ویژگی ها و کاربردهای بار الکتریکی

مولد ها و ژنراتور ها برای سه منظور کلی استفاده می‌شوند:

• تأمین توان اصلی و پایه
• عملکرد در حالت پیک لوپینگ (Peak Looping)
• حالت آماده بکار (Standby)

بارهای نامتعادل

جریان‌های نا متعادل توسط تمامی خطاها به جز خطاهای سه فاز ایجاد می‌شود. خطاها معمولاً توسط حفاظت‌های مدار برطرف می‌شوند. هر نوع Failure در حفاظت‌های مجزا یا سایر کلیدهای قطع برق منجر به بروز یک جریان خطا شده که به ژنراتور متصل مانده است. در صورتیکه شرایط نا متعادل ادامه پیدا کند یا سطح جریان فاز منفی افزایش یابد، باید جهت زدن کلید قطع جریان دیزل ژنراتور اقدام شود.

ویژگی های بار

داشتن یک ارزیابی کلی از ویژگی های بار ضروری است، بنا بر این می‌بایست ماهیت و ویژگی های بار از طریق تحلیل داده‌ها تعیین شود. تجهیزات نصب شده باید لیست شده و دیوتی سایکل (Duty cycle) آنها مشخص شوند.

روش پیشنهادی جهت راه اندازی مولد و ژنراتورها باید مشخص شود تا ضریب توان و دیماند قابل ارزیابی و محاسبه باشد. زمانیکه ضریب توان بارهای متفاوت محاسبه می‌شود، باید توان‌های اکتیو و راکتیو تفکیک شده و سپس بطور مجزا جمع شوند. جهت پیش بینی دقیق‌تر توان اکتیو و راکتیو می‌توانید در محاسبات از حالت پیک استفاده کنید.

ژنراتور انتخابی می‌بایست ظرفیت تأمین توان در حالت پیک را نیز دارا باشد. حتی اگر حالت پیک هر سال فقط چند ساعت معدود اتفاق بیافتد. افزایش بار در آینده نباید نادیده گرفته شود، چون ممکن است در آینده توان‌های مصرفی افزایش یابد، لذا می‌بایست افزایش‌های آتی نیز در محاسبات در نظر گرفته شود.

طراحی‌ها می‌بایست در قبال افزایش و کاهش‌های احتمالی در مصرف کاملاً انعطاف پذیر باشد که قطعی برق به حداقل برسد. پیشنهاد می‌گردد دستگاهی با ۱۰ الی ۲۰ درصد توان بالاتر از توان پیک کاری انتخاب گردد.

بارهای غیر عادی و غیر خطی

صرفاً استفاده از تریستورها و ترایاک‌ها در تجهیزات برق شهر عمومی دلیل اصلی ایجاد اختلال در شبکه‌های تأمین هستند. زمانی که منبع برق شما امپدانس پایینی نسبت به برق شهر دارد ممکن است جریان‌های باری غیر خطی تجهیزات برق شهر را فعال کنند، اما اگر در نصب، یک کانورتر استفاده شود، بارهای غیر خطی بیشتر شده و غیر قابل پیش بینی‌تر خواهند شد. جریان‌های هارمونیک ایجاد شده به نوع کانورتر استفاده شده وابسته است در حالیکه ولتاژ هارمونیک حاصل شده به شبکه برق شهر مرتبط خواهد بود.

به منظور جلوگیری از اختلال‌ هارمونیک می‌توان از روش‌های زیر استفاده کرد:

• بانک فیلتر هارمونیک: طراحی این بانک‌ها نیازمند شناخت دیوتی سایکل بار و آگاهی از امپدانس‌ها می‌باشد تا از عملکرد آنها به عنوان سینک برای هارمونیک‌های تشکیل شده در جایی دیگر جلوگیری شود.
• دسته بندی کانورتورها برای تشکیل یک واحد مجزا.
• تغییر فاز با استفاده از مبدل‌های یکسو کننده مخصوص که مرحله بندی سیم پیچی ثانویه یا زاویه‌ای را که هارمونیک‌ها در آن تولید می‌شوند، تغییر می‌دهند.
• کاهش امپدانس سیستم تغذیه با افزایش اندازه فریم آلترناتور یا با استفاده از دستگاه‌های طراحی شده خاص با راکتانس پایین.

لامپ‌ های فلورسنت

لامپ‌های فلورسنت روشن، ولتاژ ترمینال موقتی بالایی تولید می‌کند. این لامپ‌ها به شکل بار خازنی خالص در می‌آیند و هیچگونه بار اکتیوی ندارند. اصلاح ضریب توان خازن‌های لامپ فلورسنت می‌تواند بر روی افزایش بارهای موقتی بالا بر روی دیودهای چرخان آلترناتورهای بدون جاروبک (brush less) تأثیر بگذارد.

• پیشنهاد می‌گردد برای حل مشکل از موازی کردن مقاومت غیر سلفی استفاده گردد.

بالابر ها و جرثقیل‌ ها

زمان ترمز کردن بالابرها و جرثقیل‌ها، ممکن است انرژی مکانیکی به شکل انرژی الکتریکی به منبع تغذیه باز گردانده شود. این انرژی ممکن است توسط سایر تجهیزات در حال کار جذب شود و این توان اضافه باعث خواهد شد ژنراتور به شکل یک الکترو موتور باعث چرخاندن موتور دیزل در خلاف جهت گردد. سرعت ژنراتور افزایش خواهد یافت و گاورنر تأمین سوخت دستگاه را در حالت عادی کاهش می‌دهد.

توان معکوس باید توسط افت‌های مکانیکی و افت‌های الکتریکی ژنراتورها کاملاً جذب شود. به هرحال ژنراتور قادر به جذب قدرت محدود دوباره تولید شده می‌باشد، بنا بر این اگر بار دوباره تولید شده به ژنراتور متصل باشد، مجموع بارهای مصرفی دیگر باید با توان دوباره تولید شده برابر باشد. همچنین ممکن است لازم باشد تا یک بار مقاومتی همچون لود بانک به صورت پیوسته به سیستم متصل گردد تا توان دوباره تولید شده را جذب کند.

بارهای خازنی

با افزایش بارهای خازنی، میزان تحریک ژنراتور افزایش می‌یابد، مگر اینکه بتوان جریان برق اصلی را بوسیله سیستم کنترل تحریک معکوس کرد. این کار بوسیله یک آلترناتور براش لس معمولی ممکن نیست. بارهای خازنی، موجب بوجود آمدن ولتاژ ترمینال زیادی می‌شود که این ولتاژ بوسیله اشباع مغناطیسی سیستم محدود می‌شود.

راه اندازی موتور

به منظور محاسبه کمترین ظرفیت مورد نیاز در انتخاب دیزل ژنراتور می‌بایست ضریب استارت موتور و ضریب همزمانی نسبت به جریان نامی تعیین شود. تحت شرایط خاص و به منظور پیدا کردن راه حل بهینه، بهتر و ایمن‌تر است که عدم هماهنگی موتور دیزل و آلترناتور را نیز در نظر گرفت.

تعیین اندازه موتور

شایان ذکر است که بزرگ بودن موتور الزاماً تأثیر بیشتری بر بار مصرفی نخواهد داشت. این تأثیر توسط روش استارت تعیین می‌شود.

روش‌های استارت متداول موتور عبارتند از:

1. مستقیم (Direct online) 7xflc, 0.35 pf
2. ستاره مثلث 2.5xflc, 0.4 pf
3. اتو ترانس 4xflc (75% tap), 0.4 pf
4. سافت استارتر 3xflc, 0.35 pf
5. دور متغیر (Inverter drive) 25flc, 0.8 pf

flc = جریان بار کامل

به منظور اطمینان بیشتر موارد زیر باید مد نظر قرار گیرد:

1. کیلووات مصرفی واقعی موتورها
2. Kva تولیدی واقعی آلترناتور
3. وقتی بارهای گوناگونی اعمال می‌شوند، می‌توان افت‌های فرکانس و ولتاژ را در محدوده ی قابل قبول نگه داشت.

توصیه می‌شود که با مشتری یا مشاور وی در خصوص تشریح منحنی بار و بخصوص مواردی که بدترین حالت بارگذاری (به عبارتی بدترین تأثیر استارت بار بر سایر بارهای متصل) اتفاق می‌افتد، در ارتباط باشید. محاسبات بر اساس بدترین حالت بارگذاری معمولاً اقتصادی نیست لذا بهتر است نوع بارگیری را تغییر دهید.