1 alternatÖrlerİn paralel...

31
ALTERNATÖRLERİN PARALEL BAĞLANMASI 1

Upload: others

Post on 19-Oct-2020

37 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • ALTERNATÖRLERİN PARALEL

    BAĞLANMASI

    1

  • • Elektrik santralleri şebekelerin güç ihtiyaçlarını karşılamak için başka santrallerle paralel bağlanır.

    • Güç ihtiyacı günün her saatinde değişiklik gösterdiği gibi, mevsimlere göre de değişiklik gösterir.

    Bazı durumlarda güç ihtiyacının bir alternatör tararından karşılanması yerine birkaç alternatör

    tarafından karşılanması, verimi yüksektir. Çünkü büyük güçlü bir alternatörün, yükün az olduğu

    zamanda çalıştırılması, alternatör verimini azaltır.

    • Şebekelerin artan güç ihtiyaçları karşısında santralde bulunan birkaç alternatör paralel bağlandığı

    gibi, başka santrallerle da paralel bağlanabilir.

    • Elektrik santrallerinde alternatörlerin bakımları sırasında abonelerin enerjisiz kalmaması için birden

    fazla alternatör bulundurmak ve bakımdan sonra da gerektiğinde paralel bağlamak alternatör

    ömrünü ve verimi arttıran faktörlerdir.

    • Günümüzde tüm alıcıların ihtiyaçlarını karşılayabilecek güçte alternatör üretilemediğinden birden

    fazla küçük güçlü alternatör kendi aralarında paralel bağlanarak büyük güçlü alıcıları beslerler.

    2

    SENKRON MAKİNELER – Alternatörlerin Paralel Bağlanmaları

    ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

  • Alternatörlerin paralel bağlanmalarını gerektiren nedenler aşağıdaki gibi özetlenebilir.

    • Tek alternatöre göre çok alternatör daha fazla güçteki yükleri besleyebilirler.

    • Birden fazla alternatörün paralel bağlanarak yükü beslemesi sistemin güvenirliliğini arttırır.

    Alternatörlerden birisinin arızalanması durumunda yük enerjisiz kalmaz.

    • Paralel bağlı alternatörlerden bakıma ihtiyacı olanlar devre dışı alınabilir. Bu durumda yükü

    paralel bağlı diğer alternatörler beslerler.

    • Belirli güçteki yükü tek alternatör besliyor ise yük miktarı azaldığında alternatör tam yükünde

    çalışmayacağından verimliliği düşer. Fakat aynı güçteki yükü birden fazla küçük güçlü

    alternatörler besliyorsa, yükün azalması durumunda azalan yük miktarı kadar alternatör devre

    dışı yapılarak diğer alternatörlerin daha verimli çalışmasını sağlar.

    3

    SENKRON MAKİNELER – Alternatörlerin Paralel Bağlanmaları

    ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

  • 4

    Alternatörlerin Paralel Bağlanma Şartları

    • Bir alternatör ya şebekeye yada başka bir alternatöre paralel bağlanır. Ancak bu alternatörün

    diğer bir alternatörlere yada şebekeye paralel bağlanması için bazı şartlar yerine getirilmelidir.

    • Aynı bara sistemine birden fazla alternatörün paralel bağlanabilmesi dikkat edilecek en önemli

    faktör şebekede gerilim dalgalanması oluşturmamaktır. Bu amacın yerine getirilebilmesi için

    yapılacak işlemlere "SENKRONİZASYON" şartları veya senkronlama adı verilir.

    SENKRON MAKİNELER – Alternatörlerin Paralel Bağlanmaları

    V1, f1

    Şebeke

    S

    G

    Yük

    V2, f2

    R1

    S1

    T1

    R2S2 T2

    Alternatörün şebekeye paralel bağlanması

    • Yükü besleyen şebekenin gerilimi V1,

    frekansı f1 ve gerilimin faz sırası da R1, S1 ve

    T1’ dir. Şebekeye paralel bağlanacak olan G

    alternatörünün uç gerilimi V2, frekansı f2 ve

    faz sırası ise R2, S2 ve T2’dir.

    ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

  • 5

    Senkronlama işleminin gerçekleştirilmesi yani G

    alternatörünün şebekeye paralel bağlanabilmesi için aşağıda

    sıralanmış olan paralel bağlanma şartları yerine getirilmelidir.

    • Şebeke ve paralel bağlanacak G alternatörünün aynı

    fazlarına ait uç gerilimleri aynı olmalıdır (V1=V2). G2’nin

    gerilimi %10’u kadar fazla olabilir.

    • Şebeke ve paralel bağlanacak G alternatörünün uç

    gerilimlerinin faz sıraları aynı olmalıdır. (R1, S1, T1 - R2, S2ve T2)

    • Şebeke ve paralel bağlanacak G alternatörünün

    frekansları eşit olmalıdır (f1=f2). G’nin frekansı %1 kadar

    fazla olabilir.)

    • Şebeke ve paralel bağlanacak G alternatörünün aynı

    fazlarına ait gerilimlerin faz açıları aynı olmalı yani

    senkronizm anının yakalanması gerekir. Gerilimler

    arasında 5° ile 15°’lik faz farkı olmasına izin vardır.

    SENKRON MAKİNELER – Alternatörlerin Paralel Bağlanmaları

    ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

  • 6

    • Şebeke, paralel bağlantıdan önce yükü beslemeye başladığından şebekenin gerilimi ve frekansı

    yükün ihtiyacını karşılayacak değere ayarlanmıştır.

    • Paralel bağlanacak olan alternatör için gerekli şartları yerine getirilebilmesi için yapılması

    aşağıdaki işlemler yapılmalıdır.

    Aynı adlı uçların birbirine bağlanması

    Frekans eşitliği

    Gerilim eşitliği

    Faz - farkının kontrolü (Senkronizm anının belirlenmesi)

    Sıfır voltmetresi metodu

    Senkronoskop metodu

    Lamba montajı metodu

    1. Söner ışık bağlantısı (Karanlık bağlama)

    2. Yanar ışık bağlantısı (Aydınlık bağlama)

    3. Döner ışık bağlantısı (Karışık bağlama)

    SENKRON MAKİNELER – Alternatörlerin Paralel Bağlanmaları

    ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

  • 7

    Aynı adlı uçların birbirine bağlanması

    Çalışmakta olan alternatörler ile sonradan paralel giren alternatörün aynı baraya bağlanan

    uçları aynı fazlar olmalıdır. Bu bir bakıma döner alan yönlerinin aynı olması anlamına da gelmektedir.

    Santral kurulurken bir defa düzenlenen uç bağlantıları her paralel bağlantıda aynı şekilde kullanılır.

    Faz sıralarının aynı olup olmadığının kontrolü, faz sırası göstericiler veya küçük bir üç fazlı asenkron

    motorla kontrol edilebilir.

    Faz sıralarının aynı olup olmadığını anlamanın diğer bir yöntemi S şalterinin kontaklarına

    paralel üç faz lamba grubu bağlamaktır. Burada bağlanan lambalar 220V‘luk ise her bir faza iki adet

    lambanın seri olarak bağlanması gerekir. Çünkü şebeke ve G alternatörlerinin aynı fazlarına ait

    gerilimlerin açıları birbirine göre maksimum olduğunda 180º‘dir. Minimum olduğunda ise sıfır

    derecedir. Açı maksimum değerinde iken iki faz arasındaki gerilim farkı 440V, minimum olduğunda ise

    0V‘tur. Dolayısıyla bağlanacak olan 220V‘luk lambayı maksimum gerilim değeri patlatır. Üç fazlı

    lamba gruplarının bağlantısından sonra S anahtarı açık iken her iki alternatör çalıştırılır.

    Alternatörlerin aynı fazlarına ait gerilimler arasındaki fark maksimum iken lamba grupları hep beraber

    parlak yanıp sonra hep beraber sönüyorlarsa her iki alternatörün faz sıraları aynıdır. Eğer lamba

    gruplarından iki faza ait olanlar aynı anda yanıp sönerken üçüncü faza ait lamba farklı zamanlarda

    yanıp sönüyorsa G alternatörünün farklı yanan faz çıkışı diğer bir faz ile yer değiştirilir ve üçüncü faza

    ait lambaların aynı anda yanıp sönmeleri sağlanır.

    SENKRON MAKİNELER – Alternatörlerin Paralel Bağlanmaları

    ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

  • 8

    Gerilim eşitliği

    Devreye sonradan giren alternatörün gerilimi, çalışmakta olan alternatörün veya şebekenin

    gerilimine eşit olmalıdır. Alternatörlerde gerilim ayarı, uyartım akımlarının ayarlanması ile yapılır.

    Gerilimleri eşit olmayan iki alternatör paralel bağlanacak olursa dengeleme (sirkülasyon) akımları

    oluşarak termik ve dinamik etkiler yaratır. Dengeleme akımları reaktif akım olup, milde zorlamalar

    oluşturmazlar. Kaba senkronlamalarda gerilimlerin %10 kadar farklı olmasına izin verilebilmektedir.

    Gerilim kontrolü için şebeke ve paralel bağlanacak alternatörün aynı fazına ait uç gerilimleri tek ekran

    üzerinde çift skalası bulunan çift voltmetre, iki ayrı voltmetre veya voltmetre komitatörü yardımı ile bir

    tek voltmetre tarafından kontrol edilebilir. Şebeke yükü beslerken G alternatörü devreye paralel

    alınacağından G’nin gerilimlerindeki farklılık uyartım akımı ile giderilerek şebeke gerilimine eşit

    olması sağlanır.

    SENKRON MAKİNELER – Alternatörlerin Paralel Bağlanmaları

    ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

  • 9

    Frekans eşitliği

    Frekanslar alternatör devri ile ayarlanır. Paralele girecek alternatörlerin frekansları eşit

    olmazsa, alternatör endüvileri arasında dengeleme akımları dolaşır. Bu şekilde ortaya çıkan akım,

    aktif bir akım olduğundan, alternatörlerin millerini zorlar, hatta kırılmalarına bile neden olabilir.

    Paralel bağlantı sırasında frekans eşitliği, alternatörleri döndüren sistemlerin örneğin, buhar türbini,

    su türbini veya dizellerin, buhar, su veya yakıt girişlerini ayarlamakla gerçekleştirilir. Frekans eşitliği

    %100 oranında gerçekleşmez. Ancak %1’den fazla farklara da izin verilmez.

    Alternatörlerde frekans eşitlikleri de gerilimde olduğu gibi ya aynı ekranda farklı skalaları

    bulunan frekansmetrelerle yada iki ayrı frekansmetre ile ölçülür. Eğer paralel giren alternatörün

    frekansı şebeke frekansından düşük ise G’nin devir sayısı arttırılarak f2 değeri f1’e göre biraz fazla

    olacak şekilde ayarlanır. Böylece her iki alternatörlerin gerilimleri arasındaki faz farkı yavaş yavaş

    değişmeye başlar. Yani lambalar çok yavaş şekilde parlak yanıp sönerler. Lambaların tam

    söndükleri anda S anahtarı kapatılarak alternatör devreye paralel alınır.

    SENKRON MAKİNELER – Alternatörlerin Paralel Bağlanmaları

    ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

  • 10

    Faz-farkının kontrolü (Senkronizm anının belirlenmesi)

    Paralel bağlamada birbirine bağlanacak uçların arasında faz farkı bulunmamalıdır. Aksi

    halde aktif karakterde dengeleme akımları sistemde çalışmakta olan alternatörün rotorunda darbeler

    oluşturarak rotoru hızlandırmaya veya yavaşlatmaya çalışırlar. Uygulamalarda faz açıları için 5-15°

    (elektrikli açı) farklara izin verilebilir. Bu durumda geçecek dengeleme akımları alternatörlere ve

    paralel bağlamada kullanılan aletlere zarar vermemelidir. Hatta bu sırada devre elemanlarının devreyi

    gereksiz yere açmaması da istenir.

    Paralel bağlantıya geçmeden önce senkronize anının yakalandığını veya her iki alternatörün

    aynı fazları arasındaki açı farkının sıfır olduğunu tespit etmenin iki yolu vardır. Birincisi biraz önce

    açıklanan lamba grupları tertipleyip hepsinin sönme anının yakalanmasıdır. Ancak lamba grupları ile

    bu anı yakalamak her zaman mümkün olmayabilir. İkinci metot olarak senkronoskop kullanarak

    senkronizm anının tespit edilmesidir. Senkronoskop alternatörlerin çıkış uçlarına bağlandığında

    şebeke ve G alternatörlerinin aynı fazlarına ait gerilimler arasındaki faz farkını ölçerler. Gerilimler

    arasındaki faz farkının sıfır olduğu anda senkronoskopun ibresi yere doğru dik ve yukarı doğrudur.

    SENKRON MAKİNELER – Alternatörlerin Paralel Bağlanmaları

    ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

  • 11

    Burada senkronoskop sadece iki alternatörün tek fazları arasındaki açı farkına ait bilgi verir.

    Generatörlerin faz sıraları hakkında bilgi vermez.

    Faz farkının kontrolü senkronoskoplar, sıfır voltmetreleri ye çeşitli lamba bağlantıları ile

    yapılır. Paralel bağlama sırasında faz farkının kontrollerinde kaba senkronlamalarda lamba

    bağlantıları kullanılır. Bunun için:

    • Karanlık bağlama, (Söner lamba bağlantısı.)

    • Aydınlık bağlama, (Yanar lamba bağlantısı.)

    • Karışık bağlama, (Döner lamba bağlantısı.) gibi bağlantılar yapılır.

    Bunlardan karanlık bağlama yapılmış bir sistemde lambaların söndüğü, aydınlık bağlama

    yapıldığında lambaların parlak yandığı, karışık bağlantıda da iki lambanın yanıp üçüncü lambanın

    söndüğü durumda paralel bağlama şalteri kapatılır. Karışık bağlamada her üç lamba da sıra ile

    söndüğüne göre hangi durumda şaltere basılacağı önemlidir. Ancak karışık bağlama yapılırken hangi

    lambanın senkronizm anında söneceği belirlendiğinden yanlışlık yapılmaz.

    Faz farkının kontrolü için senkronoskop kullanılırsa, senkronoskobun ibresi, senkronizm

    anını belirleyen yerden geçerken veya bu işaretli yerde durduğunda, paralel bağlama şalteri kapatılır.

    Aynı durumda sıfır voltmetresi sıfırı gösterdiğinde şaltere basılarak paralel bağlama gerçekleştirilir.

    SENKRON MAKİNELER – Alternatörlerin Paralel Bağlanmaları

    ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

  • 12

    Senkronizm Anının Belirlenmesi

    Yükü besleyen şebeke gerilimi V1 ile paralel bağlanacak olan alternatörün gerilimi V2arasındaki faz farkının sıfır olduğu anın yakalanması çeşitli metotlarla mümkündür. Bu metotlar

    şunlardır.

    • Sıfır voltmetresi metodu

    • Senkronoskop metodu

    • Lamba montajı metodu

    1. Söner ışık bağlantısı (Karanlık bağlama)

    2. Yanar ışık bağlantısı (Aydınlık bağlama)

    3. Döner ışık bağlantısı (Karışık bağlama)

    SENKRON MAKİNELER – Alternatörlerin Paralel Bağlanmaları

    ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

  • Sıfır voltmetresi metodu: Sıfır voltmetresi her iki senkron generatörün aynı adlı uçlarına

    bağlanır. Senkron generatör gerilimleri arasında faz farkı yoksa veya başka bir deyişle gerilimler aynı

    fazda ise voltmetre sıfırı gösterir. Bu anda generatörler paralel bağlanabilir fakat bu süre uzun

    sürmeyebilir. Bunun için şalter çabuk kapatılmalıdır. Bu iş için yapılan voltmetreler sıfır dolaylarında

    kolayca okunacak şekilde yapılmıştır. Sıfırdan uzak kısımlarda taksimatlar sık olup akım ile dirençleri

    çok fazla artan özel dirençleri vardır.

    13

    Sıfır voltmetresi metodu ile

    senkronizm saptanmasıS

    G2

    R1S1T1

    R1 S1 T1

    R2 S2 T2

    V0

    SENKRON MAKİNELER – Alternatörlerin Paralel Bağlanmaları

    ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

  • Senkronoskop metodu: Bu aletin özelliği rotordan beslenen bir endüksiyon motoru

    olmasıdır.

    Senkronoskobun rotor ve statorunda meydana gelen iki ayrı döner alanın etkisi ile ibresi

    hareket eder. İbrenin dönüş yönü frekans farkının nereden geldiğini belirtir. Senkronoskop üzerinde

    işaretli bir yer vardır. Paralel bağlama sırasında ibre bu işaretli kısma gelince Vı ve V2 arasındaki faz

    farkı sıfırdır. Bu anda şaltere basarak paralel bağlantı gerçekleştirilir.

    14

    SENKRON MAKİNELER – Alternatörlerin Paralel Bağlanmaları

    ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

  • Senkronoskobun iç yapısı Senkronoskobun dış görünüşü Senkronoskobun devreye bağlantısı

    15

    SENKRON MAKİNELER – Alternatörlerin Paralel Bağlanmaları

    Burada senkronoskop sadece iki

    alternatörün tek fazları arasındaki açı farkına ait

    bilgi verir. Generatörlerin faz sıraları hakkında

    bilgi vermez.

    ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

  • Lamba montajları: Bunun için üç ayrı bağlantı vardır.

    • Söner ışık bağlantısı (Karanlık bağlama)

    • Yanar ışık bağlantısı (Aydınlık bağlama)

    • Döner ışık bağlantısı (Karışık bağlama)

    Söner ışık bağlantısı: Söner ışık bağlantısı için şekil a' daki bağlantı yapılır. Faz sıraları

    tespit edildikten sonra, aynı adlı fazların arasına lamba veya voltmetre bağlanır. Bağlanan lambanın

    gerilimi, iki senkron generatör geriliminin toplamına eşit olmalıdır. Devre paralel bağlanacak senkron

    generatör çalıştırılır. Gerilimi veya frekansı şebekeye veya diğer senkron generatörlere eşit yapılır. Bu

    anda lambanın yanıp söndüğü görülür. Senkron generatörün devrini çok az artırılır ve bu durumda

    lambanın yanıp sönme hızı azalıyorsa devir artırmaya devam edilir. Lambanın yanıp sönme hızı

    gittikçe azalır ve sonunda lambalar sönük halde bir süre kalır. Lambaların sönük kaldığı an,

    senkronizm anıdır. Bu anda şalter kapatılarak senkron generatörün devreye paralel bağlanması

    sağlanır.

    16

    SENKRON MAKİNELER – Alternatörlerin Paralel Bağlanmaları

    ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

  • Söner ışık bağlantısına karanlık bağlama adı da verilir. Şalter ayakları arasına bağlanan

    voltmetre de lambaların sönük kaldığı an sıfırı gösterir. Bunun için bu voltmetreye de sıfır voltmetresi

    denir.

    Söner ışık bağlantısı (En soldaki)

    17

    S

    G2

    R1S1T1

    R1 S1 T1

    R2 S2 T2

    V0 S

    G2

    R1S1T1

    R1 S1 T1

    R2 S2 T2

    V0 S

    G2

    R1S1T1

    R1 S1 T1

    R2 S2 T2

    V0

    SENKRON MAKİNELER – Alternatörlerin Paralel Bağlanmaları

    ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

  • Yanar ışık bağlantısı: Yanar ışık bağlantısında lambalar ters adlı fazlara bağlanır. Şekil

    b'de bu durum görülüyor. Bu bağlantıda lambalar yanarken senkronizm anı da olur. Yanar ışık

    bağlantısına aydınlık bağlama adı da verilir. Yalnız lambalar çok kuvvetli yanarsa senkronizm anı

    yoktur. Bu durum aldanmalara yol açtığından bu metot pek kullanılmaz.

    18

    Yanar ışık bağlantısı (Ortadaki)

    S

    G2

    R1S1T1

    R1 S1 T1

    R2 S2 T2

    V0 S

    G2

    R1S1T1

    R1 S1 T1

    R2 S2 T2

    V0 S

    G2

    R1S1T1

    R1 S1 T1

    R2 S2 T2

    V0

    SENKRON MAKİNELER – Alternatörlerin Paralel Bağlanmaları

    ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

  • 19

    Döner ışık bağlantısı: Döner ışık bağlantısında lambalardan ikisi ters faza, birisi ise aynı

    adlı faza bağlanır. Burada senkronizm anı, aynı faza bağlı lamba sönük, diğer iki lamba yanarken

    meydana gelir. Senkronizm anı dışında lambalar sıra ile yanıp söndüklerinden, dönüyor hissini

    verirler. Bu nedenle bu bağlantıya döner ışık bağlantısı adı verilir. Bu bağlantı da pek kullanılmaz.

    Döner ışık bağlantısına karışık bağlama adı da verilir.

    Döner ışık bağlantısı (En sağdaki)

    S

    G2

    R1S1T1

    R1 S1 T1

    R2 S2 T2

    V0 S

    G2

    R1S1T1

    R1 S1 T1

    R2 S2 T2

    V0 S

    G2

    R1S1T1

    R1 S1 T1

    R2 S2 T2

    V0

    SENKRON MAKİNELER – Alternatörlerin Paralel Bağlanmaları

    ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

  • Otomatik senkronlama rölesi: Bazı elektrik santrallerinde otomatik senkronlama rölesi

    kullanılır. Bu rölenin iç yapısı ve devreye bağlantısı şekilde görülmektedir. Otomatik senkronlama

    rölesinin yapısında aynı nüve üzerinde bulunan A,B ve C bobinleri görülüyor. Senkron generatör

    gerilimleri aynı fazda olduğunda C‘ deki gerilim en büyük durumdadır. Bu anda R rölesi paralel

    bağlama şalterini kapatarak generatörler paralel bağlanır.

    Otomatik senkronlama rölelerinde generatör gerilimleri 500V geçerse gerilim transformatörü

    kullanılarak uygun gerilim elde edilir. Bu otomatik senkronlama rölesinden ayrı olarak elektronik

    senkronlama röleleri yapılmıştır. Bu röleler daha duyarlıklı ve sıhhatli bir paralel bağlamayı

    gerçekleştirebilir.

    Senkronlama ünitesi: Bazı elektrik santrallerinde komple senkronlama kullanılır. Bu cihaz

    resimde görüldüğü gibi çift frekansmetre, sıfır resi ve senkronoskop' tan oluşmaktadır. Bazı tiplerde

    sıfır voltmetresi oift voltmetre bulunur.

    Bu cihaz santralin kumanda odasında görülebilecek bir yere asılır. Senkron generatörlerin

    aynı isimli uçları (fazları) daha önceden şalterin karşılıklı ayaklarına bağlandığı için bu üç alet paralel

    bağlamayı kontrol etmede yeterlidir.

    20

    SENKRON MAKİNELER – Alternatörlerin Paralel Bağlanmaları

    ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

  • 21

    SENKRON MAKİNELER – Alternatörlerin Paralel Bağlanmaları

    ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

  • 22

    Alternatörlerin Frekans – Aktif Güç ve Gerilim Reaktif Güç İlişkileri

    Alternatörlerin mekanik güç girişini sağlayan sistemler; dizel motorları, su türbinleri, gaz

    türbinleri veya rüzgar türbinleri olabilir. Bu sistemlerden herhangi birisi ile çalıştırılan alternatör

    yüklendikçe, alternatörün devir sayısı (hızı) bu yüze bağlı olarak azalacaktır. Hız ile yük arasındaki bu

    ilişki lineer değildir. Ancak türbin ile alternatör arasına yerleştirilen özel mekanizma ile bu bağıntı

    lineer yapılabilmektedir. Alternatörün hızı ile frekansı arsındaki bağıntı aşağıdaki gibidir.

    𝒏𝒎 =𝟏𝟐𝟎.𝒇𝒆

    𝟐𝑷dir. Burada nm; Milin mekanik hızı (d/d)

    fe; Elektrik frekansı (Hz)

    2P; Alternatörün kutup sayısı

    SENKRON MAKİNELER – Alternatörlerin Paralel Bağlanmaları

    ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

  • 23

    Eşitliğe göre hızdaki azalma direk olarak üretilen gerilimin frekansını etkilemektedir.

    Alternatörün hız – güç ve frekans – güç eğrileri aşağıda verilmiştir.

    𝑷𝒐𝒖𝒕 = 𝒔𝒑. (𝒇𝒏𝒍 − 𝒇𝒇𝒍)

    𝑸𝒐𝒖𝒕 = 𝒔𝒑. (𝑽𝒏𝒍 − 𝑽𝒇𝒍)

    Alternatörün a) Hız – aktif güç ve b) Frekans – aktif güç eğrisi

    nm

    nnl

    nfl

    PflPout

    f

    fnl

    f fl

    PflPout

    SENKRON MAKİNELER – Alternatörlerin Paralel Bağlanmaları

    ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

  • Alternatörün Gerilim – Reaktif Güç Eğrisi

    24

    Alternatörün reaktif gücü ise uç gerilimi ile doğrusal değişim göstermektedir. Uç gerilimi

    çekilen reaktif güce karşılık düşüş göstermektedir. Senkron makine alternatör olarak çalıştırılmakta

    ise çekilen (+) işaretlidir. Eğer senkron makine senkron motor olarak çalıştırılıyorsa çekilen güç (-)

    işaretlidir. Alternatörden çekilen çıkış gücü daima yükün çektiği güce eşittir. Alternatörün çalışma

    frekansı, alternatörü döndüren sistemin devir sayısına bağlıdır. Alternatörün uç gerilimi de

    alternatörün uyartım akımı ile kontrol edilir.

    VT

    VTnl

    VTfl

    QflQout-Qout

    SENKRON MAKİNELER – Alternatörlerin Paralel Bağlanmaları

    ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

  • Şebekeye Paralel Bağlı Alternatörlerin Çalışması

    Şebekenin frekans – aktif güç ve gerilim – reaktif güç değişimi, alternatörlerdeki gibi

    değişmeyip tüm yük değerleri için frekans ve uç gerilimleri sabittir.

    Şebeke paralel bağlanan alternatörün çalışması şekildeki gibi bir eğri oluşturur. Burada

    şebekenin frekans ve gerilimi her yük değeri sabittir. Ancak alternatörün frekans ve gerilim değerleri

    değişiklik göstermektedir.

    25

    Şebekenin frekans – aktif güç ve gerilim – reaktif güç eğrileri

    fe

    Pout-Pout

    VT

    Qout-Qout

    SENKRON MAKİNELER – Alternatörlerin Paralel Bağlanmaları

    ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

  • 26

    Yükün ihtiyacı olan Pyük gücünün bir kısmı şebeke tarafından karşılanırken bir kısmı da

    alternatör tarafından karşılanmaktadır. Buna göre 𝑷𝒚ü𝒌 = 𝑷𝒃𝒖𝒔 + 𝑷𝒈𝒆𝒏 şeklinde yazılabilir.

    Alternatörün yüke sağladığı yük miktarı şebekenin karakteristik eğrisini çalışma frekans

    değerinde kestiği noktadan dikey doğrultuda inilen dikme ile bulunur. Eğer yük sabit iken alternatörün

    karakteristik eğrisi aşağı doğru kayarsa Pgen miktarı azalırken Pbus miktarı artar. Alternatör karakteristik

    eğrisi yukarı doğru kaydırılırsa Pgen miktarı artarken Pbus miktarı azalacaktır.

    Şebekeye paralel bağlanan alternatörün çalışma karakteristiği

    fe

    fnl

    PgenPout(gen)-Pout(sis)

    Pbus

    Pyük

    SENKRON MAKİNELER – Alternatörlerin Paralel Bağlanmaları

    ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

  • 27

    Şebekeye paralel bağlanmış alternatörün çalışma karakteristiğinin değişik

    durumları

    Şekil a’da alternatörün karakteristik eğrisi bir miktar aşağı doğru kaydırılarak şebekenin

    çalışma frekansı ile kesiştiği noktaya karşılık gelen Pgen miktarı azaltılmıştır. Bu durumda alternatörün

    yüke sağladığı güç miktarı ilk şekle göre azalmıştır. Eğer alternatörün karakteristik eğrisindeki bu

    aşağı doğru kaydırma işlemine devam edilirse şekil b’ de görüldüğü gibi alternatörün karakteristik

    eğrisi şebekenin karakteristik eğrisinin altına düşecek ve ortak çalışma frekans noktasına göre

    senkron makine artık senkron motor çalışma durumuna geçeceğinden şebekeden güç çekecektir.

    fe

    fnl

    PgenPout(gen)-Pout(sis)

    fe

    fnl

    Pgen

  • 28

    Bu durumda şebeke hem yükü hem de motoru besleyecektir. Kısaca özetlersek; şebekeye

    paralel bağlı bir alternatörün üzerine yük alabilmesi için alternatörün devir sayısı arttırılarak

    karakteristik eğrisinin şebeke karakteristik eğrisinin üzerine çıkarılması gerekir.

    Alternatörün yüke sağladığı güç miktarında artış yapmak için alternatörü döndüren tahrik

    makinesinin devir sayısı arttırılır. Normal olarak kendi başına çalışan alternatörün devir sayısındaki

    artış alternatörün çıkış frekansını artırır. Ancak şebekenin frekansı ve gerilimi sabit olduğundan

    şebekeye bağlı alternatörün devir sayısındaki artış sadece alternatörün yüke sağladığı aktif gücü

    arttıracaktır.

    SENKRON MAKİNELER – Alternatörlerin Paralel Bağlanmaları

    ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

  • 29

    Yandaki şekilde yük sabit olduğundan alternatörü döndüren tahrik makinesinin devir sayısı

    arttırılınca alternatörün frekans – güç karakteristik eğrisi yukarı doğru kayarak alternatör üzerine aktif

    yük almaktadır. Her bir karakteristik eğride alternatör ve şebekenin beslediği yük miktarı sabit

    olduğundan alternatörün devir sayısı biraz daha fazla arttırılırsa yükün tamamı alternatör tarafından

    beslenir.

    Şebekeye paralel bağlanmış alternatörün sabit yük altında değişik çalışma karakteristikleri

    fe

    fnl

    Pgen3Pout(gen)-Pout(sis)

    Pbus3

    Pyük

    Pgen2Pgen1Pbus2Pbus1

    SENKRON MAKİNELER – Alternatörlerin Paralel Bağlanmaları

    ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

  • 30

    Şebekeye yada başka bir alternatöre paralel bağlanmamış bir alternatörde gerilim ve

    frekans ayarı

    Alternatörler bağımsız olarak çalışırlarken devir sayıları arttırılırsa ürettikleri gerilimin

    frekansı artarken, uyartım akımı arttırılırsa ürettikleri gerilimin değeri artar.

    Şebekeye yada başka bir alternatöre paralel bağlanmış bir alternatörde aktif ve reaktif güç

    ayarı

    Alternatörler başka bir alternatöre yada şebekeye paralel bağlandıklarında devir

    sayıları arttırıldığında frekansları sabit kalıp üzerlerine aktif güç alırlar. Uyartım akımları

    arttırıldığında ise ürettikleri gerilim değeri sabit kalıp üzerlerine reaktif güç alırlar.

    SENKRON MAKİNELER – Alternatörlerin Paralel Bağlanmaları

    ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

  • 31

    KAYNAKLAR

    • SAÇKAN, A. Hamdi; Elektrik Makineleri III

    • ALTUNSAÇLI, Adem; ALACALI, Mahmut; Elektrik Makineleri II

    • ÇOLAK, İlhami; Asenkron Motorlar

    • BAL, Güngör; Özel Elektrik Motorları

    • ÇOLAK, İlhami; Senkron Motorlar

    • CHAPMAN, Stephen J.; Electrıc Machinery Fundamentaly 4.Edition

    • FITZGERALD, A. E.; KINGSLEY, Charles Jr.; UMANS, Stephen D.; Electric Machinery

    Sixth Edition

    • PAREKH, Rakesh; AC Induction Motor Fundamentals; Microchip Technology Inc.,

    Microchip AN887

    • Three-phase Asynchronous Motors, Generalities and ABB proposals for the

    coordination of protective devices

    • www.wikipedia.org

    http://www.wikipedia.org/