Turbo jeneratör, elektrik gücü üretmek için su türbini, buhar türbini veya gaz türbini miline bağlı bir elektrik jeneratörüdür.
Dünyada üretilen elektriğin çoğunu buhar gücüyle çalışan büyük turbo jeneratörler sağlar. Buhar gücüyle çalışan turbo-elektrik gemilerde de kullanılır.
Gaz türbinleriyle çalıştırılan küçük turbo jeneratörler çoğunlukla yardımcı güç ünitesi (APU, özellikle uçaklarda) kullanılır.
Tarihçe
İlk turbo jeneratörler, su türbinleriyle çalışan elektrik jeneratörleriydi. İlk Macar su türbini, Ganz Works mühendisleri tarafından 1866'da tasarlandı. Dinamo jeneratörleriyle endüstriyel ölçekte üretim ancak 1883'te başladı.
Mühendis Charles Algernon Parsons, 1887'de bir dinamoyu kullanarak buharla çalışan bir DC turbo jeneratörü kanıtladı ve 1901'de Almanya'nın Eberfeld kentindeki bir tesise megavat gücünde ilk büyük endüstriyel AC turbo jeneratörünü tedarik etti. Turbo jeneratörler ayrıca buharlı lokomotiflerde vagonların aydınlatılması için güç kaynağı ve ısıtma sistemleri için su pompaları olarak kullanıldı.
Jeneratörün yapısal özellikleri
A | Jeneratör |
B | Türbin |
1 | Stator |
2 | Rotor |
3 | Ayarlanabilir valfler |
4 | Türbin kanatları |
5 | Su akışı |
6 | Dönme ekseni (mil) |
Turbo jeneratörler, buhar ve gaz türbinlerine özgü yüksek mil dönüş hızlarında çalışır. Turbo jeneratörün rotoru, genellikle iki kutuplu çıkıntılı olmayan kutup tipindedir.
Turbo jeneratörün normal hızı, 50 Hz'de dört veya iki kutuplu 1500 veya 3000 dev/dak'dır (60 Hz'de dört veya iki kutuplu 1800 veya 3600 dev/dak).
Rotor ince, tam kutuplu bir rotor olarak tasarlanmıştır. Maksimum rotor çapları yaklaşık 1,2…1,3 m'dir. Dört kutuplu makineler için olası rotor çapları daha büyüktür (1500 rpm için yaklaşık 2 m). Sınır değerleri merkezkaç kuvvetlerinden kaynaklanır[1] ve tasarım için 1,2 aşırı hız faktörü (nominal hıza göre %20 aşırı hız) kullanılmıştır.
Turbo jeneratörün dönen parçaları yüksek çalışma hızı nedeniyle zorlu mekanik streslere maruz kalır. Büyük turbo alternatörlerin rotorunu mekanik olarak mukavim yapmak için, rotor krom-nikel-çelik veya krom-nikel-molibden gibi alaşım çeliklerinden dövülerek yapılır. Çevredeki sargıların çıkıntısı, çelik tutma halkalarıyla sabitlenir. Yuvaların üstündeki ağır manyetik olmayan metal kama, alan sargılarını santrifüj kuvvetlerine karşı tutar.
Rotor yuvalarında mika ve asbest gibi sert bileşimli yalıtım malzemeleri kullanılır. Bu malzemeler yüksek sıcaklığa ve yüksek ezme kuvvetlerine dayanabilir.
Büyük turbo jeneratörlerin statoru iki veya daha çok parçadan oluşabilirken, küçük turbo jeneratörlerin statoru tek parçadır.
Stator
Stator stator mahfazasından ve stator sargısının takılı olduğu lamine çekirdekten oluşur.
Stand muhafazası kaynaklı çelik konstrüksiyondan oluşur ve lamine çekirdeğin statik ve dinamik kuvvetlerini emer. İç kısımda kaynaklı sac kanallar ve soğutma boruları vardır. Daha büyük senkron makineler için, ısı eşanjörleri (yedek hava/su soğutucuları veya hidrojen/su soğutucuları), üreticiye bağlı olarak stator muhafazasına dikey veya yatay olarak monte edilir.
Hidrojen soğutmalı makineler için gövde gerekli basınç testiyle basınca dayanıklı olacak şekilde tasarlanmıştır. Bağlantı flanşları (örneğin yağlama yağ boruları için) ve elektrik bağlantı kutuları (örneğin ölçüm cihazları) ve jeneratör çıkışı gibi ana elektrik bağlantıları mahfazanın dış tarafındadır. Muhafaza güvenli temel bağlantısı için tasarlanmıştır.
Sac metal paketi katmanlı ayrı metal levha parçalarından, dinamo levhalar oluşur. girdap akımları'nı önlemek için elektriksel olarak yalıtılmışlardır. Dolaylı olarak soğutulan makinelerde, levha istifinde düzenli aralıklarla soğutma yarıkları oluşturulacak şekilde aralayıcı çubuklara sahip levhalar sağlanır. Sacların imalat toleransları nedeniyle, sac yığınında düz bir çizgi elde etmek amacıyla katmanlama çok uzun bir süre boyunca karmaşık şekilde elle gerçekleştirildi.
Sac paketi her iki taraftan baskı plakaları/parmakları ile sıkıştırılmıştır. Stator sargısının sarım başlıklarını tutmak için sabitleme sepetleri uçlara takılmıştır. Paralel anahtarlama hatları enerji çıkış tarafına bağlanır.
Stator sargısı, U, V ve W olarak adlandırılan, 120° (kutup çifti başına) kaydırılmış üç sargı telinden oluşur. Yıldız veya üçgen bağlantısıyla bağlanabilirler. Jeneratörü çalıştıran makineler, olası bir toprak arızasını tespit etmek için her zaman bir yıldıza bağlanır. Jeneratör terminalleri uluslararası olarak LINE L1, L2, L3 (eski adıyla R, S, T) olarak belirlenmiştir. Stator sargısı, özel olarak bükülmüş, ayrı ayrı yalıtılmış bakır çubuklardan, Roebel çubuklarından oluşur. Yüksek performanslı senkron jeneratörlerde, doğrudan su soğutması için Roebel çubuklarına dalga kılavuzları yerleştirilmiştir. Normal çalışma koşulları altında elektrik yalıtımı alanında özel zorluklar ortaya çıkar - jeneratör nominal gerilimleri genellikle 27 kV'a kadar çıkar ve eş zamanlı yüksek termal yük, kısmi deşarja dayanıklı mika bazlı yalıtım sistemlerinin yanı sıra mekanik olarak kullanılır - sarım kafalarındaki titreşimler. Statorun yapısı temel olarak üç fazlı asenkron makineyle aynıdır.
Rotor
Makaralı rotor veya tam tamburlu rotor da denilen tam kutuplu rotor, dönel olarak simetrik yapılıdır ve çok yüksek mekanik gerilimler göz önüne alındığında yüksek derecede temperlenmiş dövme parçadan yapılmıştır.
Bu çok sıkı kalite ve test yöntemlerine tabidir. Tahrik makinesinin kaplin flanşları ve gerekirse fırçasız tahrik makinesi ya daraltılır ya da dövme işleminin ayrılmaz bir parçasıdır.
Rotor (uyarma) sargısına uyum sağlaması için, rotor kovanında uzunlamasına yönde oluklar frezelenir ve uyarma akımı besleme hattı için rotorda eksenel delikler açılır. Rotor sargısı, yarıklara izolasyon halinde, katman katman yerleştirilir ve son olarak büyük merkezkaç kuvvetlerini emmesi için yarık kapatma takozları adı verilen parçalarla sabitlenir.
Kısmen gümüş kaplamalı yarık takozları ile rotorun yüzeyi, "damper sargısı" denilen, elektriği ileten bir kafes oluşturur. Damper sargısı şok yüklerini (kutup çarkı salınımları) azaltmaya yarar.
Rotor sargısı ve rotor kovanındaki özel soğutucu hava/gaz kanalları, rotor sargısındaki uyarma akımının neden olduğu ısının dağıtılmasını sağlar. Rotor sargısının herbir katmanı, özel bir işlem kullanılarak yuvaların dışına lehimlenir, manyetik olmayan özel çelikten yapılmış daraltılmış bir rotor kapağı ile merkezkaç kuvvetlerine karşı yalıtılmış ve korunmuştur. Bu kapak bölgesinde kapak yalıtımına ve soğutmaya özellikle dikkat edilir.
Rotor ve ilgili stator çekirdeği fan ile soğutulur. Performans sınıfına bağlı olarak her iki tarafta birer fan, hatta çok kademeli fan (kompresör) bile sağlanır.
Güvenli çalışma için düzgün çalışma gereklidir, bu nedenle rotor bir balans makinesinde dengelenir ve rotor sargısının son elektriksel yalıtım kontrolü ile birlikte aşırı hız testine (%120 nominal hız) tabi tutulur.
Yüksek kalite standardına rağmen rotor sargısı, dönüş arızası koruması ve rotor toprak arızası koruması tarafından izlenir. Arıza durumunda simetrik olmayan manyetik alan oluşur ve bunun sonucunda izin verilmeyen dengesiz bir yük oluşur. Bu, rotor rulmanında kabul edilemez ısı kayıplarına yol açan girdap akımları yaratır.
Uyarma
Uyarma sargısını doğru akım ile beslemek için, eski turbo jeneratörlerde milin üzerine bir doğru akım makinesi yerleştirilirdi (uyarıcı makine). Daha sonra doğru akım, karbon fırçalar ve kayar halkalar aracılığıyla turbo jeneratörünün rotoruna sağlanmalıydı.
Günümüzde büyük turbo jeneratörlerde iki ana uyarma türü yaygındır:
- Fırçasız uyarma dönen uyarıcılı (örneğin, düzeltme için rotor şaftının üzerine veya içine monte edilmiş diyotlarla aynı şaft üzerinde oturan bir dış kutup makinesi). Kontrol edilebilir bir güç dönüştürücüsü tarafından sağlanan doğru akımla harici olarak uyarılır.
- Statik uyarma: Bir güç dönüştürücü sistemi, bir fırça köprüsü (kayma halkaları ve karbon fırçalar) aracılığıyla iç kutup makinesinin rotor sargısına aktarılan doğru akımı sağlar. Fırçalar çalışma sırasında değiştirilebilir.
Bahsedilen iki yöntemden hangisinin kullanılacağı, ilgili üreticinin felsefesine ek olarak, öncelikle enerji santrali operatörünün gereksinimlerine bağlıdır. Her iki yöntemin de avantajları ve dezavantajları vardır:
- Dönen uyarıcı aşınmasızdır ancak acil durumlarda bakım/onarım yalnızca makine dururken yapılabilir. İlgili harici uyarma dönüştürücüsü tarafından sağlanacak akımlar nispeten düşüktür, ancak uyarma süresi sabitlerinden dolayı çalışma durumundaki hızlı değişiklikler sırasında uyarma akımının izlenmesi oldukça yavaştır. Jeneratör terminallerindeki voltaj düşüşlerini telafi etmek için dönüştürücünün, normal çalışmaya kıyasla çok büyük voltaj rezervleri (tavan uyarımı adı verilen) sağlaması gerekir.
- Statik konvertör uyarımı genel olarak biraz daha karmaşıktır ve aşınma ve yıpranmaya tabidir, ancak büyük ölçüde jeneratör çalışırken bakımı yapılabilir. Tam uyarma akımı sağlanmalı ve rotora aktarılmalıdır; Büyük makineler için 10 kA'ya kadardır. Öte yandan, statik uyarı, yük değişikliklerine çok hızlı tepki verebilir, böylece tavan voltajı, dönen bir uyarıcıya göre önemli ölçüde daha düşük olabilir. Bu dinamik avantaj, birçok yenilenebilir enerji üreticisinin bulunduğu şebekelerde artan yük akış dinamikleri nedeniyle giderek daha önemli hale geliyor. Kural olarak, şebeke operatörleri, kısa süreli kesintiler durumunda enerji santrali operatörlerinin jeneratör sistemlerine dinamik ve güvenilirlik açısından belirli minimum gereksinimler koyarlar ve bu genellikle dönen uyarıcılarla sağlanamaz.
Uyartım, jeneratörün çalışma davranışı açısından çok önemlidir, çünkü uyarma akımının ayarlanması, terminal voltajının genliğini ve dolayısıyla jeneratörün şebekeye (Aktif güç, türbin hızı veya torku tarafından belirlenir) sunabileceği reaktif gücü düzenler. Turbo jeneratörlerin uyarma gücü jeneratör gücünün yaklaşık %0,5 ila %3'üdür.
Ayrıca, yavaşça dönen çıkıntılı kutuplu makinelerin aksine, turbo jeneratörler rölantiye dayanıklı değildir ve yalnızca hafif bir aşırı hıza izin verir. Ani bir yük düşüşü durumunda (en kötü durumda, öngörülemeyen bir şebeke bağlantısının kesilmesi nedeniyle), mekanik hasarı önlemek için türbinin otomatik olarak hızlı şekilde kapatılması derhal gerçekleştirilmelidir. Bu amaçla, jeneratörü çalıştıran buhar türbinlerinin, türbinlere tüm buhar kütle akışını bir saniyeden daha kısa sürede durduran ve yönlendirme istasyonları aracılığıyla yoğunlaştırıcıya yönlendiren, hızlı kapatma valfleri denilen valfleri vardır. Bu, türbinlerin artık tork üretemeyeceği anlamına gelir. Aynı zamanda turbo jeneratörün uyarısı da kaldırılır.
Bir turbo jeneratörün jeneratör voltajı, 40 MVA aralığındaki çıkışlar için 6,3 kV'dir; 1000 MVA'nın üzerindeki büyük turbo jeneratörler için 27 kV'a kadar ulaşılır. Daha büyük sistemlerdeki akımlar 10 kA civarındadır. Jeneratör voltajı, bir jeneratör devre kesici aracılığıyla makine dairesinin hemen yakınında kurulan makine transformatörüne beslenir ve bu, onu yüksek voltaj şebekesinde örneğin 400 kV'luk olağan voltaja dönüştürür.
Soğutma
Soğutma tipi turbo jeneratörlerin performansına bağlı olarak seçilir.
- Çıkışı 300 MW'a kadar olan makineler için makine öncelikli olarak temiz hava ile soğutulur.
- 250 MW ile 450 MW arasındaki güç aralığında soğutma genellikle büyük özgül ısı kapasitesi havadan daha etkili soğutma sağlayan hidrojen kullanılarak gerçekleştirilir.
- Şu anda 1.800 MW'a kadar olan en güçlü turbo jeneratörlerde soğutma, hidrojen ve saf su ile birlikte gerçekleşmektedir. Hedeflenen ısı dağıtımı için turbo jeneratörün sargıları dalga kılavuzlarıyla tasarlanmıştır. Bu dalga kılavuzları, içinde boşluk bulunan bakır çubuklardan oluşur. İlgili soğutma ortamı bu boşluktan akar ve böylece kayıp ısıyı uzaklaştırır.
%99'a varan verimlilik ile turbo jeneratörler en verimli enerji dönüştürücüler arasındadır.
Elektrik enerjisi üretimi açısından önemi
2000 yılında elektrik enerjisi üretimi 55.440 PJ (15.400 TWh'ye eşdeğer) olarak gerçekleşti. Yaklaşık %64'ü fosil enerji kaynaklarından (kömür, gaz, petrol) ve diğer %17'si de nükleer enerji santrallerinden geldi. Termik santrallerin her iki alanında da turbo jeneratörler yalnızca elektrik üretimi için kullanılır.
Hidrojen soğutmalı turbo jeneratör
Hava soğutmalı turbo jeneratöre dayalı olarak, gaz halindeki hidrojen ilk olarak Ekim 1937'de Dayton, Ohio'daki Dayton Power & Light Şirketi'nde bir hidrojen soğutmalı turbo jeneratörde soğutucu olarak hizmete girdi. Hidrojen, rotorda ve bazen de stator'da soğutma sıvısı olarak kullanılır ve bu da özgül kullanımda artışa ve %99,0 verimliliğe olanak tanır. Hidrojen gazının yüksek ısı iletkenliği, yüksek özgül ısısı ve düşük yoğunluğu nedeniyle, bu günümüzde kendi alanında en yaygın türdür. Hidrojen, elektroliz yoluyla yerinde üretilebilir.
Jeneratör, hidrojen gazının kaçmasını önlemek için hermetik olarak kapatılmıştır. Atmosferde oksijen bulunmaması, olası korona deşarjı nedeniyle sargıların yalıtımının hasar görmesini önemli ölçüde azaltır. Hidrojen gazı rotor muhafazası içinde dolaştırılır ve bir gaz-su ısı değiştiricisi tarafından soğutulur.
Literatür
- Rolf Fischer (2009). Elektrische Maschinen (14. bas.). Hanser. ISBN .
Ayrıca bakınız
Notlar
- ^ Bu makalenin amaçları için, turbo jeneratör terimi, dönen bir türbin şaftından gelen mekanik gücü elektrik gücüne dönüştüren elektrikli makine anlamına gelir. Ancak, turbo jeneratör tanımı hakkında kaynaklar arasında tutarsızlık vardır. Bazı çevrimiçi sözlükler şöyle bir tanım verir: "Bir turbo jeneratör, elektrik gücü üretimi için doğrudan bir elektrik jeneratörüne bağlı bir türbinin birleşimidir" [1] ve burada benzer bir tanım vardır [2]. Diğer sözlükler ve çoğu elektrik mühendisliği kaynağı, türbinin ayrı bir varlık olarak tanımlandığı, elektrik makinesiyle sınırlı bir tanım verir. Bkz.[3], [4], ve IEEE: [5] and [6]. Üretici kaynakları da tanımın sadece elektrikli makinelerle sınırlı olmasını destekler. [7] ve [8], ve "Turbo generators for thermal power plants". ANDRITZ. 31 Mayıs 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi.
Kaynakça
- ^ Ginet, C.; Joho, R.; Verrier, M. "The turbogenerator – A continuous engineering challenge" (PDF). 21 Ağustos 2010 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi.
- ^ "Vízenergia hasznosítás szigetközi szemmel Avagy mi lesz veled, Dunakiliti?" (PDF). 15 Ekim 2013 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Ekim 2013.
- ^ Smil, Vaclav (2005). Creating the Twentieth Century. Oxford University Press. ss. 63–64. ISBN .
- ^ Scientific American, 27 Nisan 1901
- ^ Basic Electrical Engineering (Be 104). McGraw-Hill Education (India) Pvt Limited. 1990. s. 8.1. ISBN . 11 Şubat 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 8 Ağustos 2017.
- ^ https://www.ew.tu-darmstadt.de/media/ew/rd/ew_vorlesungen/lv_gghl/skript_gesamt.pdf Andreas Binder: Großgeneratoren u. Hochleistungsantriebe, TU Darmstadt 2021, Institut für Elektrische Energiewandlung, Seiten 143 und 149, abgerufen am 22. Feb. 2023
- ^ Turbogenerators in gas turbine systems - Part 2, (Print) 978-0-85709-606-7 (Online), Woodhead Publishing Inc., Kapitel 8.2.4
- ^ Basic Electrical Engineering (Be 104). McGraw-Hill Education (India) Pvt Limited. 1990. s. 8.3. ISBN . 11 Şubat 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 8 Ağustos 2017.
- ^ Basic Electrical Engineering (Be 104). McGraw-Hill Education (India) Pvt Limited. 1990. s. 8.4. ISBN . 11 Şubat 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 8 Ağustos 2017.
- ^ Eugen Wiedemann, Walter Kellenberger (1967). Konstruktion elektrischer Maschinen. Springer. ss. 69-70. ISBN .
- ^ National Electrical Manufacturers Association (11 Şubat 2018). "A chronological history of electrical development from 600 B.C." New York, N.Y., National Electrical Manufacturers Association – Internet Archive vasıtasıyla.
- ^ "Aeroderivative & Heavy-Duty Gas Turbines - GE Power". www.gepower.com. 5 Mayıs 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi.
Web Bağlantıları
Dış bağlantılar
- DG ve Hibritler için Küçük Turbo Jeneratör
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Turbo jenerator elektrik gucu uretmek icin su turbini buhar turbini veya gaz turbini miline bagli bir elektrik jeneratorudur 250 kW buhar turbini jenerator seti 1910 Jenerator setli 500 MW Siemens cok kademeli buhar turbini arkada kirmizi Parsons in ilk 1 MW lik buhar turbini tahrikli Turbojeneratoru 1900 yilinda Almanya nin Elberfeld kentindeki bir tesis icin uretilmistir Otto Blathy bir Ganz turbo jeneratorunun armaturunde 1904 Bir buharli lokomotif in 500W 24V luk kucuk RP4 buhar turbo jenerator seti alternator solda turbin sagda Dunyada uretilen elektrigin cogunu buhar gucuyle calisan buyuk turbo jeneratorler saglar Buhar gucuyle calisan turbo elektrik gemilerde de kullanilir Gaz turbinleriyle calistirilan kucuk turbo jeneratorler cogunlukla yardimci guc unitesi APU ozellikle ucaklarda kullanilir TarihceGanz Sirketi nde 1886 civarinda turbin yapimi Ilk turbo jeneratorler su turbinleriyle calisan elektrik jeneratorleriydi Ilk Macar su turbini Ganz Works muhendisleri tarafindan 1866 da tasarlandi Dinamo jeneratorleriyle endustriyel olcekte uretim ancak 1883 te basladi Muhendis Charles Algernon Parsons 1887 de bir dinamoyu kullanarak buharla calisan bir DC turbo jeneratoru kanitladi ve 1901 de Almanya nin Eberfeld kentindeki bir tesise megavat gucunde ilk buyuk endustriyel AC turbo jeneratorunu tedarik etti Turbo jeneratorler ayrica buharli lokomotiflerde vagonlarin aydinlatilmasi icin guc kaynagi ve isitma sistemleri icin su pompalari olarak kullanildi Jeneratorun yapisal ozellikleriBir elektrik jeneratorune bagli hidrolik turbinin kesit gorunumu A JeneratorB Turbin1 Stator2 Rotor3 Ayarlanabilir valfler4 Turbin kanatlari5 Su akisi6 Donme ekseni mil Siyah Pompa enerji santralinde 1000 MVA lik turbo jenerator sari silindirik govdede onunde sari kare govdede fircasiz ikaz makinesi Tam kutuplu makinenin prensibi alan sargisi rotorun icinde dagitilirBalakovo nukleer santrali turbojeneratorunun acik hali Turbo jeneratorler buhar ve gaz turbinlerine ozgu yuksek mil donus hizlarinda calisir Turbo jeneratorun rotoru genellikle iki kutuplu cikintili olmayan kutup tipindedir Turbo jeneratorun normal hizi 50 Hz de dort veya iki kutuplu 1500 veya 3000 dev dak dir 60 Hz de dort veya iki kutuplu 1800 veya 3600 dev dak Rotor ince tam kutuplu bir rotor olarak tasarlanmistir Maksimum rotor caplari yaklasik 1 2 1 3 m dir Dort kutuplu makineler icin olasi rotor caplari daha buyuktur 1500 rpm icin yaklasik 2 m Sinir degerleri merkezkac kuvvetlerinden kaynaklanir 1 ve tasarim icin 1 2 asiri hiz faktoru nominal hiza gore 20 asiri hiz kullanilmistir Turbo jeneratorun donen parcalari yuksek calisma hizi nedeniyle zorlu mekanik streslere maruz kalir Buyuk turbo alternatorlerin rotorunu mekanik olarak mukavim yapmak icin rotor krom nikel celik veya krom nikel molibden gibi alasim celiklerinden dovulerek yapilir Cevredeki sargilarin cikintisi celik tutma halkalariyla sabitlenir Yuvalarin ustundeki agir manyetik olmayan metal kama alan sargilarini santrifuj kuvvetlerine karsi tutar Rotor yuvalarinda mika ve asbest gibi sert bilesimli yalitim malzemeleri kullanilir Bu malzemeler yuksek sicakliga ve yuksek ezme kuvvetlerine dayanabilir Buyuk turbo jeneratorlerin statoru iki veya daha cok parcadan olusabilirken kucuk turbo jeneratorlerin statoru tek parcadir Stator Stator stator mahfazasindan ve stator sargisinin takili oldugu lamine cekirdekten olusur Stand muhafazasi kaynakli celik konstruksiyondan olusur ve lamine cekirdegin statik ve dinamik kuvvetlerini emer Ic kisimda kaynakli sac kanallar ve sogutma borulari vardir Daha buyuk senkron makineler icin isi esanjorleri yedek hava su sogutuculari veya hidrojen su sogutuculari ureticiye bagli olarak stator muhafazasina dikey veya yatay olarak monte edilir Hidrojen sogutmali makineler icin govde gerekli basinc testiyle basinca dayanikli olacak sekilde tasarlanmistir Baglanti flanslari ornegin yaglama yag borulari icin ve elektrik baglanti kutulari ornegin olcum cihazlari ve jenerator cikisi gibi ana elektrik baglantilari mahfazanin dis tarafindadir Muhafaza guvenli temel baglantisi icin tasarlanmistir Sac metal paketi katmanli ayri metal levha parcalarindan dinamo levhalar olusur girdap akimlari ni onlemek icin elektriksel olarak yalitilmislardir Dolayli olarak sogutulan makinelerde levha istifinde duzenli araliklarla sogutma yariklari olusturulacak sekilde aralayici cubuklara sahip levhalar saglanir Saclarin imalat toleranslari nedeniyle sac yigininda duz bir cizgi elde etmek amaciyla katmanlama cok uzun bir sure boyunca karmasik sekilde elle gerceklestirildi Sac paketi her iki taraftan baski plakalari parmaklari ile sikistirilmistir Stator sargisinin sarim basliklarini tutmak icin sabitleme sepetleri uclara takilmistir Paralel anahtarlama hatlari enerji cikis tarafina baglanir Stator sargisi U V ve W olarak adlandirilan 120 kutup cifti basina kaydirilmis uc sargi telinden olusur Yildiz veya ucgen baglantisiyla baglanabilirler Jeneratoru calistiran makineler olasi bir toprak arizasini tespit etmek icin her zaman bir yildiza baglanir Jenerator terminalleri uluslararasi olarak LINE L1 L2 L3 eski adiyla R S T olarak belirlenmistir Stator sargisi ozel olarak bukulmus ayri ayri yalitilmis bakir cubuklardan Roebel cubuklarindan olusur Yuksek performansli senkron jeneratorlerde dogrudan su sogutmasi icin Roebel cubuklarina dalga kilavuzlari yerlestirilmistir Normal calisma kosullari altinda elektrik yalitimi alaninda ozel zorluklar ortaya cikar jenerator nominal gerilimleri genellikle 27 kV a kadar cikar ve es zamanli yuksek termal yuk kismi desarja dayanikli mika bazli yalitim sistemlerinin yani sira mekanik olarak kullanilir sarim kafalarindaki titresimler Statorun yapisi temel olarak uc fazli asenkron makineyle aynidir Rotor Makarali rotor veya tam tamburlu rotor da denilen tam kutuplu rotor donel olarak simetrik yapilidir ve cok yuksek mekanik gerilimler goz onune alindiginda yuksek derecede temperlenmis dovme parcadan yapilmistir Bu cok siki kalite ve test yontemlerine tabidir Tahrik makinesinin kaplin flanslari ve gerekirse fircasiz tahrik makinesi ya daraltilir ya da dovme isleminin ayrilmaz bir parcasidir Rotor uyarma sargisina uyum saglamasi icin rotor kovaninda uzunlamasina yonde oluklar frezelenir ve uyarma akimi besleme hatti icin rotorda eksenel delikler acilir Rotor sargisi yariklara izolasyon halinde katman katman yerlestirilir ve son olarak buyuk merkezkac kuvvetlerini emmesi icin yarik kapatma takozlari adi verilen parcalarla sabitlenir Kismen gumus kaplamali yarik takozlari ile rotorun yuzeyi damper sargisi denilen elektrigi ileten bir kafes olusturur Damper sargisi sok yuklerini kutup carki salinimlari azaltmaya yarar Rotor sargisi ve rotor kovanindaki ozel sogutucu hava gaz kanallari rotor sargisindaki uyarma akiminin neden oldugu isinin dagitilmasini saglar Rotor sargisinin herbir katmani ozel bir islem kullanilarak yuvalarin disina lehimlenir manyetik olmayan ozel celikten yapilmis daraltilmis bir rotor kapagi ile merkezkac kuvvetlerine karsi yalitilmis ve korunmustur Bu kapak bolgesinde kapak yalitimina ve sogutmaya ozellikle dikkat edilir Rotor ve ilgili stator cekirdegi fan ile sogutulur Performans sinifina bagli olarak her iki tarafta birer fan hatta cok kademeli fan kompresor bile saglanir Guvenli calisma icin duzgun calisma gereklidir bu nedenle rotor bir balans makinesinde dengelenir ve rotor sargisinin son elektriksel yalitim kontrolu ile birlikte asiri hiz testine 120 nominal hiz tabi tutulur Yuksek kalite standardina ragmen rotor sargisi donus arizasi korumasi ve rotor toprak arizasi korumasi tarafindan izlenir Ariza durumunda simetrik olmayan manyetik alan olusur ve bunun sonucunda izin verilmeyen dengesiz bir yuk olusur Bu rotor rulmaninda kabul edilemez isi kayiplarina yol acan girdap akimlari yaratir Uyarma Uyarma sargisini dogru akim ile beslemek icin eski turbo jeneratorlerde milin uzerine bir dogru akim makinesi yerlestirilirdi uyarici makine Daha sonra dogru akim karbon fircalar ve kayar halkalar araciligiyla turbo jeneratorunun rotoruna saglanmaliydi Gunumuzde buyuk turbo jeneratorlerde iki ana uyarma turu yaygindir Fircasiz uyarma donen uyaricili ornegin duzeltme icin rotor saftinin uzerine veya icine monte edilmis diyotlarla ayni saft uzerinde oturan bir dis kutup makinesi Kontrol edilebilir bir guc donusturucusu tarafindan saglanan dogru akimla harici olarak uyarilir Statik uyarma Bir guc donusturucu sistemi bir firca koprusu kayma halkalari ve karbon fircalar araciligiyla ic kutup makinesinin rotor sargisina aktarilan dogru akimi saglar Fircalar calisma sirasinda degistirilebilir Bahsedilen iki yontemden hangisinin kullanilacagi ilgili ureticinin felsefesine ek olarak oncelikle enerji santrali operatorunun gereksinimlerine baglidir Her iki yontemin de avantajlari ve dezavantajlari vardir Donen uyarici asinmasizdir ancak acil durumlarda bakim onarim yalnizca makine dururken yapilabilir Ilgili harici uyarma donusturucusu tarafindan saglanacak akimlar nispeten dusuktur ancak uyarma suresi sabitlerinden dolayi calisma durumundaki hizli degisiklikler sirasinda uyarma akiminin izlenmesi oldukca yavastir Jenerator terminallerindeki voltaj dususlerini telafi etmek icin donusturucunun normal calismaya kiyasla cok buyuk voltaj rezervleri tavan uyarimi adi verilen saglamasi gerekir Statik konvertor uyarimi genel olarak biraz daha karmasiktir ve asinma ve yipranmaya tabidir ancak buyuk olcude jenerator calisirken bakimi yapilabilir Tam uyarma akimi saglanmali ve rotora aktarilmalidir Buyuk makineler icin 10 kA ya kadardir Ote yandan statik uyari yuk degisikliklerine cok hizli tepki verebilir boylece tavan voltaji donen bir uyariciya gore onemli olcude daha dusuk olabilir Bu dinamik avantaj bircok yenilenebilir enerji ureticisinin bulundugu sebekelerde artan yuk akis dinamikleri nedeniyle giderek daha onemli hale geliyor Kural olarak sebeke operatorleri kisa sureli kesintiler durumunda enerji santrali operatorlerinin jenerator sistemlerine dinamik ve guvenilirlik acisindan belirli minimum gereksinimler koyarlar ve bu genellikle donen uyaricilarla saglanamaz Uyartim jeneratorun calisma davranisi acisindan cok onemlidir cunku uyarma akiminin ayarlanmasi terminal voltajinin genligini ve dolayisiyla jeneratorun sebekeye Aktif guc turbin hizi veya torku tarafindan belirlenir sunabilecegi reaktif gucu duzenler Turbo jeneratorlerin uyarma gucu jenerator gucunun yaklasik 0 5 ila 3 udur Ayrica yavasca donen cikintili kutuplu makinelerin aksine turbo jeneratorler rolantiye dayanikli degildir ve yalnizca hafif bir asiri hiza izin verir Ani bir yuk dususu durumunda en kotu durumda ongorulemeyen bir sebeke baglantisinin kesilmesi nedeniyle mekanik hasari onlemek icin turbinin otomatik olarak hizli sekilde kapatilmasi derhal gerceklestirilmelidir Bu amacla jeneratoru calistiran buhar turbinlerinin turbinlere tum buhar kutle akisini bir saniyeden daha kisa surede durduran ve yonlendirme istasyonlari araciligiyla yogunlastiriciya yonlendiren hizli kapatma valfleri denilen valfleri vardir Bu turbinlerin artik tork uretemeyecegi anlamina gelir Ayni zamanda turbo jeneratorun uyarisi da kaldirilir Bir turbo jeneratorun jenerator voltaji 40 MVA araligindaki cikislar icin 6 3 kV dir 1000 MVA nin uzerindeki buyuk turbo jeneratorler icin 27 kV a kadar ulasilir Daha buyuk sistemlerdeki akimlar 10 kA civarindadir Jenerator voltaji bir jenerator devre kesici araciligiyla makine dairesinin hemen yakininda kurulan makine transformatorune beslenir ve bu onu yuksek voltaj sebekesinde ornegin 400 kV luk olagan voltaja donusturur SogutmaDrax santralinde 660 MVA turbo jenerator Sogutma tipi turbo jeneratorlerin performansina bagli olarak secilir Cikisi 300 MW a kadar olan makineler icin makine oncelikli olarak temiz hava ile sogutulur 250 MW ile 450 MW arasindaki guc araliginda sogutma genellikle buyuk ozgul isi kapasitesi havadan daha etkili sogutma saglayan hidrojen kullanilarak gerceklestirilir Su anda 1 800 MW a kadar olan en guclu turbo jeneratorlerde sogutma hidrojen ve saf su ile birlikte gerceklesmektedir Hedeflenen isi dagitimi icin turbo jeneratorun sargilari dalga kilavuzlariyla tasarlanmistir Bu dalga kilavuzlari icinde bosluk bulunan bakir cubuklardan olusur Ilgili sogutma ortami bu bosluktan akar ve boylece kayip isiyi uzaklastirir 99 a varan verimlilik ile turbo jeneratorler en verimli enerji donusturuculer arasindadir Elektrik enerjisi uretimi acisindan onemi2000 yilinda elektrik enerjisi uretimi 55 440 PJ 15 400 TWh ye esdeger olarak gerceklesti Yaklasik 64 u fosil enerji kaynaklarindan komur gaz petrol ve diger 17 si de nukleer enerji santrallerinden geldi Termik santrallerin her iki alaninda da turbo jeneratorler yalnizca elektrik uretimi icin kullanilir Hidrojen sogutmali turbo jeneratorHava sogutmali turbo jeneratore dayali olarak gaz halindeki hidrojen ilk olarak Ekim 1937 de Dayton Ohio daki Dayton Power amp Light Sirketi nde bir hidrojen sogutmali turbo jeneratorde sogutucu olarak hizmete girdi Hidrojen rotorda ve bazen de stator da sogutma sivisi olarak kullanilir ve bu da ozgul kullanimda artisa ve 99 0 verimlilige olanak tanir Hidrojen gazinin yuksek isi iletkenligi yuksek ozgul isisi ve dusuk yogunlugu nedeniyle bu gunumuzde kendi alaninda en yaygin turdur Hidrojen elektroliz yoluyla yerinde uretilebilir Jenerator hidrojen gazinin kacmasini onlemek icin hermetik olarak kapatilmistir Atmosferde oksijen bulunmamasi olasi korona desarji nedeniyle sargilarin yalitiminin hasar gormesini onemli olcude azaltir Hidrojen gazi rotor muhafazasi icinde dolastirilir ve bir gaz su isi degistiricisi tarafindan sogutulur LiteraturRolf Fischer 2009 Elektrische Maschinen 14 bas Hanser ISBN 978 3 446 41754 0 Ayrica bakinizAlternator Termik santralNotlar Bu makalenin amaclari icin turbo jenerator terimi donen bir turbin saftindan gelen mekanik gucu elektrik gucune donusturen elektrikli makine anlamina gelir Ancak turbo jenerator tanimi hakkinda kaynaklar arasinda tutarsizlik vardir Bazi cevrimici sozlukler soyle bir tanim verir Bir turbo jenerator elektrik gucu uretimi icin dogrudan bir elektrik jeneratorune bagli bir turbinin birlesimidir 1 ve burada benzer bir tanim vardir 2 Diger sozlukler ve cogu elektrik muhendisligi kaynagi turbinin ayri bir varlik olarak tanimlandigi elektrik makinesiyle sinirli bir tanim verir Bkz 3 4 ve IEEE 5 and 6 Uretici kaynaklari da tanimin sadece elektrikli makinelerle sinirli olmasini destekler 7 ve 8 ve Turbo generators for thermal power plants ANDRITZ 31 Mayis 2023 tarihinde kaynagindan arsivlendi Bu madde bir taslaktir Bu maddeyi gelistirerek veya ozellestirilmis taslak sablonlarindan birini koyarak Vikipedi ye katkida bulunabilirsiniz Kaynakca Ginet C Joho R Verrier M The turbogenerator A continuous engineering challenge PDF 21 Agustos 2010 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Vizenergia hasznositas szigetkozi szemmel Avagy mi lesz veled Dunakiliti PDF 15 Ekim 2013 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 15 Ekim 2013 Smil Vaclav 2005 Creating the Twentieth Century Oxford University Press ss 63 64 ISBN 0195168747 Scientific American 27 Nisan 1901 Basic Electrical Engineering Be 104 McGraw Hill Education India Pvt Limited 1990 s 8 1 ISBN 978 1 259 08116 3 11 Subat 2018 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 8 Agustos 2017 https www ew tu darmstadt de media ew rd ew vorlesungen lv gghl skript gesamt pdf Andreas Binder Grossgeneratoren u Hochleistungsantriebe TU Darmstadt 2021 Institut fur Elektrische Energiewandlung Seiten 143 und 149 abgerufen am 22 Feb 2023 Turbogenerators in gas turbine systems Part 2 ISBN 978 1 84569 728 0 Print 978 0 85709 606 7 Online Woodhead Publishing Inc Kapitel 8 2 4 Basic Electrical Engineering Be 104 McGraw Hill Education India Pvt Limited 1990 s 8 3 ISBN 978 1 259 08116 3 11 Subat 2018 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 8 Agustos 2017 Basic Electrical Engineering Be 104 McGraw Hill Education India Pvt Limited 1990 s 8 4 ISBN 978 1 259 08116 3 11 Subat 2018 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 8 Agustos 2017 Eugen Wiedemann Walter Kellenberger 1967 Konstruktion elektrischer Maschinen Springer ss 69 70 ISBN 978 3 662 12180 1 National Electrical Manufacturers Association 11 Subat 2018 A chronological history of electrical development from 600 B C New York N Y National Electrical Manufacturers Association Internet Archive vasitasiyla Arsivlenmesi gereken baglantiya sahip kaynak sablonu iceren maddeler link Aeroderivative amp Heavy Duty Gas Turbines GE Power www gepower com 5 Mayis 2010 tarihinde kaynagindan arsivlendi Web Baglantilari 9 10 Dis baglantilarDG ve Hibritler icin Kucuk Turbo Jenerator