افت آمپراژ و کاوای دیزل ژنراتور معمولاً به دلیل کاهش ولتاژ، افت دور موتور، ضعف سیستم تحریک، خرابی AVR، تغییر ضریب توان یا مشکلات بار الکتریکی رخ می دهد. در ژنراتور سه فاز، توان ظاهری به ولتاژ و جریان هر سه فاز وابسته است. برای مثال، یک ژنراتور سه فاز با ولتاژ 400 ولت و جریان 1000 آمپر، در ضریب توان 0.8 حدود 554 kVA توان ظاهری تولید می کند. بنابراین کاهش ولتاژ یا آمپراژ مستقیما ظرفیت kVA را کاهش می دهد. افت دور موتور نیز فرکانس را پایین می آورد و می تواند عملکرد سیستم تحریک را تحت تاثیر قرار دهد. تشخیص دقیق این مشکل نیازمند بررسی همزمان ولتاژ، آمپراژ، فرکانس، kW، kVA و ضریب توان است.
دلایل افت آمپراژ و کاوا دیزل ژنراتور
بنا به مطالعات حامیان ژنراتور، یکی از مهم ترین دلایل افت آمپراژ، کاهش ولتاژ خروجی آلترناتور است. در یک ژنراتور سه فاز، کاهش ولتاژ باعث کاهش توان ظاهری قابل تولید می شود. خرابی AVR، ضعف سیستم تحریک، شل شدن اتصالات، خرابی دیودهای چرخان و مشکلات سیم پیچی می توانند چنین وضعیتی ایجاد کنند. در برخی آلترناتورها، کاهش شدید ولتاژ باعث کاهش تغذیه سیستم تحریک نیز می شود. در نتیجه، ولتاژ خروجی بیشتر افت می کند و آمپراژ قابل تحویل نیز کاهش می یابد. بنابراین مشاهده همزمان افت ولتاژ و آمپراژ با فرکانس ثابت، احتمال وجود مشکل در AVR یا سیستم تحریک را افزایش می دهد.
دلیل مهم دیگر، افت دور موتور دیزل است. ژنراتورهای چهار قطب 50 هرتز معمولاً با سرعت 1500 rpm کار می کنند. کاهش دور موتور باعث افت فرکانس و در برخی شرایط کاهش ولتاژ می شود. افزایش ناگهانی بار، گرفتگی فیلتر سوخت، ضعف پمپ گازوئیل، خرابی انژکتورها، کمبود هوای ورودی، مشکل توربوشارژر یا تنظیم نبودن گاورنر می تواند باعث افت دور شود. اگر فرکانس، ولتاژ، آمپراژ و kVA همزمان کاهش پیدا کنند، بررسی موتور و سیستم سوخت رسانی باید در اولویت قرار گیرد.
تغییر ضریب توان یا Power Factor نیز می تواند مقدار kVA را تغییر دهد. kVA نشان دهنده توان ظاهری است، در حالی که kW توان اکتیو مصرف شده توسط تجهیزات را نشان می دهد. برای مثال، بار 800 kW با ضریب توان 0.8 به حدود 1000 kVA نیاز دارد. همین بار در ضریب توان 0.95 به حدود 842 kVA نیاز خواهد داشت. بنابراین کاهش kVA همیشه به معنی کاهش توان واقعی موتور یا خرابی ژنراتور نیست. بارهای القایی مانند موتورهای الکتریکی، کمپرسورها و ترانسفورماتورها می توانند ضریب توان را کاهش داده و جریان مورد نیاز ژنراتور را افزایش دهند.
فاکتورهای موثر بر افت آمپراژ و kVA
نوع و مقدار بار الکتریکی تاثیر مستقیم بر آمپراژ و kVA ژنراتور دارد. موتورهای الکتریکی هنگام استارت جریان هجومی بسیار بالاتری نسبت به جریان نامی مصرف می کنند. اگر چند موتور بزرگ همزمان راه اندازی شوند، افت لحظه ای ولتاژ و فرکانس ایجاد می شود. این شرایط در ژنراتورهای بزرگ نیز می تواند باعث عملکرد حفاظتی یا کاهش موقت توان شود. راه اندازی مرحله ای موتورها، استفاده از سافت استارتر و درایو فرکانس متغیر می تواند جریان راه اندازی را کاهش دهد. همچنین توزیع صحیح بار میان سه فاز از ایجاد عدم تعادل جریان جلوگیری می کند. انتخاب برند در خرید ژنراتور برق نیز می تواند به کاهش تاثیر این متغیر ها کمک کند.
دمای محیط و ارتفاع محل نصب نیز بر توان قابل تحویل ژنراتور تاثیر دارند. افزایش دمای هوای ورودی، چگالی هوا را کاهش داده و ظرفیت موتور برای احتراق مناسب را محدود می کند. در ارتفاعات زیاد نیز کاهش چگالی هوا می تواند توان موتور دیزل را کاهش دهد. گرفتگی رادیاتور، کثیفی فیلتر هوا و ضعف تهویه اتاق ژنراتور این مشکل را تشدید می کنند. بنابراین توان درج شده روی پلاک ژنراتور الزاماً در تمام شرایط محیطی قابل دستیابی نیست. برای انتخاب ظرفیت مناسب باید دمای محیط، ارتفاع، رطوبت، تهویه و شرایط واقعی نصب در محاسبات لحاظ شوند.
آلترناتور و سیستم تحریک نیز از عوامل مهم افت آمپراژ و kVA هستند. AVR وظیفه کنترل جریان تحریک و تثبیت ولتاژ خروجی را بر عهده دارد. خرابی AVR، اشکال در سیم کشی سنسینگ، خرابی دیودهای چرخان، ضعف Exciter و اتصالات نامناسب می توانند ولتاژ خروجی را کاهش دهند. در نتیجه، ظرفیت جریان و kVA قابل استفاده نیز کاهش پیدا می کند. این موضوع در ژنراتورهایی که بارهای غیرخطی مانند UPS، VFD، یکسوساز و منابع تغذیه سوئیچینگ دارند اهمیت بیشتری پیدا می کند.
روش تشخیص و مقابله با افت آمپراژ و کاوا
برای عیب یابی باید ابتدا ولتاژ خط به خط، ولتاژ خط به نول، جریان هر سه فاز، فرکانس، kW، kVA و ضریب توان اندازه گیری شوند. اندازه گیری جریان فقط در یک فاز کافی نیست. اختلاف قابل توجه جریان فازها می تواند نشان دهنده عدم تعادل بار یا مشکل در توزیع مصرف باشد. سپس باید دور موتور، فشار سوخت، وضعیت فیلتر هوا، دمای آب، عملکرد گاورنر و وضعیت توربوشارژر بررسی شود. اگر فرکانس پایین باشد، مشکل احتمالا از سمت موتور یا کنترل دور است. اگر فرکانس ثابت باشد اما ولتاژ افت کند، AVR و سیستم تحریک باید با دقت بیشتری بررسی شوند.
تست بار یا Load Bank یکی از روش های مناسب برای بررسی ظرفیت واقعی ژنراتور است. در این آزمایش، بار کنترل شده در چند مرحله روی ژنراتور اعمال می شود. سپس ولتاژ، فرکانس، آمپراژ، kW و kVA در هر مرحله ثبت می شوند. اگر ژنراتور در حالت بی باری عملکرد مناسبی داشته باشد اما هنگام افزایش بار دچار افت شدید شود، سیستم تحریک، موتور و پاسخ گذرای مجموعه باید بررسی شوند. افت فرکانس هنگام افزایش بار، احتمال ضعف موتور یا سیستم سوخت رسانی را افزایش می دهد. افت ولتاژ با فرکانس ثابت نیز بیشتر به سمت AVR، Excitation یا آلترناتور اشاره دارد. رعایت این مورد در خرید و اجاره ژنراتور دارای اهمیت بسیار بالایی است.
برای جلوگیری از افت آمپراژ و کاوا باید سرویس دوره ای موتور و آلترناتور به صورت منظم انجام شود. تعویض فیلتر سوخت و هوا، بررسی انژکتورها، کنترل توربوشارژر، تمیزکاری رادیاتور و بررسی گاورنر اهمیت زیادی دارد. در بخش الکتریکی نیز اتصالات قدرت، کابل ها، بریکر، AVR، سیستم تحریک و سیم پیچ ها باید کنترل شوند. بارها باید به صورت متعادل میان سه فاز توزیع شوند. موتورهای بزرگ نیز بهتر است به صورت مرحله ای وارد مدار شوند. استفاده از VFD، سافت استارتر و سیستم انتقال بار مرحله ای می تواند جریان راه اندازی و افت ولتاژ را کاهش دهد. انتخاب ظرفیت ژنراتور نیز باید بر اساس kW، kVA، ضریب توان و جریان راه اندازی انجام شود.
