سنکرون دیزل ژنراتور چیست؟ راهنمای کامل پارالل کردن دو ژنراتور و اتصال به برق شهری
در بسیاری از پروژه های صنعتی، بیمارستان ها، دیتاسنترها و خطوط تولید پیوسته، تأمین برق تنها به داشتن یک دیزل ژنراتور محدود نمی شود؛ بلکه موضوع اصلی، پایداری، توزیع هوشمند بار و جلوگیری از شوک های الکتریکی در زمان تغییر منبع تغذیه است. زمانی که بار مصرفی افزایش پیدا می کند یا نیاز به انتقال بدون وقفه بین برق شهری و منبع اضطراری وجود دارد، استفاده از یک ژنراتور به تنهایی پاسخگو نیست.
در چنین شرایطی از دو دیزل ژنراتور به صورت همزمان استفاده می شود یا ژنراتور با برق شهری به شکل موازی کار می کند. اما این اتصال بدون هماهنگی دقیق امکان پذیر نیست. به این فرآیند هماهنگ سازی، سنکرون کردن دیزل ژنراتور گفته می شود.
چرا دو ژنراتور را سنکرون می کنیم؟
- وقتی مصرف برق زیاد باشد، دو ژنراتور با هم کار می کنند تا بار تقسیم شود.
- ژنراتور با برق شهری هماهنگ می شود و در صورت قطع برق بلافاصله وارد مدار می شود.
- برای صرفه جویی در سوخت یا مدیریت بهتر مصرف برق.
انواع سنکرون کردن دیزل ژنراتور
- دو دیزل ژنراتور با یکدیگر
- دیزل ژنراتور با برق شهری
سنکرون کردن دو دیزل ژنراتور با یکدیگر
وقتی یک دیزل ژنراتور سنکرون می شود، تنظیمات دستگاه به نحوی ست که بتواند همزمان و هماهنگ با یک ژنراتور دیگر بدون اینکه ضربه یا نوسان ایجاد شود، کار کند.
برای اینکه دو ژنراتور بتوانند همزمان کار کنند، باید:
- ولتاژ برابر
- فرکانس برابر
- فاز هماهنگ
داشته باشند.
اگر این هماهنگی نباشد و کلید اتصال بسته شود، ممکن است:
- دستگاه ها آسیب ببینند
- کلید برق بسوزد
- سیستم دچار شوک شود
وقتی اتصال برقرار شد:
- هر ژنراتور بخشی از بار مصرفی را تأمین می کند.
- فشار به یک دستگاه وارد نمی شود.
- سیستم پایدارتر و ایمن تر کار می کند.
تجهیزات مورد نیاز برای پارالل دو ژنراتور
تابلو پاراللینگ
مهم ترین بخش سیستم سنکرون سازی است.این تابلو نقش «مرکز فرماندهی» را دارد و وظیفه آن:
- اندازه گیری ولتاژ، فرکانس و فاز
- کنترل اتصال و قطع ژنراتورها
- تقسیم بار بین دستگاه ها
- مدیریت حفاظت ها
کنترلر سنکرونایزر
این قطعه مغز سیستم است. وظیفه آن:
- بررسی برابر بودن ولتاژ
- تنظیم دقیق فرکانس
- کنترل هم فاز بودن موج
- صدور فرمان بستن کلید در لحظه مناسب
کلید قدرت موتوردار (ACB)
گاورنر الکترونیکی
AVR (تنظیم کننده ولتاژ)
سیستم Load Sharing
تجهیزات حفاظتی ضروری
- حفاظت توان معکوس (Reverse Power)
- حفاظت اضافه و کم فرکانس
- حفاظت اضافه و کم ولتاژ
- حفاظت اتصال کوتاه
- حفاظت اختلاف فاز
تجهیزات اندازه گیری
برای مانیتورینگ دقیق نیاز به:
- ولت متر
- فرکانس متر
- آمپرمتر
- پاور متر دیجیتال
سنکرون کردن یک دیزل ژنراتور با برق شهری
زمانی که یک دیزل ژنراتور با شبکه برق شهری سنکرون می شود، در زمان قطع برق شهری، ژنراتور به صورت اتومات وارد مدار می شود.
در این حالت، ژنراتور باید خود را با:
- ولتاژ شبکه
- فرکانس شبکه
- زاویه فاز شبکه
هماهنگ کند.
کوچک ترین اختلاف می تواند باعث آسیب تجهیزات شود.
تجهیزات مورد نیاز برای سنکرون با شبکه برق
تابلو سنکرون با شبکه (Grid Tie Panel)
این تابلو مرکز کنترل اتصال ژنراتور به شبکه است. وظایف آن:
- مقایسه ولتاژ و فرکانس ژنراتور با برق شهری
- کنترل لحظه بستن کلید اتصال
- مدیریت تقسیم بار بین شبکه و ژنراتور
- اعمال حفاظت های شبکه ای
کنترلر اتوماتیک سنکرون
این کنترلر وظیفه بررسی:
- برابر بودن ولتاژ ژنراتور با شبکه
- تنظیم دقیق فرکانس
- هم زمان بودن فاز ها
را بر عهده دارد.
کلید قدرت ACB
رله های حفاظتی شبکه ای
- حفاظت توان معکوس (Reverse Power)
- حفاظت اختلاف فاز و قطع ناگهانی شبکه (Vector Shift / ROCOF)
- حفاظت اضافه و کم فرکانس
- حفاظت اضافه و کم ولتاژ
سیستم کنترل بار (Export / Import Control)
گاورنر الکترونیکی و AVR
تفاوت سنکرون دیزل ژنراتور با شبکه و سنکرون کردن دو دیزل ژنراتور بایکدیگر
سنکرون کردن دو دیزل ژنراتور با یکدیگر و سنکرون ژنراتور با شبکه برق شهری، هر دو با هدف افزایش پایداری و مدیریت بهتر توان انجام می شوند، اما از نظر حساسیت، سطح کنترل و الزامات حفاظتی تفاوت هایی دارند. در جدول زیر، این دو روش به صورت مقایسه ای بررسی شده اند.
|
موضوع |
سنکرون دو دیزل ژنراتور |
سنکرون ژنراتور با شبکه |
| حساسیت | متوسط | بسیار بالا |
| حفاظت ها | معمولی | پیشرفته و شبکه ای |
| ریسک خطا | قابل کنترل | زیاد |
| کاربرد | افزایش توان | مدیریت انرژی و پایداری |
چالش و نکته مهم طراحی سنکرون سازی دیزل ژنراتور
انتخاب مناسب گاورنر و AVR
گاورنر (Governor)
- گاورنر نقش حیاتی در تنظیم فرکانس دیزل ژنراتور ایفا می کند. گاورنر الکترونیکی بایدسرعت موتور را با دقت بالا تنظیم کند.
- انتخاب گاورنری که سیستم Droop را به درستی تنظیم کند، برای تقسیم صحیح بار بین چند ژنراتور ضروری است.
AVR (Automatic Voltage Regulator)
- AVR ولتاژ خروجی ژنراتور را کنترل می کند.
- در سیستم های سنکرون با شبکه، AVR باید ولتاژ را با شبکه تطبیق دهد و از هرگونه نوسان جلوگیری کند.
طراحی تابلو پاراللینگ (Paralleling Panel)
تابلو پاراللینگ به عنوان مرکز کنترل و فرمان برای سنکرون کردن دیزل ژنراتورها با یکدیگر یا با برق شهری است. نکات مهم در طراحی تابلو پاراللینگ عبارت اند از:
- کنترل اتوماتیک
- نمایش وضعیت
- امکانات ایمنی.
- پشتیبانی از سیستم های متنوع
تنظیم دقیق Droop یا Isochronous Load Sharing
در سنکرون سازی چندین ژنراتور، تنظیم Droop برای تقسیم بار ضروری است. انتخاب Droop مناسب از اهمیت بالایی برخوردار است:
- Droop زیاد می تواند منجر به توزیع نادرست بار شود و یکی از ژنراتورها بیش از حد بار را بر دوش بکشد.
- Isochronous Load Sharing (تقسیم بار ایزاکرونوس) باید در شرایط خاص استفاده شود که بار به طور یکنواخت بین ژنراتورها تقسیم شود.
حفاظت های شبکه ای و سیستم های امنیتی
در سنکرون سازی با شبکه، حفاظت ها و سیستم های امنیتی برای جلوگیری از بروز مشکلات جدی بسیار حیاتی هستند. مهم ترین حفاظت ها عبارتند از:
- حفاظت توان معکوس (Reverse Power)
- حفاظت اختلاف فاز (Phase Sequence Protection)
- حفاظت از توان اضافه (Over Power Protection)
- حفاظت از افت ولتاژ یا افزایش ولتاژ (Over/Under Voltage Protection)
هماهنگی با استانداردهای برق و قوانین منطقه ای
قبل از انجام هر نوع سنکرون سازی، باید اطمینان حاصل کرد که سیستم مطابق با استانداردهای برق ملی و قوانین منطقه ای است. این استانداردها معمولاً شامل الزامات ایمنی، حفاظت، و هماهنگی فازها هستند.
تنظیمات دقیق برای سنکرون با برق شهری
در هنگام سنکرون کردن با برق شهری، باید تجهیزات دقیقی برای تطبیق فرکانس و ولتاژ استفاده شوند. از جمله چالش ها و نکات طراحی مهم در این زمینه عبارتند از:
- دقت در تنظیم فرکانس
- تطبیق فاز
- مدیریت توان راکتیو
نظارت و مانیتورینگ مداوم
یکی از نکات مهم در سنکرون سازی، داشتن سیستم نظارت و مانیتورینگ مداوم برای نظارت بر عملکرد ژنراتورها و شبکه است. سیستم های مدرن مانیتورینگ باید قادر به ثبت و تحلیل پارامترهایی همچون:
- ولتاژ
- فرکانس
- بار مصرفی
- وضعیت حفاظت ها
باشند تا از هرگونه اختلال و خطا در سیستم جلوگیری شود.
نکات نگهداری و تعمیرات برای دو ژنراتور سنکرون شده
بازرسی دوره ای کنترلرها و تابلوهای پاراللینگ
- کنترلرهای سنکرون باید به طور منظم از نظر صحت عملکرد، کالیبراسیون و آپدیت نرم افزار بررسی شوند.
- تابلوهای پاراللینگ مسئول هماهنگ سازی ژنراتورها و تنظیم بار هستند و هر چند ماه یک بار باید از نظر اطمینان از کارکرد صحیح و بررسی وضعیت کابل ها و اتصالات فیزیکی بازرسی شوند.
بررسی گاورنر و سیستم AVR
- عملکرد صحیح در تنظیم فرکانس موتور و تقسیم بار گاورنر الکترونیکی (Governor) باید به صورت دوره ای بررسی شود.
- بررسی سیستم AVR (Automatic Voltage Regulator) از نظر عملکرد صحیح ولتاژ تحت بارهای مختلف ضروری است.
چک لیست های نگهداری برای ژنراتورهای سنکرون
- بررسی سطح سوخت و سیستم سوخت رسانی
- بررسی وضعیت باتری های تأمین کننده انرژی سیستم کنترل، سنکرونایزرها و گاورنر
- بررسی و تمیز کردن رادیاتورها، فن ها و سیستم های خنک کاری
- بررسی وضعیت قطعات مکانیکی موتور، از جمله یاتاقان ها و بلبرینگ ها
آزمایش های کنترل کیفیت برق تولیدی
- بررسی دقیق ولتاژ و فرکانس ژنراتور در حین سنکرون سازی
- آزمایش نوسانات توان راکتیو و اکتیو برای اطمینان از تقسیم مناسب بار بین چندین ژنراتور یا بین ژنراتور و شبکه
کنترل و محافظت از سیستم های حفاظتی
- نظارت و آزمایش رله های حفاظت از توان معکوس، حفاظت از فرکانس اضافی و حفاظت از افت ولتاژ.
نظافت و نگهداری فیلترها و سیستم های تهویه
- بررسی و تمیز کردن فیلترهای هوا و روغن
- نظارت بر سیستم تهویه موتور
بازرسی های خاص برای سنکرون با برق شهری
- بررسی شرایط عملکرد حفاظت از توان معکوس و حفاظت از افت و افزایش ولتاژ
- آزمایش کلید قدرت موتوردار (ACB)
آزمایش های دوره ای برای جلوگیری از خرابی های ناگهانی
- برای اطمینان از عملکرد و راه اندازی درست ژنراتور ها باید آزمایش های عملکردی هر شش ماه یک بار انجام شود.
- آزمایش تست بار برای ارزیابی عملکرد ژنراتور تحت بارهای مختلف و بررسی عملکرد سیستم در شرایط واقعی.
برای طراحی اصولی تابلو پارالل و اجرای ایمن سنکرون دیزل ژنراتور با شبکه یا چند ژنراتور، همین حالا با کارشناسان فنی دلکوصنعت مشاوره بگیرید.
مقالات مرتبط
