×

Dizel Jeneratör Setleri Performans Sınıfları Nedir?



Dizel Jeneratör Setleri Performans Sınıfları  Nedir? 


Memiş Şıkşık 

Şartnamelerde, ürün föylerinde, tanıtım etiketleri gibi birçok yerde dizel jeneratör setlerinin performans sınıfı olarak G1, G2, G3 gibi tanımlamalara sık sık rastlamaktayız. Bu teknik yazımızda sık sık karşımıza çıkan performans sınıfları hakkında kısa ve öz bilgiler vermeye çalışacağız. Umuyoruz ki yazımızın sonuna geldiğinizde jeneratör performans sınıfları sizler için daha anlaşılır hale gelmiş olacaktır. (Yazımızın geri kalanında dizel jeneratör setinden bahsedilirken sadece jeneratör seti denilecektir.)

Performans sınıfları, jeneratör setlerini tanımlayan ISO8528 standartlarında 5. başlık altında (ISO 8528-5:2018) yer almaktadır.

ISO 8528-5:2018 standardı, bir grup halinde çalışan gidip gelme hareketli içten yanmalı (GGYİ) bir motor ve alternatif akım jeneratörü (alternatör) ile ilgili tasarım kriterlerini kapsar.

Jeneratör setlerinin teknik dizayn ve performans kriterlerini açıklayan bu standart detaylı bir referans kaynaktır. Bu yazımızda ilgili standardın performans sınıfları üzerinde duracağız.

Kullanıcı olarak bizler, kullandığımız elektrik kaynağının kararlı olması ve yükün bozucu etkisinden en az şekilde etkilenmesini bekleriz. Burada belirtilen kararlı olma durumu ani yük değişimlerinin güç kaynağının frekans ve voltajına olan etkisi olarak bahsedilebilir. Örneğin, kullanıcı olarak prize takılı elektronik eşyamızın frekans ve gerilim dalgalanmalarından zarar görmesini istemeyiz veya üretim yapan bir tesisteki makinaların durmasını, üretimin kesilmesi istenilen bir durum değildir. Enterkonnekte şebeke sınırsız bir kaynaktır ve bu sebeple de son derece kararlı olması beklenir. Bununla birlikte jeneratör setleri ise sınırlı kaynaktır. Olası şebeke kesintilerinde devreye girip yükü beslediklerinde bu kararlılığı sağlamalıdırlar.

Bir tesiste, fabrikada, havalimanında, metroda yani jeneratör setinin kullanıldığı uygulama her neresi olursa olsun, enerjisinin kararlı olması istenilir. Bu durum, jeneratör setinin gücü ve performans sınıfı ile doğrudan bağlantılıdır. Doğru seçim yapılmış bir ürün ile enerjinin kararlılığı kolaylıkla sağlanır.

Güç ve performans sınıfı seçimi ise, jeneratörün kullanılacağı uygulama, yükün karakteristiği, motor yükleri, durup tekrar devreye giren kesintili yükler, doğrusal olmayan yarı iletken yükler, güç faktörü, eş zamanlılık faktörü gibi temel elektriksel özellikler ile ilgilidir. Gücün ve performansın belirlenmesinde bu faktörler dikkate alınarak hesap yapılmalıdır.

Bir örnek ile açıklamak gerekir ise,  doğrudan veya yıldız-üçgen yol verilen elektrik motoru ile frekans konvertörlü yol verilen elektrik motorunu besleyen jeneratör setlerinin güç seçimi farklılık gösterebilir. Aynı zamanda elektrik motoruna yol verme metodu farklı olması sebebi ile geçici frekans ve gerilim değişimleri de aynı olmayacaktır.

Frekans karakteristiği

Kararlı hal frekans özellikleri, ağırlıklı olarak dizel motor devir regülatörünün (governör) performansına bağlıdır. Geçici frekans özellikleri ise, yani yük değişimlerine tepki, bütün sistem elemanlarının birleşik davranışına bağlıdır.
Gerilim karakteristikleri

Jeneratör setinin gerilim karakteristikleri, alternatörün kendine özgü tasarımı ve otomatik gerilim regülatörünün (AVR kartı) performansı yardımıyla elde edilir. Kararlı ve geçici hal frekans karakteristiklerinin her ikisi de jeneratör seti gerilimini etkileyebilir.

Ani yük değişimi durumunda, geçici frekans ve gerilim karakteristikleri aşağıdaki etkilere bağlıdır;

− GGİY motorun turboşarj sistemi, motorun beyan edilen güçteki ortalama etkin fren basıncı Pme, hız düzenleyicisinin (governör) davranışı,

− Alternatör tasarımı, alternatör uyartım sisteminin karakteristikleri, gerilim regülatörünün davranışı,

− Jeneratör setinin dönme ataleti



Grafik 1- Yük uygulandığında veya kaldırıldığında geçici rejim değişmesinin ideal gösterimi

ISO 8528 Limit değerleri

ISO 8528-5:2018 standardında bahsedilen jeneratör seti performans klaslarına ait bazı limit değerlerini aşağıdaki tabloda görebiliriz. ISO standardı yük artışına ve yük azalmasına farklı bakmaktadır.

•    Yük artmasına GGİY motora ait ortalama etkin fren basıncı rehber gösterilir.

•    Yük azalmasına ise %100 olarak bakılır ve tek adımda tüm yük bırakılır.


*Yük artışında, % yük artış değeri belirtilmez. ISO bunu üreticiye bırakır.
Tablo 1 – ISO 8528-5:2018 limit değerleri

Ortalama etkin fren basıncı Pme(kPa) teorik olarak aşağıdaki şekilde hesaplanır. Bununla birlikte dizel motor üreticileri ürün föylerinde bu değeri beyan etmektedirler.




P(kWm); Motorun mekanik çıkış gücü, Nr; Silindir başına her güç stroku için krank dönme sayısıdır. 4 zamanlı motor için 2 alınır, Vd(dm3); Silindir hacmi, N(dev/dak); Dakikadaki dönme sayısı olarak belirtilmektedir.

364kW mekanik çıkış gücünde, 4 zamanlı, 12.7 litreli dizel motora ait Pme değeri 1500 devirde aşağıdaki gibi hesaplanır. 


= 2290kPa

Motora ait ürün föyünde bu değer %100 prime güçte 2275kPa olarak belirtilmektedir. ISO 8528-5:2018 standardında belirtilen ortalama fren basıncı eğrisine göre bu motorun kaç kademede yükleneceği ve G1, G2 ve G3 klas limitlerine göre yüklenme limitleri rehber değer olarak kullanılabilir.



Grafik 2- ISO 8528-5:2018 Ortalama etkin fren basıncının bir fonksiyonu olarak, Pme, beyan gücünde mümkün olabilecek en yüksek ani güç artışları için rehber değerler (dört zamanlı motorlar)

İlgili motorun kullanıldığı jeneratör setinin fabrika aplikasyon testlerinde, tek adım denemeleri yapılmıştır. Enerji analizörü ekran görüntülerinden yük – frekans değişimini gösteren çıktılar aşağıda gösterilmiştir.  



Grafik 3- Fabrika aplikasyon test analizörü ekran görüntüleri; yük değişimi


Grafik 4- Fabrika aplikasyon test analizörü ekran görüntüleri; frekans değişimi

Sonuçlar kontrol edildiğinde ilgili jeneratör seti klas değerleri, ISO 8528-5:2018 standardı limitleri içinde sonuçlar verdiği görülmektedir. Jeneratör seti prime gücünün %60 değerindeki yükü G3 klas limitlerinde, %80 ilk adım yükünü ise G2 klas limitlerinde, bunun üzerindeki yükü ise G1 klas limitlerinde üzerine almaktadır. Bu değerlendirmeler hem frekans hem de gerilim  değişiminin (yük alma, %100 yükü bırakma ve toparlanma süresi)  Tablo 1’de belirtilen tüm limitlerinin sağlanması ile belirlenir. Ayrıca kararlı hal değerleri ise G3 klas limitleri içinde kalmaktadır. 

Sonuç

ISO 8528 referansı jeneratör setleri güç tanımları başta olmak üzeri birçok konuda referans kaynaktır. 

Bir jeneratör setinin güç seçimi müşteri taleplerine, sahadaki yükün toplamına ve aynı zamanda bu yüklerin tiplerine göre yapılmalıdır. Bu seçimlerde optimum güçte ürün belirlenmeli, frekans ve gerilim limitleri de güç kalitesinden ödün vermeden ISO standardı limitleri içinde olmalıdır. 

Farklı jeneratör setleri kıyaslanırken sadece güç olarak kıyaslamak yeterli olmayabilir. Yukarıdaki yazımızda bahsettiğimiz üzere benzer güçlerin performans sınıfları arasında farklar olabileceği, bu performans farklarının ise jeneratörle beslenecek yükler için çok önemli olduğu aşikârdır. 

Jeneratör satın alırken, yüklerinizin karakteristiğinin üretici firma ile paylaşılmasını öneririz.


Referanslar;

ISO 8528-1:2018 Gidip gelme hareketli içten yanmalı motorla tahrik edilen alternatif akım jeneratör grupları - Bölüm 1: Uygulama, beyan değerleri ve performans

ISO 8528-5:2018 Gidip gelme hareketli içten yanmalı motorla tahrik edilen alternatif akım jeneratör grupları - Bölüm 5: Jeneratör grupları
Paylaş:
E-BÜLTEN KAYIT
Güncel makalelerimizden haberdar olmak için e-bültene kayıt olun!
Sosyal Medyada Bizi Takip Edin!
E-Bülten Kayıt