Varavoimakoneiden tekniikka

Medifast Tekniikka
Varavoiman vino kuorma
Dieselgeneraattorin käynninsäätö
Varavoimakoneiston kunnossapito
Biokaasun hyöty-
käytön kannattavuus
Hydralijärjestelmän
kunnon mittaaminen
Hydralijärjestelmät
luotettaviksi
Julkaisuluettelo
Google

Dieselgeneraattorin käynninsäätö

Kuormanmuutokset aiheuttavat säädöntarpeen
Dieselgeneraattorin käyttötarkoitus asettaa kierrosnopeuden säädölle tavoitteet, joiden mukaisesti säätimen toimintatapa valitaan. Vaikka generaattorin nopeuden säätö on suhteellisen yksinkertaista johtuen siitä, ett� sen normaalisti edellytetään toimivan vain yhdellä kierrosnopeudella tai taajuudella, dieselin kyvyttömyys tuottaa vakionopeutta vaihtuvalla kuormituksella aiheuttaa tarpeen määritellä kierrosnopeuden säädölle vaatimukset.

Enemmän ruokaa - suurempi vääntö
Kierrosnopeuden säädin on mekaaninen, hydraulinen tai sähköinen laite, joka on asennettu dieseliin ja säätää sen kierrosnopeutta niin, että se pysyy asetetuissa rajoissa kuormituksen muutoksista riippumatta. Kun generaattorin on tuotettava tehoa suuremmalle kuormalle, dieselin kierrosnopeus laskee kunnes sille syötetään enemmän polttoainetta, jotta se kykenee tuottamaan suuremman vääntömomentin samalla nimellispyörimisnopeudella. Säädin tunnistaa pyörimisnopeuden muutoksen kuorman muuttuessa ja säätää polttoainepumpun syötönasetteluvipua siten, ett� pyörimisnopeus pysyisi asetetulla tasolla.

Terminologiaa

  • Nopeuden vaihteluväli (Steady State Speed Band) on kierrosnopeuden ylimmän ja alimman arvon väli mittausarvoista, jotka ovat toteutuneet viiden minuutin seurannan aikana, kun samalla kuormaa on vaihdeltu kaikin mahdollisin tavoin.
  • Nopeudenalenema (Speed Droop) on pysyvä nopeuden (taajuuden) muutos, joka syntyy kun kuormaa muutetaan kuormittamattomasta tilasta täyteen kuormaan. Nopeudenaleneman salliminen parantaa säädön stabiliteettia. Ilmiö on aina olemassa mekaanisissa säätimissä ja se on otettava niiden käytössä huomioon.
  • Vakionopeussäätö (Isochronous Governing) on kyseessä, kun säädin on asetettu siten, että laitteen nopeudenalenema on nolla ja laitteisto tuottaa koko ajan saman vakiotaajuuden millä tahansa sen tehoalueeseen kuuluvalla tasaisella kuormalla.
  • Vasteaika (Response Time) on se aika, joka kuluu kuormanmuutoksen aiheuttamasta moottorin ensimmäsestä nopeudenmuutoksesta siihen asti, että nopeus alkaa korjaantua kohti nimellisnopeuttansa eli säädin on aloittanut polttoainevivun asentokorjaukset.
  • Palautumisaika (Recovery Time) on se aika, joka kuluu kuormanmuutoksesta siihen, että laitteen nopeus on asettunut normaalin vaihteluvälinsä sisäpuolelle ottaen huomioon myö sen sallitun nopeudenaleneman, joka laitteiston säätimelle on ominaista.
  • Synkronointi (Synchronising) tarkoittaa sitä, että generaattoriaggregaatin jännitetaso ja taajuus on sovitettu yhteen verkon tai toisen generaattorin kanssa siten, että ne voidaan kytkeä yhteen sopivana ajanhetkenä ilman että syntyy takatehoa tai voimakkaita pyörrevirtoja.

    Säädön vähimmäivaatimkset

  • Nopeuden vaihteluväli saa olla korkeintaan +-0,5 prosenttia nimelliskierrosluvusta (taajuudesta).
  • Hetkellinen nopeuden muutos kuorman muuttuessa 60 % suuremmaksi tai pienemmäksi saa olla korkeintaan +- 15 prosenttia nimelliskierroluvusta (taajuudesta).
  • Palautumisaika nopeuden vaihteluväliin nostettaessa kuormaa 60% ei saa ylittää 15 sekuntia.
  • Suurin nopeuden alenema on korkeintaan 5 prosenttia.

    Nämä vaatimukset voidaan useimmissa dieselgeneraattoreissa saavuttaa hyvälaatuisella mekaanisella säätimellä ja ne riittävät useimpiin tavanomaisiin kuormitustapauksiin.

    Sovelluksia, joissa dieselgeneraattoreille asetetaan erityisvaatimuksia
    Dieselgeneraattorin ostajan tulee erityisesti määritellä säädön vaatimukset, jos ne oleellisesti poikkeavat edellä mainituista, vakioratkaisuilla saavutettavista raja-arvoista. Rajat tulisi asettaa suurimmalle nopeuden vaihteluvälille, suurimmalle hetkelliselle sallitulle nopeuden vaihtelulle kuorman noustessa tai laskiessa, suurimmalle sallitulle palautumisajalle, suurimmalle askelmaiselle kuormanvaihtelulle ja sen kestolle ja suurimmalle askelmaiselle kuormanlaskulle.

    Tavoitetasoa arvioitaessa on hyvä ottaa huomioon, että laitteiston huimamomentti (inertiavoima) tuottaa suuren osan hetkellisten kuormien tarvitsemaan energiaan ja siten vähentää nopeasti reagoivan säätimen tarvetta.

  • Vakiosäädin ei ole riittävä eräissä sovelluksissa ja erityisen huolellinen tulisi olla valittaessa dieselgeneraattoria syöttämään tehoa:

  • Tietokoneille tai tietokoneella ohjattuihin laitteistoihin
  • Viestintälaitteisiin
  • Televisiolähetyslaitteisiin tai vastaanottimiin
  • Lääketietellisiin laitteisiin tai sairaaloihin
  • Instrumentointiin
  • Laitteille, joissa on elektronisia ajastimia.

    Monet näistä laitteista edellyttävät vakionopeussäätöä (vakiotaajuus) ja mekaaninen säädin ei kykene täyttämään näitä vaatimuksia. Usein edellytetään kapeampaa nopeuden vaihteluväliä ja taajuudenheilahduksen kesto ja amplitudi on rajoitettava näiden kaltaisille herkille kuormille.

    Sähköinen säädin on ainoa vaihtoehto silloin, kun dieselgeneraattori on synkronoitava verkkoon tai toiseen generaattoriin. Laitteisto on monimutkaisempi, jos siitä tehdään automaattisesti tahdistava tai kuormaa laitteiden kesken jakava.

    Tarkan taajuuden käynninsäätimet
    Useimmat mekaaniset säätimet pystyvät pitämän nopeuden vaihteluvälin +-0,5 prosentin alueella ja taajuuden vaihtelu on silloin taajuudella 50 Hz korkeintaan 0,5 Hz. Hydrauliset säätimet kykenevät toimimaan +-0,2 % vaihteluvälillä ja taajuuden vaihtelu on silloin 0,25 Hz, kun taas eräät sähköiset säätimet pystyvät pitämään nopeuden vaihteluvälin alle +- 0,1 prosenttia ja taajuuden vaihtelu on alle 0,1 Hz.

    Kierrosnopeuden pudotusta ei voida hyväsyä laitteissa, joissa tarkka taajuuden säätö on vaatimuksena. Mekaanisissa käynninsäätimissä nopeudenalenemaa tarvitaan stabiliteetin vuoksi ja siksi se on niiden luontainen ominaisuus. Niissä sitä ei kuitenkaan voida juuri asetella. Hydraulisissa ja sähköisissä käynninsäätimissä nopeudenalenema on aseteltavissa. Ne voidaan tavallisesti asettaa myös vakiotaajuuskäytölle poistamaan pysyvät taajuuden muutokset kuorman vaihdellessa.

    Hydraulisten ja sähköisten käynninsäädinten vasteaika on pienempi kuin mekaanisten säädinten. Ne asettavat moottorin polttoainesyötön aikaisemmin oikealle tasolle ja siten pienentävät kuormaheilahduksen voimakkuutta ja kestoa mistä seurauksena on pienemmät taajuusvaihtelut.

    Rinnankäytössä käytettävät käynninsäätimet
    Synkronointi edellyttää hyvin tarkkaa käynninsäätöä eiväkä mekaaniset säätimet ole riittävän tarkkoja siihen tarkoitukseen. Kuormanjakolaitteissa säätimen on jatkuvasti ja automaattisesti korjattava säätimen ryömimistä sen sallitulla nopeuden vaihteluvälillä. Rinnakkaiskäytössä vain hydrauliset tai sähköiset säätimet tulevat kysymykseen.

    Hydraulisilla ja sähköisillä säätimillä on takaisinkytkentä nopeuteen, minkä vuoksi ne voivat toimia stabiilisti ilman nopeudenalenemaa.

    Hydraulisella säätimellä kuormanjako toteutetaan sovittamalla erilaisten dieselmoottoreiden nopeudenalenemat toisiinsa. Hyvässä kunnossa olevilla laitteistoilla kuormanjako voidaan toteuttaa alle 10% kuormapoikkeamilla koko tehoalueella, edellyttäen että kuormat on asetettu suhteessa niiden tuottamaan tehoon silloin kun koneet on ensiksi kytketty rinnakkain.

    Sähköisellä käynninsäätimellä rinnankäyttö voidaan toteuttaa riittävän tarkasti. Se voidaan kytkeä myös vakionopeuden antavaan kuormanjakoyksikköön, joka antaa korjaavan signaalin jokaiselle yksittäiselle käynninsäätimelle, jotta laitteisto tuottaisi koko ajan nimellistaajuuttaan ja samalla jakaisi eri teholähteiden kuormia tasaisesti niiden laitteiden kesken, jotka on kytketty yhteiseen syöttökiskoon.

    Medifast-Tekniikalla on useiden vuosien kokemus varavoimakoneiden huollosta ja ylläpidosta ja se voi antaa lisätietoja muutostöistä ja varusteista.

    Markku Lehmusto

    Nettijulkaisu.




  • Allaolevalla sanomakentällä voi lähettää viestin sähköpostia käyttämättä. Sähköpostiosoitteen ilmoittaminen ei ole välttämätöntä. Sitä tarvitaan vain jos haluat vastauksen.

    Markku Lehmusto
    Pihkatie 5, 00410 Helsinki Finland
    Puh/Tel: (09) 454 4866
    Fax: (09) 454 4867
    Email: medifast@kolumbus.fi
    Päivitetty 25.3.2004
    Site design by Markku Lehmusto

    Palautetta ja kommenttia voit antaa tästä
    Kommentti
    Nimi
    S-posti
    En halua, että tietojani käytetään markkinointiin tai muuten annetaan muille.
    Yksityinen mielipide