندمان و هزينه كمتر تعيين مي شود.

 

انواع سيم‌پيچ به صورت زير مي باشند :

1-      كلاف ( چند دور)( Coil)

2-       Bar (تك دور)

 

سيم پيچ استاتور از هاديهاي مستطيلي تشكيل شده كه به منظور اعمال ولتاژ مورد نظر و انجام تستهاي معين ، نسبت به هم عايق شده اند. سيم پيچ استاتور معمولا“ به صورت ستاره به هم متصل شده و داراي 3 ترمينال فاز و 3 ترمينال زمين مي باشد. سيم پيچ استاتور از دو ماده گرانقيمت عايق و مس ساخته شده كه براي ساختن آن نيازمند ساعتهاي كاري زيادي هستيم.

جهت ساخت سيم پيچ ، عملياتي انجام مي شود كه به آن VPI يا Vacuum Pressure Impregnation گويند و با توجه به اندازه ماشين اين عمليات بصورت زير انجام مي شود:

1- VPI كلي براي ماشينهاي با قدرت كم و متوسط با Coil    يا  Bar (هسته و سيم پيج به همراه هم به كوره مي روند .)

2-VPI گروهي براي ماشينهاي با قدرت متوسط يا زياد كه بصورت  Coil باشند ( در كوره هاي فولادي )

3- VPI   جداگانه براي ماشينهاي با قدرت متوسط يا زياد كه بصورت Bar   باشند ( در كوره هاي مخصوص )

 

سيم پيچي ميرا كننده (Damper winding)(قسمت دوم)

اين سيم پيچي كه دمپر نيز ناميده مي شود، گشتاور راه اندازي را در حالت موتوري ايجاد مي كند. علت اصلي نصب آنها در ژنراتورها، اين است كه گشتاوري براي ميرا كردن نوسانهاي روتور ايجاد كنند. وقتي سرعت روتور از سرعت سنكرون آن تغيير نمايد دمپرها گشتاور القايي توليد مي كنند كه مقدار آنها تقريباً متناسب با انحراف سرعت روتور از سرعت سنكرون است، به شرط آنكه انحراف سرعت كم باشد. اگر سرعت روتور كمتر از سرعت سنكرون شود گشتاور ايجاد شده موتوري و چنانچه سرعت روتور بيشتر از سرعت سنكرون شود گشتاور ايجاد شده مولدي است.

از اين رو دمپرها نوسانات ايجاد شده در حالت خطا (اتصال كوتاه) را كاهش مي دهند و در ضمن نسبت ولتاژ بازگشتي (recovery voltage) كليد اصلي ژنراتور را كاهش مي دهند. بنابراين تنشهاي اعمالي بر روي عايق سيم پيچي تحريك، در هنگام اتصالي در سيم پيچي استاتور، كاهش مي يابد.

 

☺دسته بندي :

            دمپرها به دو صورت تقسيم بندي مي شوند :

- بر اساس نوع اتصالات  :

  ·    بسته (closed)  : 2رينگ ميله هاي دمپرتمام قطبهارابهم متصل مي سازد.

  ·   باز   (opened) :  ميله هاي دمپر در هر قطب به همديگر وصل مي شوند ولي هيچگونه اتصالي بين دمپرهاي دو قطب وجود ندارد(اتصال از طريق روتور ريم برقرار مي شود).

 

2- مقاومت (resistance)  :

كه به دو دسته مقاومت بالا و مقاومت پايين تقسيم مي شوند.

 

 

 

نحوه قرارگیری قطبها بر روی روتور

در شکل زیر می توانید چگونگی قرار گیری قطبها، بر روی روتور ریم را مشاهده نمایید.

 

 

فاصلة هوايي ( Air Gap ) در ژنراتورهای آبی

فاصلة هوايي بين استاتور و روتور در حقيقت وظيفة تبادل انرژي الكترومكانيكي را بر عهده دارد. فاصلة هوايي قسمتي از مدار مغناطيسي محسوب مي شود كه داراي رلوكتانس بالايي بوده و بيشترين مصرف انرژي مغناطيسي را بر عهده دارد.

اندازة فاصلة هوايي با توجه به مقدار نسبت اتصال كوتاه و راكتانس مورد نظر تعيين مي گردد. در ضمن اين فاصلة هوايي به همراه شكل كفشك قطبها ، شكل موج ولتاژ را تحت تاثير قرار مي دهد. معمولا“ اندازه فاصلة هوايي ( در مركز قطب ) تقريبا“ 3% گام قطب(Pole Pitch)  در نظر گرفته مي شود.

هسته قطب (Pole Core)

هسته قطبها به همراه روتور ريم، مسيري با رلوكتانس پايين براي شار مغناطيسي در روتور ايجاد مي‌كند. ابعاد اصلي هسته قطب، با توجه به ماگزيمم چگالي شار، راكتانس موردنظر، نيروهاي گريز از مركز و همچنين نوع تهويه، تعيين مي‌شود.

هسته قطب از دو قسمت تشكيل شده است:

1-      كفشك قطب(Pole Shoe) : كه شكل فاصله هوايي را تعيين مي‌كند.

2-      بدنه قطب(Pole Body): كه نشيمنگاه سيم‌پيچ تحريك مي‌باشد.

 

بدنه قطب بصورت مستطيلي بوده و كفشك قطب بصورت قسمتي از يك سينوس بوده و كلا" ورقه‌ها با ضخامت 1 يا 2 ميليمتر پانچ شده و پس از هسته‌چيني، با Clamping Plate و پيچ به هم پرس شده و محكم مي‌شوند. نحوه اتصال قطبها به روتور(روتور ريم و يا شفت) بصورت دم‌چلچله‌اي(T-Dovetail) مي‌باشد. بايد توجه كرد كه وزن قطبها بر روي پارامتر GD² موثر مي‌باشد.

در شكل زير هسته يك قطب به همراه بدنه عايق آن(قسمت آبي رنگ كه عايق ميكا مي‌باشد) و همچنين نحوه قرار دادن عايق در بين لايه‌هاي آن را مشاهده مي‌كنيد.

 

 

 

دمپر(Damper)

 سيم‌پيچي دمپر از يك مدار اتصال كوتاه تشكيل شده كه درون كفشك قطب قرار مي‌گيرد. از اين مدار اتصال كوتاه شده در حالت عملكرد نرمال ماشين، هيچ جريان گردشي عبور نمي‌كند. زماني از دمپر جريان عبور مي كند كه خطاي سنكرونيزاسيون يا خطاي اتصال كوتاه يا عدم تقارن بار در ژنراتور پيش آيد. در زمان خطاي سنكرونيزاسيون(زماني كه سرعت واحد نسبت به سرعت سنكرون اختلاف داشته باشد)، خطوط ميدان مغناطيسي، سيم‌پيچ دمپر را قطع مي‌كند كه باعث عبور جريان و توليد گشتاور در آن مي‌شود. جهت جريان بگونه‌اي است كه در حالت كم بودن سرعت واحد، گشتاور شتاب دهنده و در حالت بيشتر بودن سرعت، گشتاور ترمزي در واحد ايجاد مي‌نمايد. به اين ترتيب به بازگشت واحد به سرعت سنكرون كمك مي‌كند.

جهت تعيين ابعاد ميله هاي دمپر، نيازمند تعيين مقادير زير هستيم:

-          حداكثر جريان نامتقارن مولفه منفي(I₂/I_n)  در حالت عملكرد پيوسته

-          حداكثر مقدار  I₂²t در زمان وقوع خطا

سيم‌پيچ دمپر از چندين ميله مسي استوانه‌اي، روي سطح كفشك قطب و درون شيارهايي توزيع شده‌اند و در دو انتها بوسيله تسمه‌هاي مسيبه همديگر جوش خورده‌اند. ارتباط بين قفسهاي دمپر، توسط تسمه‌هاي مسي قابل انعطاف و يا از طريق بدنه قطب و روتور ريم، انجام مي‌شود (نوع بسته يا باز). نوع بسته و يا باز قفس دمپر با توجه به مقدار راكتانس زيرگذراي(Sub-Transient)  درخواست شده از طرف خريدار تعيين مي‌شود.

تعداد ميله‌هاي دمپر به ازاي هر قطب، تابعي از تعداد شيار در قطب در فاز استاتور (تعداد شيارهايي بر روي استاتور كه در يك فاز آن به ازاي هر قطب وجود دارند) و همين طور راكتانس زيرگذرا مي‌ باشد.

اگر از سيم‌پيچ دمپر بعنوان راه‌انداز در حالت موتوري(موتور سنكرون) استفاده شود، طراحي متفاوتي بكار مي‌رود تا دمپرها بتوانند جريانهاي بيشتري را تحمل كنند.

در شكل زير، قطعات مختلف قطبهاي روتور را به همراه ميله‌هاي دمپر آن مي‌توان مشاهده كرد.

  

 

قسمتهاي مختلف يك قطب و سيم پيچ آن

در شكل زير مي توانيد قسمتهاي مختلف يك قطب برجسته را در هيدروژنراتورها ببينيد

 

1. Pressure Frame

 2. Lower Insulating Frame

 3. Lower Corner Insulation

 4. Core Insulation

 5. Cooling Coil

 6. Normal Coil

 7. Coil Insulation

 8. Upper Insulating Frame

 9. Upper Corner Insulation

سيم پيچ ميدان

اين قسمت كه سيم‌پيچ تحريك و يا اندوكتور نيز ناميده مي‌شود، مشتمل بر يك مدار الكتريكي بوده كه از آن جريان DC عبور مي‌كند و شار مغناطيسي در فاصله هوايي توليد مي‌كند. ابعاد آن توسط توان سيستم تحريك، حداكثر حرارت مجاز، راندمان و قيمت، تعيين مي‌شود.

چون وزن مس سيم‌پيچي قطبها بر روي لختي سيستم(GD²)  نيز تاثير مي‌گذارد، پس مقدار مطلوب لختي، بر روي وزن مس اين سيم‌پيچي نيز موثر است.

عايق سيم‌پيچ تحريك از نوع كلاس F بوده و بين دورهاي سيم‌پيچ، از ورقهاي عايق Nomex استفاده مي‌كنند. عايق بين سيم‌پيچ و بدنه قطب از Fiber Glass فشرده شده با اپوكسي رزين مي‌باشد.

هاديها از ورقهاي مس مسطحي درست شده‌ و حول بدنه قطب بصورت پيچ در پيچ، جوش داده مي‌شوند. تمام سيم‌پيچ، تحت فشار و حرارت، پرس شده و سپس خشك مي‌شوند. اين سيم‌پيچ توسط يك Clamping Frame  فولادي به بدنه قطب محكم مي‌شوند. 

  

 

قطبهاي برجسته در ژنراتورهاي آبي

همانطور كه مي‌دانيد، قطبهاي ژنراتورهاي آبي از نوع برجسته مي‌باشند. اين قطبها از اجزاي زير تشكيل شده‌اند:

1-      سيم پيچ ميدان (Field winding)

2-      دمپرها

3-      هسته قطب (Pole core)

 

قطبها وظيفه ساختن ميدان مغناطيسي چرخان در فاصله هوايي بين استاتور و روتور را بر عهده دارند. در زير شكل يك قطب برجسته ژنراتور را مي توانيد مشاهده كنيد

 

ياتاقانهاي تراست ژنراتور آبي

در محفظه ياتاقانهاي تراست ژنراتور(تراست براكت و Housing روغن ياتاقانها)، از چندين سگمنت ياتاقان استفاده مي شود. بعبارت ديگر ياتاقان تراست ژنراتور، سگمنت سگمنت مي باشد. در هر سگمنت يك سوراخ براي عبور روغن با فشار زياد (High Pressure Oil Injection) تعبيه شده است كه در موقع استارت و استپ واحد، روغن با فشار زياد در آن عبور مي كند و از تماس فلز به فلز سگمنت ياتاقان با تراست بلوك(كه به شفت متصل است و همراه با آن مي چرخد) جلوگيري مي كند. در ضمن در هر سگمنتي، يك محفظه براي قرار دادن يك المنت حساس به حرارت(RTD) تعبيه مي گردد كه وظيفه اندازه گيري دماي ياتاقانها را بر عهده دارد. در صورت افزايش درجه حرارت آن از يك حد معين، باعث اعلام آلارم و يا فرمان تريپ مي شود. اهميت عملكرد صحيح اين ياتاقانها به اندازه اي است كه بعضي از تعميركاران و بهره برداران نيروگاه از آن بعنوان قلب ژنراتور نام مي برند.

 

ياتاقانها در هيدروژنراتورهاي عمودي

 در يك ژنراتور آبي، معمولا" از دو نوع ياتاقان استفاده مي شود:

1-    ياتاقان راهنما (guide bearing) ، معمولا"  در بالا و پايين شفت ژنراتور، دو ياتاقان بالايي و پاييني(upper & Lower) ، براي جلوگيري از حركت عرضي شفت وجود دارد.

 

 

 2- ياتاقان كفگرد(thrust bearing)  كه با توجه به نوع ژنراتور مي‌تواند در بالا و يا پايين شفت ژنراتور، نصب شود و وزن كل قطعات چرخنده(روتور، شفت، توربين و ...) بر روي آن قرار مي‌گيرد.

 -          معمولا" يكي از ياتاقانهاي راهنما به همراه ياتاقان كفگرد، در يك مجموعه مشترك قرار مي‌گيرند كه به آن Combined Bearing گويند.

استانداردهاي شركت ملي گاز ايران

در لينك زير مي توانيد استانداردهاي صنعت گاز را پيدا كنيد كه مقداري از آنها برقي نيز هستند ولي قابليت داولود شدن را دارند. در ضمن استانداردهاي معتبر بين المللي، مانند IEC را نيز در آنجا مي توانيد پيدا كنيد.

http://igs.nigc.ir/igs/

ممان اینرسی ژنراتورها

يكي از پارامترهاي مهمي كه در زمان طراحي ژنراتور ارايه مي‌شود، پارامتري بنام اينرسي واحد است كه در واقع نشان‌دهنده، لختي سيستم چرخنده در مقابل تغييرات سرعت است و واحد آن تن.مترمربع(T.M2) و يا كيلوگرم.مترمربع مي باشد. با توجه به اين پارامتر، قطر داخلي استاتور ژنراتور بدست مي آيد و چنانچه خيلي بزرگ انتخاب شود مي تواند باعث بالا رفتن زياد هزينه ساخت ژنراتور و كاهش راندمان آن شود. اين پارامتر به نامهاي مختلفي در مدارك سازنده هاي مختلف ارايه مي‌شود كه در زير به بعضي از موارد مشهور آن و ارتباط آنها اشاره مي‌شود:

-         Flywheel Effect(MD² or GD²)

-         Moment of Inertia (J)

-         GD²=MD²=4*J                         

محاسبه online مقاومت شبكه گراند (earth)

در لينك زير مي توانيد سايتي را پيدا كنيد كه بصورت online مقدار مقاومت شبكه هاي زمين را با مش بنديهاي مختلف، محاسبه كند.

http://www.sankosha.com/calc.asp

سايت پرسش و پاسخ مهندسي(eng-tips)

شما در لينك زير، مي توانيد سايتي را پيدا كنيد كه گروهي از مهندسين و دانشمندان علوم مختلف در آن جمع شده اند. در اين سايت ، پس از عضو شدن مي توانيد وارد يكي از گروههاي كاربري مورد علاقه خود شويد و ضمن ارايه سوالات خود، پرسش و پاسخ ديگر اعضا را مشاهده كنيد.

سايت بسيار خوبي است. 

 http://www.eng-tips.com

نيروگاههاي برق آبي كوچك(micro-hydro power)

در لينك زير مي توانيد نمونه هايي از نيروگاههاي برق آبي كوچك را كه در نقاط مختلف دنيا(عمدتا" كشورهاي جهان سوم) اجرا شده اند، پيدا كنيد و اطلاعات مربوط به آنها را مطالعه نماييد.

http://www.itdg.org/cgi-bin/search/search.pl?Terms=micro-hydro+power&Range=All&Format=Standard

كدهاي RAL رنگهاي تابلوها و تجهيزات الكتريكي

در زير كدهاي مختلف مربوط به RAL تجهيزات(رنگ تجهيزات) ارايه شده است.

RAL Colours

1000 - green beige
1001 - beige
1002 - sand yellow
1003 - signal yellow
1004 - golden yellow
1005 - honey yellow
1006 - maize yellow
1007 - daffodil yellow
1011 - brown beige
1012 - lemon yellow
1013 - oyster white
1014 - ivory
1015 - light ivory
1016 - sulfur yellow
1017 - saffron yellow
1018 - zinc yellow
1019 - grey beige
1020 - olive yellow
1021 - rape yellow
1023 - traffic yellow
1024 - ochre yellow
1026 - luminous yellow
1027 - curry
1028 - melon yellow
1032 - broom yellow
1033 - dahlia yellow

2000 - yellow orange
2001 - red orange
2002 - vermilion
2003 - pastel orange
2004 - pure orange
2005 - leuchtorange
2007 - luminous orange
2008 - lum. bright orange
2009 - traffic orange
2010 - signal orange
2011 - deep orange

3000 - flame red
3001 - signal red
3002 - carmine red
3003 - ruby red
3004 - purple red
3005 - wine red
3007 - black red
3009 - oxide red
3011 - brown red
3012 - beige red
3013 - tomato red
3014 - antique pink
3015 - light pink
3016 - coral red
3017 - rose
3018 - strawberry red
3020 - traffic red
3022 - salmon pink
3024 - luminous red
3026 - lumin. bright red
3027 - raspberry red

4001 - red lilac
4002 - red violet
4003 - heather violet
4004 - claret violet
4005 - blue lilac
4006 - traffic purple
4007 - purple violet
4008 - signal violet

5000 - violet blue
5001 - green blue
5002 - ultramarine blue
5003 - sapphire blue
5004 - black blue
5005 - signal blue
5007 - brillant blue
5008 - grey blue
5009 - azure blue
5010 - gentian blue
5011 - steel blue
5012 - light blue
5013 - cobalt blue
5014 - pigeon blue
5015 - sky blue
5017 - traffic blue
5018 - turquoise blue
5019 - capri blue
5020 - ocean blue
5021 - water blue
5022 - night blue

6000 - patina green
6001 - emerald green
6002 - leaf green
6003 - olive green
6004 - blue green
6005 - moss green
6006 - grey olive
6007 - bottle green
6008 - brown green
6009 - fir green
6010 - grass green
6011 - reseda green
6012 - black green
6013 - reed green
6014 - yellow olive
6015 - black olive
6016 - turquoise grren
6017 - may green
6018 - yellow green
6019 - pastel green
6020 - chrome green
6021 - pale green
6022 - olive drab
6024 - traffic green
6025 - fern green
6026 - opal green
6027 - light green
6028 - pine green
6029 - mint green
6032 - signal green

7000 - squirrel grey
7001 - silver grey
7002 - olive grey
7003 - moss grey
7004 - signal grey
7005 - mouse grey
7006 - beige grey
7008 - khaki grey
7009 - green grey
7010 - tarpaulin grey
7011 - iron grey
7012 - basalt grey
7013 - brown grey
7015 - slate grey
7016 - anthracite grey
7021 - black grey
7022 - umbra grey
7023 - concrete grey
7024 - graphite grey
7026 - granite grey
7030 - stone grey
7031 - blue grey
7032 - pebble grey
7030 - cement grey
7034 - yellow grey
7035 - light grey
7036 - platinum grey
7037 - dusty grey
7038 - agate grey
7039 - quartz grey
7042 - traffic grey A
7043 - traffic grey B

8000 - green brown
8001 - ochre brown
8002 - signal brown
8003 - clay brown
8004 - copper brown
8007 - fawn brown
8008 - olive brown
8011 - nut brown
8012 - red brown
8014 - sepia brown
8015 - chestnut brown
8016 - mahogany brown
8017 - chocolate brown
8019 - grey brown
8022 - black brown
8023 - orange brown
8024 - beige browun
8025 - pale brown
8028 - terra brown

9001 - cream
9002 - grey white
9003 - signal white
9004 - signal black
9005 - jet black
9006 - white aluminium
9007 - grey aluminium

9010 - pure white
9011 - graphite black

9016 - traffic white
9017 - traffic black
9018 - papyrus white

نقشه هاي تك خطي مناطق ديسپاچينگ ايران

در اين لينك كه متعلق به مديريت برق شبكه ايران(IGMC) مي باشد، مي توانيد كليه نقشه هاي تك خطي پستهاي ايران(ديسپاچينگهاي منطقه اي) را مشاهده كنيد. البته در ابتدا بايد نرم افزار whip را که در این سایت وجود دارد، داونلود نموده و نصب کنید تا بتوانید نقشه ها را مشاهده کنید.

http://www.igmc.ir/farsi/RahBariNet/Single_lineMaps.asp