Қисмҳои асосии генератор ва тарзи кори он дар нерӯгоҳи барқи обӣ
Нерӯгоҳи барқи обӣ (НБО) аз энергияи потенсиалӣ ва кинетикии об барои истеҳсоли нерӯи барқ истифода мебарад. Яке аз муҳимтарин ҷузъҳои ин система генератор аст, мошине, ки энергияи механикиро аз гардиши турбина ба энергияи барқ тавассути принсипи индуксияи электромагнитӣ табдил медиҳад. Барои таъмини табдили самараноки энергия, генератори барқи обӣ аз якчанд ҷузъҳои калидӣ иборат аст, ки ба таври муттаҳид кор мекунанд. Дар ин мақола ин ҷузъҳо баррасӣ мешаванд ва шарҳ дода мешаванд, ки чӣ гуна генератор дар заминаи нерӯгоҳи барқи обӣ кор мекунад.
Шарҳи мухтасари системаи энергетикии гидроэнергетикӣ
Пеш аз омӯхтани қисми генератор, фаҳмидани ҷараёни энергия дар нерӯгоҳи барқи обӣ муҳим аст. Об аз обанбор ё сарбанд тавассути қубури чӯбӣ ба турбина ҷорӣ мешавад. Фишор ва суръати ҷараёни об боиси чарх задани турбина мегардад. Гардиши турбина ба меҳваре, ки мустақиман ба генератор пайваст аст, интиқол дода мешавад. Сипас генератор нерӯи барқ истеҳсол мекунад, ки сипас шиддат тавассути трансформатор афзоиш ёфта, ба шабакаи интиқол тақсим карда мешавад.
Диққати асосии ин мақола марҳилаи табдили энергия аз механикӣ ба барқӣ, яъне дар генератор мебошад.
Принсипҳои асосии генераторҳо: Индуксияи электромагнитӣ
Генераторҳо бар асоси Қонуни Фарадей кор мекунанд, ки мегӯяд, ки тағирёбии ҷараёни магнитӣ дар ноқил қувваи электроҳаракаткунанда (ЭҲМ)-ро ба вуҷуд меорад. Дар генератор, ин тағирёбии ҷараёни магнитӣ аз ҷониби ҳаракати нисбии байни майдони магнитӣ ва печҳои ноқил ба вуҷуд меояд. Ҳангоми чарх задани ротор, майдони магнитӣ нисбат ба печҳои статор чарх мезанад ва дар печҳо шиддат эҷод мекунад. Сипас, ин шиддат ҳангоми пайваст шудан ба системаи бор ё шабака ҷараёни электрикӣ ба вуҷуд меорад.
Дар нерӯгоҳҳои барқи обӣ, генераторе, ки маъмулан истифода мешавад, генератори синхронии сефаза мебошад, зеро он барои қувваи калон, устувор ва самаранокии баланд мувофиқ аст.
Қисмҳои асосии генераторҳо дар нерӯгоҳҳои барқи обӣ
1. Статор (Қисми статсионарӣ)
Статор қисми ғайригардиши генератор аст. Дар ин ҷо шиддати асосии индуксияшуда тавлид мешавад. Статор аз инҳо иборат аст:
– Чаҳорчӯбаи статор: сохтори механикӣ, ки ҷузъҳои дохилиро дастгирӣ мекунад.
– Ҳастаи статор: аз ламинатсияҳои пӯлоди силиконӣ барои кам кардани талафоти ҷараёни гирдбодӣ иборат аст. Ламинатсияҳо варақаҳои тунуки рӯйпӯшшуда барои буридани роҳи ҷараёни гирдбодӣ мебошанд.
– Печи статор: печи сими ноқилӣ (одатан мисӣ), ки дар сӯрохиҳои аслии статор ҷойгир карда шудааст. Ин печ одатан барои истеҳсоли баромади сефаза тарҳрезӣ шудааст.
Статор ҳамчун "ҷой" барои хориҷ шудани энергияи барқ амал мекунад, зеро шиддати индуксияшуда дар катушкаи он пайдо мешавад.
2. Ротор (Қисми чархзананда)
Ротор қисми генератор аст, ки бо меҳвари турбина чарх мезанад. Дар генератори гидроэнергетикии синхронӣ, ротор майдони асосии магнитиро ба вуҷуд меорад. Ду намуди маъмули роторҳо мавҷуданд:
– Ротори қутби намоён: дар нерӯгоҳҳои барқи обӣ маъмул аст, зеро турбинаҳои гидротурбинӣ одатан бо суръати нисбатан паст мечарханд. Ин намуди ротор қутбҳои магнитӣ дорад, ки берун мебароянд, ки барои қутбҳои сершумор мувофиқанд ва басомади дилхоҳро дар суръати паст таъмин мекунанд.
– Ротори силиндрӣ (ғайриқаноатбахш): дар генераторҳои гармии баландсуръат бештар маъмул аст, аммо дар шароити муайян низ истифода бурдан мумкин аст.
Ротор инчунин бо печи майдонӣ муҷаҳҳаз шудааст, ки бо ҷараёни доимӣ барои тавлиди майдони магнитӣ таъмин карда мешавад.
3. Системаи ангезиш
Барои он ки ротор майдони магнитӣ эҷод кунад, генератор ба системаи ангезанда ниёз дорад, ки ҷараёни доимиро ба катушкаҳои ротор таъмин мекунад. Системаи ангезанда муҳим аст, зеро он муайян мекунад:
– андозаи шиддати баромади генератор,
– қобилияти генератор барои таъмин ё азхуд кардани қувваи реактивӣ (VAR),
– устувории амалиётӣ ҳангоми тағйирёбии сарборӣ.
Намудҳои маъмули ангезиш:
– Ангезандаи бечӯба: боэътимодтар, нигоҳдории камро талаб мекунад, ба таври васеъ дар нерӯгоҳҳои барқи обии муосир истифода мешавад.
– Ангезанда бо хасу (ҳалқаи хасу/лағжанда): соддатар, аммо нигоҳдорӣ талаб мекунад, зеро қисмҳои тамосӣ молиш меёбанд.
Илова бар ин, ангезиш одатан аз ҷониби AVR (Танзимгари автоматии шиддат) барои нигоҳ доштани устувории шиддат идора карда мешавад.
4. Меҳвар ва муфта
Меҳвар пайванди механикӣ байни турбина ва ротори генератор мебошад. Дар нерӯгоҳҳои барқи обии калонҳаҷм, меҳвар бояд дорои инҳо бошад:
- қувваи баланд нисбат ба гардиш,
- муқовимат ба ларзиш,
– дақиқии хуби ҳамоҳангсозӣ барои пешгирӣ аз фарсудашавии аз ҳад зиёд.
Пайвасткунӣ (агар истифода шавад) ба пайваст кардани турбина ва генератор мусоидат мекунад ва таъсири ларзишҳо ё нобаробариҳои ночизро коҳиш медиҳад.
5. Подшипникҳо
Суръати баланди гардиши ротор барои нигоҳ доштани устувории меҳвар ва кам кардани соиш системаи подшипникро талаб мекунад. Ду намуди асосии подшипникҳо мавҷуданд:
– Подшипники роҳнамо: мавқеи меҳварро рост нигоҳ медорад ва ба паҳлӯ ҳаракат намекунад.
– Подшипники теладиҳанда: ба қувваи меҳварӣ (фишор), ки аз ҳисоби қувваи об ба турбина ва вазни ротор ба вуҷуд меояд, муқовимат мекунад.
Системаҳои молидани подшипник (молидани равған) ва хунуккунӣ одатан барои пешгирии аз ҳад зиёд гармшавӣ муттаҳид карда мешаванд.
6. Системаи хунуккунии генератор
Генераторҳои гидроэлектрикӣ бо қувваи баланди истеҳсолӣ кор мекунанд ва аз талафоти барқӣ ва механикӣ гармӣ тавлид мекунанд. Барои нигоҳ доштани изолятсияи катушкаҳо ва нигоҳ доштани самаранокии баланд, хунуккунӣ лозим аст, масалан:
– хунуккунии ҳаво бо вентилятори дохилӣ,
– хунуккунии об дар мубодилаи гармӣ,
– дар баъзе агрегатҳо, вобаста ба иқтидор, метавонад аз системаи мураккабтари хунуккунӣ истифода барад.
Хунуккунии хуб мӯҳлати изолятсияи статор ва роторро дароз мекунад.
7. Системаи изолятсия ва муҳофизат
Каталҳои статор ва ротор бояд системаи мустаҳками изолятсия дошта бошанд, ки ба шиддат, ҳарорат ва намӣ тоб оварда тавонад. Ғайр аз ин, генератор бо чораҳои муҳофизатӣ барои пешгирии зарар муҷаҳҳаз шудааст, ба монанди:
- муҳофизат аз расиши кӯтоҳ ва аз ҳад зиёд ҷараён,
– муҳофизати ҳарорати печ,
– муҳофизат аз ларзиш,
– муҳофизат аз кандашавии замин,
– аз даст додани ҳимоя аз ангезиш.
Ин системаҳо одатан ба панелҳои идоракунӣ ва системаҳои SCADA пайваст карда мешаванд.
8. Терминалҳои баромад ва трансформатори афзоянда (Бахши марбут)
Қувваи баромади генератор одатан дар шиддати миёна аст (масалан, вобаста ба тарҳ, 6-20 кВ). Сипас, нерӯи барқ ба трансформатори афзоянда дода мешавад, то онро то шиддати интиқол (масалан, 70 кВ, 150 кВ, 275 кВ ё баландтар) зиёд кунад, то талафоти интиқолро кам кунад.
Гарчанде ки трансформатор ҷузъи дохилии генератор нест, он қисми муҳими занҷири тақсимоти нерӯгоҳҳои барқи обӣ мебошад.
Чӣ тавр генераторҳо дар нерӯгоҳҳои барқи обӣ кор мекунанд: пайдарпайии равандҳо
1. Оби фишордор турбинаро мегардонад
Энергияи об ба энергияи механикӣ дар шакли гардиши меҳвари турбина табдил меёбад.
2. Меҳвари турбина ротори генераторро мегардонад.
Ротор, ки майдони магнитӣ дорад, бо суръати муайян чарх мезанад. Ин суръат мувофиқи басомади система (дар Индонезия 50 Гц) идора карда мешавад.
3. Майдони магнитии ротор печҳои статорро «бурида» мепартояд
Ҳангоми чарх задани ротор, ҷараёни магнитӣ нисбат ба мавқеи печҳои статор тағйир меёбад. Дар ин ҷо шиддати индуксионӣ дар печҳои статор пайдо мешавад.
4. Дар терминалҳои статор шиддати сефаза пайдо мешавад.
Азбаски катушкаи статор ҳамчун сефаза бо тағйири барқии 120 дараҷа тарҳрезӣ шудааст, баромади генератор як системаи устувори ҷараёни тағйирёбандаи сефаза барои борҳои калон мебошад.
5. AVR ангезишро барои нигоҳ доштани шиддат танзим мекунад
Ҳангоми тағйир ёфтани сарборӣ, AVR ҷараёни ангезиши роторро тағйир медиҳад, то шиддати баромадро дар доираи стандарти система нигоҳ дорад.
6. Қувваи барқ ба трансформатор ва шабака тақсим карда мешавад
Натиҷаи генератор ба трансформатори афзоянда ворид мешавад ва сипас тавассути шабакаи интиқол ва тақсимот ба истеъмолкунандагон фиристода мешавад.
Penutup
Генератори гидроэнергетикӣ дастгоҳи калидӣ аст, ки энергияи механикиро аз турбина тавассути индуксияи электромагнитӣ ба энергияи барқӣ табдил медиҳад. Қисмҳои асосии он статор, ротор, системаи ангезиш, меҳвар, подшипникҳо, хунуккунӣ, изолятсия ва дастгоҳҳои муҳофизатиро дар бар мегиранд. Ҳамаи ин ҷузъҳо якҷоя кор мекунанд, то нерӯи барқи сефазаи устувор, самаранок ва бехатарро барои интиқол ба шабака истеҳсол кунанд. Бо фаҳмидани ҷузъҳо ва кори генератори гидроэнергетикӣ, мо метавонем бубинем, ки кори муваффақонаи нерӯгоҳи барқи обӣ на танҳо аз мавҷудияти об, балки аз эътимоднокии системаи мураккаби электромеханикӣ дар дохили генератор низ вобаста аст.
