ژنراتور با ولتاژ بالا چیست؟

شرکت ABB در سال های اخیر، ژنراتور با ولتاژ بالا را به عنوان یکی از تکنولوژی های جدید تولید و به بازار عرضه کرده که با استقبال بی نظیری مواجه شده است. این ژنراتورها بدون نیاز به ترانسفورماتور ها توانسته اند به شکلی کاملا مستقیم به شبکه قدرت متصل شود.

در این نوع ژنراتورها به جای استفاده از سیم پیچ استاتور از کابل استفاده می کنند که باعث شده تا ژنراتور با ولتاژ بالا برای استفاده در هر نیروگاه حرارتی و آبی بسیار کارا باشد.

از مزایای مهم ژنراتور با ولتاژ بالا، راندمان بسیار بالای آنها است که به کاهش هزینه ها و استفاده بیشتر از این فرایند جدید منجر شده است.

مقایسه ژنراتور با ولتاژ بالا و 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 یک نواخت حرکت کند. در این ژنراتورها از ولتاژ سیستم و ماکزیمم قدرت ژنراتور برای طراحی ابعاد سیم پیچ استفاده می‌کنند.

کاربرد و مزایا

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:

• o افزایش راندمان
• o به حداقل رساندن هزینه های تعمیر و نگهداری
• o کاهش تلفات
• o 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 با ولتاژ بالا چگونه است؟

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 در هیچ کدام از ناحیه های سیم پیج وجود نداشته و این عمل باعث افزایش ایمنی افراد بهره بردار و کارگر خواهد شد. تمامی اتصالات و سرهمبندی ها در فضای خالی در محل مورد دسترس انجام می شود.

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.

１. دستگاه خنک کننده

در این سیستم برای خنک سازی روتور و سیم پیچ های انتهایی ژنراتور ها از دستگاه خنک کننده استفاده می شود.

２. 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.

سخن پایانی
 ژنراتور با ولتاژ بالا در سال های اخیر توسط شرکت ABB ابداع شده که کارایی بسیار بالایی نسبت به دیگر ژنراتور های معمولی دارد. این ژنراتور توانسته سرعت و عملکرد نیروگاه ها را افزایش داده و هزینه های مربوط به تعمیر را نیز کمتر کند.

ژنراتور های ولتاژ بالا با طراحی منحصر به فردی که دارند توانسته اند تا ولتاژ های خود را به ۴۰۰ وات برسانند. در این نوع ژنراتور ها نیازی به کنترل میدان نبوده و جریان به شکل یکنواخت عمل می کند.

این مسئله باعث شده تا مشکلات ناشی از ارتعاشات و لرزش های سر پیچ ها در ماشین های معمولی با ژنراتور های معمولی دیگر به چشم نخورد. در طراحی ژنراتور های ولتاژ بالا دو سیستم خنک کننده وجود دارد به طوریکه سرپیج ها با سیستم خنک کننده و استاتور های پایانی با خنک کننده آبی، ژنراتور را خنک نگه می‌دارند.

محل اتصالات ژنراتور های ولتاژ بالا بر اساس هر نیروگاه کاملا متفاوت است اما در تمامی آنها، اتصالات باید خارج از هسته استاتور صورت بگیرد. در این ژنراتورها، از ولتاژ سیستم و ماکزیمم قدرت ژنراتور برای طراحی ابعاد سیم پیچ استفاده می‌کنند.