در این مقاله به معرفی ژنراتور های ولتاژ بالا و بررسی مزایا و کاربرد های آن پرداخته می شود. شرکت ABB اخیرا ژنراتوری با ولتاژ بالا ابداع کرده است. این ژنراتور بدون نیاز به ترانسفورماتور افزاینده بطور مستقیم به شبکه قدرت متصل می‌گردد. ایده جدید بکار گرفته شده در این طرح استفاده از کابل به عنوان سیم پیچ استاتور می‌باشد. ژنراتور ولتاژ بالا برای هر کاربرد در نیروگاههای حرارتی و آبی مناسب می‌باشد. راندمان بالا، کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری، تلفات کمتر، تأثیرات منفی کمتر بر محیط زیست (با توجه به مواد بکار رفته) از مزایای این نوع ژنراتور می‌باشد.
مقایسه ژنراتور های با ولتاژ بالا با ژنراتورهای معمولی
در ژنراتور های ولتاژ بالا، جریان پائین بوده و ماکزیمم ولتاژ خروجی آنها با استفاده از تکنولوژی کابل، قابلیت محدود شدن را دارد. به گونه ای که در حال حاضر با توجه به تکنولوژی بالایی که در ساخت کابل ها به چشم می خورد، ولتاژ آنها را می توان تا سطح ۴۰۰ وات نیز طراحی و تولید کرد.
هادی هایی که در ژنراتور با ولتاژ بالا استفاده شده به شکل دوار است اما در ژنراتور های معمولی تمامی این هادی ها به صورت مثلثی شکل هستند. این مسئله باعث می شود تا میدان الکتریکی در ژنراتور های ولتاژ بالا به شکلی یکنواخت حرکت کند. در این ژنراتورها از ولتاژ سیستم و ماکزیمم قدرت ژنراتور برای طراحی ابعاد سیم پیچ استفاده می‌کنند.
کاربرد و مزایای ژنراتور های با ولتاژ بالا
از مهمترین کاربردهای ژنراتورهای با ولتاژ بالا می توان به کاربرد در نیروگاههای حرارتی و آبی اشاره کرد. استفاده از این نوع ژنراتورها در نیروگاهها، مزایای بسیار زیادی به همراه دارد که از جمله آنها می توان به مواردزیر اشاره کرد:
- افزایش راندمان
- به حداقل رساندن هزینه های تعمیر و نگهداری
- کاهش تلفات
- دوستدار محیط زیست بودن
با مقایسه ای که در جریان اتصال کوتاه با ژنراتور های معمولی نسبت به ژنراتور های ولتاژ بالا انجام شده نشان داده شده که ژنراتور ولتاژ بالا در نیروگاه راکتانس ترانسفورماتور را حذف کرده که این کار باعث کاهش خطا می‌شود.
طراحی ژنراتور های با ولتاژ بالا
در طراحی ژنراتور با ولتاژ بالا، لایه خارجی کابل در تمامی طول کابل به شکل دایره بر روی زمین است که این امر باعث می شود تا کنترل میدان بر روی کابل ها محدود گشته و دیگر مانند ژنراتور های معمولی کنترل میدان را در ناحیه انتهایی سیم پیچ مورد بررسی قرار ندهند.
در ژنراتور های ولتاژ بالا تخلیه جزیی (Partial discharge) در هیچ ناحیه‌ای از سیم پیچ وجود ندارد و همچنین ایمنی افراد بهره بردار و یا تعمیرکار افزایش می‌یابد. سربندی‌ها و اتصالات معمولا در فضای خالی مورد دسترس در محل انجام می‌گیرد،
بنابراین محل این اتصالات در یک نیروگاه نسبت به نیروگاه دیگر متفاوت می‌باشد، اما در هر حال این اتصالات در خارج از هسته استاتور می‌باشد، برای مثال اتصالات و سربندی‌ها ممکن است زیر ژنراتور و یا خارج از قاب استاتور (Statorframe) انجام گیرد. بدین ترتیب اتصالات و سربندی‌ها، مشکلات ناشی از ارتعاشات و لرزش‌های بوجود آمده در ماشین‌های معمولی را نخواهند داشت. که در ادامه به آن می پردازیم.
محل اتصال ژنراتور با ولتاژ بالا
محل اتصال این ژنراتور ها معمولا در نیروگاه ها، متفاوت است. اما در تمامی آنها اتصالات در خارج از هسته استاتور انجام می‌شود. به عنوان مثال گاهی ممکن است که اتصال ها در زیر یا خارج از قاب استاتور ها صورت گیرد.
این مسئله باعث می شود تا ژنراتور مشکلات مربوط به اتصالات و سرهمبندی ها و ارتشاعات و لرزش ها را در ماشین های معمولی نداشته باشد. در طراحی های کنونی ژنراتور با ولتاژ بالا، دو نوع سیستم خنک کننده طراحی شده است:
۱- دستگاه خنک کننده
در این سیستم برای خنک سازی روتور و سیم پیچ های انتهایی ژنراتور ها از دستگاه خنک کننده استفاده می شود.
۲- آب خنک
استاتور ژنراتور ولتاژ بالا نیر توسط آب، خنک می شود. این سیستم خنک کننده آب توسط لوله های XLPE به هسته استاتور متصل می شوند. آب از این لوله ها به سمت هسته استاتور جریان پیدا کرده و باعث خنک شدن آن می شود.
برای مشاهده مقالات و پروژه های بیشتر ما را در شبکه های اجتماعی دنبال کنید.
