נושא: מדוע צריך לנתק מערכת לשיפור מקדם הספק כאשר גנרטור פועל

הקדמה

רשת החשמל הארצית פרוסה ברובה כרשת עילית. רשת עילית זו מובילה את האנרגיה החשמלית באמצעות מוליכים חשופים אשר מתחברים מעמוד לעמוד עד להגעה לצרכן הסופי – בית, מפעל ואחרים. אך רשת זו לעיתים מצריכה חיזוקים ותמיכות, הן לכבלים והן לעמודים מסוגים שונים. על סוג התמיכות נדבר בפעם אחרת. בשל העובדה כי רוב רשת החשמל מורכבת ממוליכים עיליים, עלולות להתרחש תקלות במערכת החשמל, וכאשר מתרחשות תקלות חשמל, נשתמש בגנרטורים מסוגים שונים.
במאמר זה ארצה לדון בנושא חשוב שרבים מאיתנו ממעטים להתייחס אליו, והוא מערכת לשיפור מקדם ההספק. במצב רגיל נרצה את התיקון ואפילו נעודד אותו, אך כאשר אנו במצב גנרטור, יש צורך לנתק את מערכת הקבלים כדי למנוע בעיות חמורות שעלולות להיווצר. במאמר זה נדון בסיבות המרכזיות לכך ובתופעות האפשריות כאשר מערכת הקבלים מחוברת ופועלת בעת פעולת הגנרטור.

תמונה מספר 1 : תמונה של גנרטור.

עליית מתח

אחת הבעיות המרכזיות בהשארת קבלים מחוברים במהלך פעילות גנרטור היא העלייה במתח. בשונה מרשת החשמל, גנרטור מתנהג אחרת בכל הנוגע למתח וליכולת ספיגת ההספק. השארת הקבלים מחוברים במהלך פעילות הגנרטור עלולה לגרום לעלייה לא רצויה במתח בשל זרימת זרם ריאקטיבי חזרה לגנרטור.
תופעה זו יכולה להוביל לנזק לבקר הגנרטור וכן לציוד חשמלי ואף להפסקת הגנרטור כתוצאה מהגנת מתח יתר.

חוסר תיאום בין מערכת הקבלים לגנרטור

לעיתים קרובות, מערכות קבלים מתוכננות לעבוד עם רשתות חשמל גדולות ולא עם גנרטורים. חוסר תיאום זה יכול להוביל לבעיות כגון תהודה בין הקבלים לגנרטור, שיכולה לגרום לזרמי יתר ומתח יתר במערכת.

השפעה על היציבות והבקרה של הגנרטור

גנרטור דורש בקרה מדויקת על מנת לשמור על מתח ותדר יציבים. כאשר מערכת קבלים מחוברת, היא משפיעה על יציבות המתח והתדר של הגנרטור. הגנרטור עלול להתקשות לשמור על התדר, במיוחד אם הקיבול של הקבלים גדול מדי. מצב זה יכול לגרום לתנודות בתדר ולפגוע ביציבות המערכת כולה, דבר שעלול לגרום להפסקת הגנרטור בשל הגנת תת-תדר.

עומס יתר על הרוטור של הגנרטור

הזרם הריאקטיבי הנוסף שנוצר על ידי הקבלים מחייב את הרוטור של הגנרטור לייצר שדה מגנטי גדול יותר כדי לשמור על הזרם והמתח הנדרשים. עומס יתר זה עלול לגרום להתחממות יתר של הרוטור ולבלאי מהיר יותר של חלקים מכניים וחשמליים בגנרטור. כתוצאה מכך, תתרחש הזדקנות בידוד הרוטור ובכך יתקצרו חייו.

פגיעות בתיאום הגנות

מערכת ההגנות של גנרטור נועדה להתמודד עם תקלות ותנאים חריגים במערכת. כאשר קבלים מחוברים, הם יכולים לשנות את המאפיינים החשמליים באופן שיפריע לתפקוד התקין של ההגנות. למשל, ייתכן כי זרמי הקצר יהיו שונים מהצפוי, מה שעלול לגרום להגנות לא לפעול בצורה נכונה.

תמונה מספר 2 סוגים שונים של קבלים

איך מתבצע הניתוק

בבקרי הקבלים החדשים, בניגוד לדורות קודמים של בקרי קבלים, יש מגע עזר המאפשר להפסיק בפקודה את בקר הקבלים ובכך הוא לא יפריע לפעולה תקינה של הגנרטור.
כדי לאפשר את הניתוק של בקרי הקבלים הישנים, התקינו ריליי בטור במגע סגור כדי לייצר התניה. למעשה, הבקר פועל כרגיל בעת הזנה מחברת חשמל, ובמעבר להזנה מגנרטור, בקר הגנרטור מפעיל מגע פנימי אשר בתורו משנה מצב של הריליי (RG בתמונה מספר 3), שמנתק את הפקודה בבקר הקבלים ובכך מונע את האפשרות לחבר את הקבלים לקו. הבקר קבלים ממשיך לפעול ולהציג את נתוני הקו, אך מעשית אינו מחבר שום קבל לתיקון. פעולה זו עדיפה על כיבוי המתח של בקר הקבלים והפעלתו כל פעם מחדש.

תמונה מספר 3: שרטוט חשמלי

לסיכום

כדי למנוע סיכונים ותקלות אפשריות, מומלץ לנתק את מערכת הקבלים לפני או כאשר הגנרטור מקבל פקודה לפעולה.
ניתוק הקבלים יאפשר לגנרטור להתניע ולפעול בצורה יציבה ובטוחה, תוך שמירה על מתח ותדר תקינים והגנה על ציוד חשמלי רגיש. על מנת לשפר את מקדם ההספק בעת פעילות גנרטור, ניתן להשתמש במערכות ניהול עומסים או בתכנון מותאם אישית של מערכות הקבלים כך שיוכלו לעבוד בצורה בטוחה עם גנרטורים.

בהצלחה.