ژنراتور نیروگاهی چیست و چگونه کار می‌کند؟
ژنراتور نیروگاهی چیست و چگونه کار می‌کند؟ به بیان ساده باید گفت که این دستگاه واسطی است که نیروی مکانیکی توربین را به انرژی الکتریکی تبدیل کرده و به شبکه تزریق می‌نماید. انواع مختلفی از ژنراتور نیروگاهی وجود دارند که در نوع انرژی اولیه، طراحی و کاربرد با یکدیگر متفاوت هستند. در حال حاضر ژنراتورهای سه فاز اصولاً در نیروگاه‌هایی که با انرژی آب، باد یا سوخت‌های فسیلی کار می‌کنند، کاربرد دارند.
ژنراتور نیروگاهی اهمیت ویژه‌ای در رفع نیازهای عمومی و صنعتی دارد و بدون آن زیرساخت مناسبی برای تولید برق در شرایط عادی و اضطراری وجود نخواهد داشت. در این میان تعمیر و نگهداری صحیح ژنراتور نیز باید مورد توجه قرار بگیرد چرا که این امر تاثیر مستقیمی بر راندمان، طول عمر، ایمنی و قابلیت اطمینان این دستگاه دارد. بازبینی دوره‌ای کمک می‌کند تا بروز مشکلاتی مانند خوردگی، سایش و ناهماهنگی در ژنراتور کاهش یابد. برای دریافت مشاوره در ساعات کاری با شماره تلفن 02188385540 تماس بگیرید.
تعریف و اجزای ژنراتور نیروگاهی
ژنراتور نیروگاهی چیست و چگونه کار می‌کند؟ ژنراتور را می‌توان اساسی‌ترین بخش در سیستم تولید برق معرفی کرد. این دستگاه پیچیده خروجی توربین‌ها را که در قالب انرژی مکانیکی است، به انرژی الکتریکی تبدیل می‌نماید. ژنراتور بر اساس اصول الکترومغناطیس عمل می‌کند و توانایی تولید پیوسته برق سه فاز در ولتاژ‌های بالا را دارد. استاتور، روتور، اکسایتر و سیستم خنک کننده به عنوان اجزای اصلی ژنراتور شناخته می‌شوند.
استاتور
استاتور بخش ثابت ژنراتور بوده و در خود سیم پیچ‌های تولید کننده برق را جای داده است. ولتاژ القا شده در این بخش تجمع پیدا می‌کند.
روتور
روتور در ژنراتور نیروگاهی چیست و چگونه کار می‌کند؟ بخش گردان ژنراتور روتور نام دارد و در واقع میدان مغناطیسی دواری که برای تولید برق مورد نیاز است را ایجاد می‌کند.
اکسایتر
برق DC که برای تولید میدان مغناطیسی در روتور مورد نیاز است، از طریق اکسایتر تامین می‌شود. اکسایتر می‌تواند مکانیکی یا الکترونیکی باشد.
سیستم خنک کننده
شاید این سوال مطرح شود که سیستم خنک کننده ژنراتور نیروگاهی چیست و چگونه کار می‌کند؟ ژنراتور با توان بالا کار می‌کند و گرمای زیادی ایجاد می‌نماید. برای خنثی کردن این گرما و پیشگیری از آسیب دیدن ژنراتور، از سیستم‌های خنک کننده در این دستگاه استفاده می‌شود.
سایت Generatorsource درباره این مسئله چنین گفته است:
در مراکز صنعتی و مسکونی گرمایی که در اثر فعالیت ژنراتور به وجود می‌آید، توسط خنک‌کننده‌هایی مانند آب ،هیدروژن و فن‌ها خنثی می‌شود.
انواع ژنراتور نیروگاهی
حال که پاسخ سوال ژنراتور نیروگاهی چیست و چگونه کار می‌کند؟ مشخص شد، خالی از لطف نیست که به بررسی انواع ژنراتور نیروگاهی بپردازیم. ژنراتورها را بر اساس خصوصیات مختلفی می‌توان دسته‌بندی کرد. یکی از شیوه‌های متداول، طبقه‌بندی آنها بر اساس انرژی مکانیکی ورودی است. در واقع نوع انرژی اولیه‌ای که سبب چرخش ژنراتور می‌شود، بسیار متنوع است. منبع انرژی اولیه با توجه به موقعیت جغرافیایی نیروگاه، شرایط اقتصادی و محدودیت‌های موجود انتخاب می‌شود. به عنوان مثال در نیروگاه‌های برق آبی ژنراتورهایی مورد استفاده قرار می‌گیرند که قادرند انرژی اولیه خود را از طریق توربین‌هایی که با جریان آب رودخانه‌ها یا سدها کار می‌کنند، تامین نمایند. به این ترتیب نیروگاه‌هایی که با تکیه بر انرژی باد یا سوخت‌های فسیلی می‌کنند نیز ژنراتورهای متفاوتی را برای تولید برق به خدمت می‌گیرند.
ژنراتورهای سه فاز نیروگاه آبی
ژنراتور سه فاز نیروگاه آبی یکی از متداول‌ترین انواع ژنراتور است. اما این ژنراتور نیروگاهی چیست و چگونه کار می‌کند؟ در پاسخ این سوال باید گفت که ژنراتور سه فاز نیروگاه آبی، دستگاهی است که انرژی مکانیکی تولید شده در توربین آبی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌نماید. محور مرکزی این ژنراتور به توربین آبی متصل است. وقتی که توربین به چرخش در می‌آید، این محور و روتور نیز می‌چرخند. به این ترتیب درون روتور یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌شود و تولید برق سه فاز صورت می‌گیرد. ژنراتورهای آبی از نوع سنکرون هستند و سرعت چرخش روتور آنها با فرکانس شبکه هماهنگ بوده و بین ۵۰ تا ۶۰ هرتز است. ارتفاع این ژنراتورها معمولاً به چند متر می‌رسد اما سرعت چرخش آنها چندان بالا نیست. دلیل این امر اتصال این ژنراتورها به توربین‌های آبی است که با سرعت کمتری نسبت به توربین‌های وابسته به گاز یا بخار به گردش در می‌آیند.
ژنراتورهای سه فاز نیروگاه بادی
ژنراتور سه فاز نیروگاه بادی، قلب تولید برق در این مراکز است. این ژنراتور نیروگاهی چیست و چگونه کار می‌کند؟ ژنراتورهای سه فاز نیروگاه بادی به نحوی طراحی شده‌اند که بتوانند انرژی مکانیکی حاصل از توربین بادی را به جریان الکتریسیته مبدل نمایند. از آنجا که شدت و سرعت باد همیشه یکنواخت نیست، این ژنراتورها به نحوی ساخته می‌شوند که برای استفاده در سرعت‌های متغیر مناسب باشند و نوسانات شدید را تحمل نمایند. همچنین این دستگاه‌ها انرژی برق را به شکلی پاک و بدون ایجاد آلودگی تولید می‌کنند.
لازم به ذکر است که این ژنراتور نیروگاهی مدل‌های مختلفی دارد. ژنراتور آسنکرون مدل شناخته شده‌ای است که بسیار ساده و ارزان بوده و برای شروع کار نیاز به برق ندارد. این مدل بیشتر در توربین‌های سایز کوچک یا متوسط استفاده می‌شود. ژنراتور بادی سنکرون با آهنربای دائم نیز مدل دیگری است که پیچیده‌تر از مدل قبلی بوده و راندمان بالاتری نیز دارد. این ژنراتور اصولاً با سیستم مبدل قدرت ترکیب می‌گردد و در پروسه تامین تجهیزات نیروگاهی توجه خاصی به آن می‌شود.
ژنراتورهای سه فاز نیروگاه سوخت فسیلی
ژنراتور سه فاز در نیروگاه‌های سوخت فسیلی نیز نقش پررنگی دارد. در پاسخ به این سوال که این ژنراتور نیروگاهی چیست و چگونه کار می‌کند؟ باید گفت که این دستگاه در اصلی‌ترین بخش از پروسه تولید برق به کار گرفته می‌شود. این ژنراتور نیروگاهی برای ایجاد انرژی الکتریسیته به نیروی مکانیکی حاصل از سوختن منابع فسیلی مانند زغال سنگ، گاز طبیعی و نفت نیاز دارد. این دستگاه نیازمند دقت بالا در تنظیم فرکانس و ولتاژ است و معمولاً به شکل سنکرون طراحی می‌شود. ژنراتور سه فاز نیروگاه‌های سوخت فسیلی توان بسیار بالایی دارد و می‌تواند چند صد مگاوات برق تولید کند. همچنین این دستگاه توانایی کارکرد پیوسته دارد و برای تولید مداوم و طولانی مناسب است.
کاربرد و اهمیت ژنراتور نیروگاهی
در جهان امروزی که تمام فعالیت‌های ما از پخت و پز و آموزش گرفته تا حمل و نقل و درمان وابسته به برق است، ژنراتور نیروگاهی اهمیت بسیار ویژه‌ای پیدا می‌کند. اما ژنراتور نیروگاهی چیست و چگونه کار می‌کند؟ در واقع این دستگاه زیرساخت اصلی زندگی مدرن را فراهم می‌آورد. این دستگاه می‌تواند در شرایط بحرانی دسترسی مطلوب به انرژی و پایداری شبکه توزیع را تضمین نماید. ژنراتور نیروگاهی در زمینه تولید برق سراسری، توانمند سازی مراکز صنعتی و پشتیبانی اضطراری کاربرد دارد.
تولید برق سراسری
کاربرد ژنراتور نیروگاهی، تزریق انرژی الکتریسیته به شبکه‌های انتقال است. به این ترتیب شهرها، روستاها، مراکز صنعتی و تولیدی و مسکونی و … از نعمت برق برخوردار می‌شوند.
توانمند سازی مراکز صنعتی
برخی از مراکز صنعتی مانند پالایشگاه‌ها و معادن نیاز پیوسته به برق قوی دارند. ژنراتور نیروگاهی می‌تواند پاسخگوی این نیاز باشد.
پشتیبانی اضطراری
ژنراتور نیروگاهی این قابلیت را دارد که در مواقع قطعی برق به سرعت وارد مدار شده و برق اضطراری را تامین نمایند. این ویژگی برای مراکز امنیتی، فرودگاه‌ها و بیمارستان‌ها بسیار حائز اهمیت است.
مزایای تعمیر و نگهداری ژنراتور نیروگاهی
برای آنکه ژنراتور نیروگاهی عملکردی صحیح و قابل اعتماد داشته باشد، نیازمند پروسه‌های منظم تعمیر و نگهداری است. باید توجه داشت که این امر نه تنها یک اقدام حرفه‌ای محسوب می‌شود، بلکه نوعی سرمایه‌گذاری هوشمندانه نیز هست. تعمیر و نگهداری مناسب منجر به افزایش قابلیت اطمینان و دستیابی به راندمان بهبود یافته می‌شود. در نتیجه زیرساخت پایدارتر و ایمن‌تری برای تولید انرژی فراهم می‌آید.
افزایش طول عمر دستگاه، مزیت دیگری است که تعمیر و نگهداری صحیح ژنراتور نیروگاهی به همراه می‌آورد. این امر از نظر اقتصادی بسیار حائز اهمیت است. علاوه بر آن مراقبت بهینه از ژنراتور باعث می‌شود تا احتمال وقوع حوادث کاهش یابد و سطح ایمنی ارتقاء پیدا کند. البته ضروریست که این کار توسط متخصصینی انجام شود که با نحوه تعمیر و نگهداری تجهیزات نیروگاهی آشنا هستند. برای دریافت مشاوره در ساعات کاری با شماره تلفن 02188385540 تماس بگیرید.
افزایش قابلیت اطمینان
قابلیت اطمینان ژنراتور نیروگاهی یعنی زمانی که نیاز به تولید برق وجود دارد، ژنراتور بتواند بدون هیچ مشکلی و با بالاترین کیفیت آن را تولید کند. در نیروگاه‌ها و مراکز صنعتی بالا بودن قابلیت اطمینان ژنراتور ضروری است. حتی چند دقیقه توقف ناگهانی ژنراتور می‌تواند منجر به آسیب‌های مالی و جانی جدی و گاهی غیر قابل جبران شود. با بررسی دوره‌ای ژنراتور می‌توان مشکلات و ناهنجاری‌های عملکردی مانند افزایش حرارت، نشت سوخت و روغن را در مراحل اولیه شناسایی کرد و پیش از آنکه خطر و آسیب جدی پیش آید، آنها را برطرف نمود.
راندمان بهبود یافته
با پاسخگویی به این سوال که ژنراتور نیروگاهی چیست و چگونه کار می‌کند؟ به این نکته پی بردیم که وجود این دستگاه برای تولید برق بسیار کلیدی است. هرچه راندمان ژنراتور بالاتر رود، تولید برق از نظر کیفی و کمی بهبود خواهد یافت. یکی از مواردی که موجب بهبود راندمان ژنراتور می‌شود، تعمیر و نگهداری صحیح آن است. گذشت زمان و فعالیت مداوم ژنراتور، گرد و غبار، فرسودگی عایق‌ها، سایش قطعات و حرارت سبب می‌شوند تا راندمان ژنراتور کاهش پیدا کند. با انجام بررسی‌ها و تعمیرات منظم و به موقع می‌توان از سلامت عملکردی ژنراتور مطمئن شد. زمانی که ژنراتور در شرایط مطلوبی قرار داشته باشد، پروسه تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی با تلفات کمتری انجام می‌شود. به این ترتیب راندمان ژنراتور افزایش می‌یابد. تعمیر و نگهداری دوره‌ای ژنراتور نیروگاهی شامل فرایندهایی نظیر کالیبراسیون سیستم تحریک، تنظیم سیستم‌های خنک کننده، تمیز کردن سطوح داخلی ژنراتور و بررسی عایق‌ها می‌شود.
طول عمر بیشتر
تعمیر و نگهداری اصولی کمک می‌کند تا میزان فرسایش ژنراتور نیروگاهی تا حد زیادی کاهش پیدا کرده و عمر مفید این دستگاه افزایش یابد. طی بازدیدهای دوره‌ای می‌توان مشکلات کوچک را شناسایی کرد و پیش از آنکه منجر به خرابی‌های بزرگ شوند، آنها را برطرف نمود. ترک‌های کوچک، لرزش‌های غیر عادی و افزایش دما از جمله مشکلاتی هستند که اگر به موقع مورد توجه قرار نگیرند، ممکن است سبب از کار افتادن ژنراتور شوند. در فرایند تعمیر و نگهداری ژنراتور قطعات مکانیکی مانند شفت،فن و کوپلینگ‌ها روغن کاری شده و تراز می‌گردند.
این کار از ساییدگی، خوردگی و اعمال فشار اضافی روی این اجزا جلوگیری کرده و طول عمر آنها را بالا می‌برد. تنظیم دوره‌ای سیستم کنترل، ژنراتور را در برابر بار غیر مجاز و اضافه بار حفاظت می‌نماید. ژنراتورهای مدرن مجهز به سیستم کنترلی هستند. این سیستم‌ها طی عملیات تعمیر و نگهداری به روز رسانی شده و کالیبراسیون تجهیزات را به شکل دقیقی انجام می‌دهند. نتیجه این کار بالا رفتن دقت عملکرد تجهیزات و افزایش دوام آنها خواهد بود.
کاهش خطر حوادث
ژنراتور نیروگاهی قطعات مکانیکی و الکترونیکی متعددی را در دل خود جای می‌دهد. این قطعات با جریان‌ها و ولتاژ‌های بسیار بالا کار می‌کنند. همین امر سبب می‌شود تا حتی کوچک‌ترین نقص عملکردی، احتمال بروز حوادث خطرناک را بالا ببرد. یکی از حوادثی که همیشه احتمال وقوع آن در نیروگاه وجود دارد، آتش سوزی است. تجمع گرد و غبار یا روغن، افزایش کنترل نشده دما و فرسودگی عایق‌ها به راحتی می‌توانند سبب ایجاد جرقه در ژنراتور و در نهایت آتش سوزی شوند. در تعمیرات دوره‌ای ژنراتور نیروگاهی، قطعات مختلف مورد بررسی قرار گرفته و دمای آنها پایش می‌گردد تا از استاندارد بودن آنها اطمینان حاصل شود. طی عملیات تعمیر و نگهداری ژنراتور، ارتعاشات نیز به دقت مورد سنجش قرار می‌گیرند. این کار برای کاهش خطرات احتمالی و حفظ ایمنی اهمیت دارد.
مشکلات رایج ژنراتور نیروگاهی
پس از ارائه پاسخ این سوال که ژنراتور نیروگاهی چیست و چگونه کار می‌کند؟ نوبت به بررسی مشکلات رایج ژنراتورها می‌رسد. ژنراتورهای نیروگاهی نیز مانند هر دستگاه صنعتی دیگری در معرض مشکلات فنی، ساختاری و عملکردی قرار دارند. عوامل مختلفی می‌توانند در بروز این مشکلات نقش داشته باشند. شرایط محیطی نامناسب، نوسانات ولتاژ، طراحی نامناسب و عدم وجود برنامه منظم برای تعمیر و بررسی قطعات مهمترین علل بروز اختلال در کارکرد ژنراتور نیروگاهی ذکر می‌شوند. این عوامل مسبب خوردگی، سایش و پارگی، ناهماهنگی، گرمای بیش از حد و نگهداری ضعیف در ژنراتور می‌گردند. مشکلات مذکور توقف‌های ناگهانی ژنراتور را افزایش داده و بر راندمان آن اثر منفی می‌گذارند و علاوه بر خسارات مالی، ممکن است زمینه ساز آسیب‌های جسمی نیز شوند.
خوردگی
اصطلاح خوردگی در ژنراتور نیروگاهی اشاره به از بین رفتن تدریجی فلزات یا آلیاژ‌ها در این دستگاه دارد. خوردگی اغلب در بخش‌هایی مانند استاتور، روتور، یاتاقان‌ها و سیم پیچ‌ها اتفاق می‌افتد. مهمترین علت به وجود آمدن خوردگی، رطوبت بالای محیط ذکر می‌گردد. با این حال گازهایی مانند سولفور، کلر و اکسیدهای نیتروژن که در سیستم‌های خنک کننده وجود دارند نیز باعث خوردگی قطعات فلزی ژنراتور می‌شوند. البته در صورتی که نشت روغن در قسمتی از ژنراتور وجود داشته باشد و گرد و غبار نیز در آن قسمت تجمع پیدا کند، احتمال بروز خوردگی بالا خواهد رفت.
توقف طولانی مدت ژنراتور و همچنین عدم وجود سیستم تهویه مناسب، عوامل دیگری هستند که به راحتی زمینه ساز خوردگی می‌شوند. خوردگی در ساختار ژنراتور اختلال ایجاد می‌کند و پیامدهایی نظیر زنگ زدگی در هسته و سایر قطعات داخلی ژنراتور را به دنبال خواهد داشت.
سایش و پارگی
برخی از قطعات ژنراتور نیروگاهی مانند بلبرینگ‌ها، شفت و فن‌ها به طور پیوسته در حال چرخش و حرکت هستند و تماس سطحی با یکدیگر دارند. این تماس به تدریج موجب سایش، تغییر شکل، داغ شدن و پارگی سطح این قطعات می‌شود. اصطکاک مداوم قطعات متحرک، عدم روانکاری مناسب و بارگذاری بیش از حد از جمله دلایلی هستند که احتمال بروز سایش و پارگی را تقویت می‌نمایند. البته وجود ناترازی در شفت و لرزش شدید نیز باعث می‌شوند تا قطعات ژنراتور با زاویه نامناسب و به شکلی نامتعادل با یکدیگر در تماس باشند و در نتیجه سایش و پارگی رخ دهد. گاهی نیز این ذرات گرد و غبار هستند که موجب فرسایش سطح قطعات در ژنراتور می‌گردند. این ذرات اصولاً از طریق درز‌ها یا سیستم‌های تهویه نامناسب وارد ژنراتور می‌شوند.
ناهماهنگی
ناهماهنگی یک وضعیت غیر عادی در ژنراتور است و زمانی رخ می‌دهد که شفت ژنراتور و شفت توربین با یکدیگر هم محور نباشند. این ناهماهنگی لرزش ژنراتور و توربین را به شکل قابل توجهی افزایش داده و حرارت بالایی در محل اتصال شفت‌ها ایجاد می‌کند. در نتیجه مصرف انرژی افزایش می‌یابد و راندمان ژنراتور دچار افت می‌شود. گاهی نصب اولیه توربین به درستی انجام نمی‌گیرد و سبب بروز ناهماهنگی می‌شود. گاهی نیز در طول زمان پایه‌ها و فونداسیون ژنراتور نشست کرده و یا تغییر شکل پیدا می‌کنند و سپس ناهماهنگی رخ می‌دهد. البته برای این مشکل می‌توان دلایل دیگری از جمله شوک‌های حرارتی، تنش‌های مکانیکی و نگهداری ضعیف را نیز ذکر کرد.
ناهماهنگی انواع گوناگونی دارد. رایج‌ترین آن ناهمراستایی زاویه‌ای است که سبب می‌شود مرکز شفت‌ها با یکدیگر هماهنگ نباشند. ناهمراستایی موازی نیز نوع دیگری از ناهماهنگی در ژنراتور است. در این حالت دو شفت به صورت موازی در کنار هم قرار می‌گیرند اما ارتفاع متفاوتی دارند. گاهی ناهماهنگی ترکیبی در ژنراتور اتفاق می‌افتد که تلفیقی از دو وضعیت پیشین است.
گرمای بیش از حد
ژنراتور نیروگاهی هنگام فعالیت گرما تولید می‌کند. در صورتی که این گرما از محدوده مجاز فراتر رود به عاملی مخرب تبدیل شده و اجزای الکتریکی و مکانیکی ژنراتور را تحت تاثیر منفی قرار می‌دهد. افزایش بیش از حد گرما سبب تخریب عایق سیم پیچ‌ها و کاهش مقاومت الکتریکی آنها می‌شود. همچنین می‌تواند لحیم‌ها، اتصالات و قطعات پلاستیکی داخلی را ذوب کند و زمینه ساز آتش سوزی یا توقف اضطراری ژنراتور گردد. بارگذاری بیش از حد ژنراتور یکی از دلایل اصلی برای بالا رفتن بیش از حد گرما شناخته می‌شود.
در صورتی که ژنراتور بیش از حد استاندارد برق تولید کند، جریان بیشتری از سیم پیچ‌ها عبور خواهد کرد و همین امر سبب تولید حرارت اضافی می‌شود. اختلال در سیستم خنک کننده ژنراتور نیز دلیل دیگری برای بالا رفتن حرارت است. ژنراتور از سیستم‌های مختلفی برای خنک کردن هوا، روغن و آب بهره می‌برد. در صورتی که نقصی در عملکرد این سیستم‌ها وجود داشته باشد مثلاً مسیر هوا در آنها مسدود شود، گرما به درستی تخلیه نشده و حرارت ژنراتور از حد مجاز بالاتر می‌رود.
نگهداری ضعیف
اجزای مختلف ژنراتور نیروگاهی باید به صورت دوره‌ای مورد بررسی قرار بگیرند و در صورت لزوم تعمیر شوند. در صورتی که انجام این کار با تاخیر و تعلل همراه باشد، تجهیزات به مرور دچار فرسایش شده و عملکرد ژنراتور تضعیف می‌گردد. نگهداری ضعیف سبب بالا رفتن میزان اصطکاک و سایش در ژنراتور شده و بازدهی آن را کاهش می‌دهد. بدون نگهداری مناسب، تجهیزات در معرض خرابی‌های پیش بینی نشده و مکرر قرار می‌گیرند و احتمال بروز آسیب‌های جدی و خاموشی نیروگاه قوت می‌یابد. از طرف دیگر وقتی مشکلات کوچک به موقع شناسایی و رفع نشوند رشد کرده و تعمیر آنها سنگین و پرهزینه خواهد شد. ضعف در نگهداری ژنراتور می‌تواند ناشی از کمبود نیروی متخصص یا عدم وجود یک برنامه دقیق و مشخص برای تعمیر و نگهداری پیشگیرانه باشد.
طرز کار موتور ژنراتورها چگونه است؟
موتور ژنراتور نیروگاهی چیست و چگونه کار می‌کند؟ در پاسخ به این سوال باید گفت که موتور ژنراتور نوعی دستگاه مولد برق است که به صورت مستقل و بدون نیاز به برق شبکه می‌تواند نیروی الکتریکی تولید کند. این دستگاه در مراکز مسکونی، صنعتی و تولیدی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این وسیله از دو بخش موتور احتراقی و ژنراتور تشکیل شده است. موتور ژنراتور طی چهار مرحله احتراق، انتقال انرژی مکانیکی، تولید انرژی الکتریسیته و تنظیم ولتاژ و فرکانس وظیفه خود را به انجام می‌رساند.
احتراق
فرایند احتراق در ژنراتور نیروگاهی چیست و چگونه کار می‌کند؟ احتراق اولین مرحله از عملکرد ژنراتور است. در این مرحله با سوزاندن سوخت‌هایی مانند بنزین، گاز طبیعی یا گازوئیل در داخل سیلندرهای موتور احتراقی، انرژی جنبشی به انرژی مکانیکی تبدیل می‌شود و شفت خروجی موتور به چرخش در می‌آید.
انتقال انرژی مکانیکی به ژنراتور
در این مرحله حرکت شفت موتور باعث چرخش شفت روتور ژنراتور می‌شود. به عبارت دیگر روتور مغناطیسی ژنراتور با تکیه بر انرژی مکانیکی به صورت پیوسته می‌چرخد.
تولید انرژی الکتریسیته در ژنراتور
در مرحله سوم میدان مغناطیسی متغیری در اطراف سیم پیچ‌ها به وجود آمده و جریان الکتریکی در آنها القا می‌شود. به این ترتیب برق متناوب در ژنراتور تولید می‌گردد.
تنظیم ولتاژ و فرکانس
برای آنکه برق تولیدی قابل استفاده باشد باید ولتاژ آن توسط رگولاتور تنظیم و تثبیت شود.همچنین نیاز است که سرعت چرخش موتور به نحوی تنظیم شود که فرکانس برق مطابق با استانداردها باشد.
جمع‌بندی
در این مقاله به بررسی این سوال پرداختیم که ژنراتور نیروگاهی چیست و چگونه کار می‌کند؟ در فرایند تبدیل انرژی مکانیکی به برق، ژنراتور نیروگاهی نقشی ویژه دارد. عملکرد صحیح و عمر بهینه این دستگاه در گرو تعمیر و نگهداری موثر آن است. برای دریافت مشاوره در ساعات کاری با شماره تلفن 02188385540 تماس بگیرید.
سوالات متداول
1. ژنراتور نیروگاهی چگونه برق تولید می‌کند؟
اگر بخواهیم به صورت خلاصه پاسخ این سوال را بدهیم که ژنراتور نیروگاهی چیست و چگونه کار می‌کند؟ باید بگوییم که ژنراتور نیروگاهی انرژی مکانیکی تولید شده توسط توربین‌ها را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌نماید. طی این فرایند، روتور مغناطیسی استاتور می‌چرخد و میدان مغناطیسی متغیری را به وجود می‌آورد. سپس برق متناوب در سیم پیچ‌ها القا شده و به شبکه توزیع منتقل می‌شود.
2. تفاوت ژنراتور سنکرون و آسنکرون چیست؟
سرعت چرخش ژنراتور نیروگاهی سنکرون ثابت است و این ژنراتور برای تولید میدان مغناطیسی نیازی به سیستم تحریک خارجی ندارد. این در حالی است که ژنراتور آسنکرون با سرعت کمتری نسبت به ژنراتور سنکرون کار می‌کند و میدان مغناطیسی خود را با تکیه بر شبکه یا خازن تامین می‌نماید.
3. عوامل خرابی ژنراتورها چیست و چگونه از آنها جلوگیری کنیم؟
عوامل مختلفی در خرابی ژنراتور نیروگاهی نقش دارند. برخی از این عوامل عبارتند از آلودگی محیطی، خوردگی، سایش، نوسانات ولتاژ، گرمای بیش از حد و نگهداری نامناسب. مشکلات مذکور می‌توانند موجب کاهش راندمان و حتی از کار افتادن کامل ژنراتور شوند. مهمترین کاری که برای پیشگیری از بروز این مشکلات می‌توان انجام داد، تعمیر و نگهداری منظم و دوره‌ای ژنراتور است.
4. چرا تنظیم و نگهداری ژنراتورها در نیروگاه‌ها اهمیت دارد؟
تعمیر و نگهداری ژنراتور نیروگاهی از آن جهت حائز اهمیت است که می‌تواند تعیین کننده کیفیت و کمیت تولید برق در این مراکز باشد. این امر پایداری شبکه، بهره‌وری مناسب نیروگاه و عمر طولانی تجهیزات را تضمین می‌نماید. تنظیم و نگهداری ژنراتور در کاهش هزینه تعمیرات نیز نقش چشمگیری دارد.
5. آیا ژنراتورهای هیدروژنی جایگزین مناسبی برای ژنراتورهای معمولی هستند؟
بله ژنراتور هیدروژنی بهترین جایگزین برای ژنراتورهای معمولی می‌تواند باشند. اما این ژنراتور نیروگاهی چیست و چگونه کار می‌کند؟ ژنراتور هیدروژنی آلایندگی مستقیم ندارد و اصولاً با استفاده از منابع تجدید پذیر و پاک، برق تولید می‌کند. بهره‌وری این ژنراتور نیز بسیار بالاتر از ژنراتورهای معمولی است. البته باید توجه داشت که جایگزین کردن ژنراتور هیدروژنی با ژنراتورهای معمولی با محدودیت‌ها و چالش‌های مختلفی همراه خواهد بود. هزینه بالا، ضرورت ایجاد زیرساخت‌های جدید و بهره‌گیری از فناوری های جدید در تجهیزات نیروگاهی بخشی از این چالش‌ها هستند.
