به طور کلی مفهوم سنکرون کردن یا Synchronization به معنای انجام هم‌زمان چند کار به صورت موازی و پارالل است. سنکرون دیزل ژنراتورها زمانی کاربرد دارد که نیاز داشته باشیم دو یا تعداد بیشتری دیزل ژنراتور را به طور هم‌زمان مورد استفاده قرار دهیم. این اتفاق زمانی می‌افتد که یک ژنراتور به تنهایی پاسخگوی نیاز ما به عنوان یک مولد نباشد. مهم‌ترین هدف از سنکرون‌سازی در انواع دیزل ژنراتورها، افزایش توان بار مصرفی می‌باشد.

 

سنکرون دیزل ژنراتور

به استفاده هم‌زمان از دو یا تعداد بیشتری دیزل ژنراتور برای تولید توان بیشتر یا اطمینان از تولید برق، سنکرون دیزل ژنراتور یا دیزل ژنراتور سنکرون گفته می‌شود. دیزل ژنراتور از سه قسمت اصلی موتور و تابلوی برق کنترل تشکیل شده است و با دوران موتور و ایجاد میدان دوار برق تولید می‌شود. ژنراتورهای سنکرون هم‌نظیر همین کار را در ابعاد بزرگ‌تر انجام می‌دهند.

 

هنگام سنکرون کردن دیزل ژنراتورها اگر ولتاژی که دو یا چند دیزل ژنراتور تولید می‌کنند هم فاز نباشند (ولتاژها می‌توانند تک فاز یا سه فاز باشند)، علاوه بر آسیب رسیدن به تمام دستگاه‌ها، یک جریان داخلی پرفشار هم ایجاد می‌شود که بسیار خطرناک است. هم‌چنین این اتفاق زمانی که ولتاژها هم فاز باشند اما دامنه ولتاژها متفاوت باشد نیز رخ می‌دهد. به عبارت دیگر برای سنکرون کردن دیزل ژنراتورها باید برخی ویژگی‌ها مانند ولتاژ، فاز، فرکانس و یک سری ویژگی دیگر در دیزل ژنراتورها را یکسان‌سازی کرد. به طور کلی می‌توان گفت برای سنکرون دیزل ژنراتورها باید سرعت موتور، فاز و دامنه تمام دیزل ژنراتورهای درگیر در سنکرون‌سازی یکسان باشد.

 

شرایط سنکرون سازی دیزل ژنراتورها

برای انجام پارالل کردن دیزل ژنراتورها بهترین راه این است که از ژنراتورهای یکسان استفاده کنید. یا اینکه ژنراتورهای مورد استفاده خروجی و درجه یا Pitch مشابهی دارند. با این حال می‌توانید از حداقل دو ژنراتوری که خروجی متغیر هم دارند را برای پارالل‌سازی استفاده کنید. مدت عملیات سنکرون‌سازی براساس ظرفیت توان تولیدی بین ۲ تا ۴ هفته متغییر است.

 

نکته‌ای که اهمیت دارد این است که با هر دو روش می توانید دیزل ژنراتورها را به شکل موازی به تابلو برق سنکرون پارالل وصل کنید و هر موقع نیاز به برق اضطراری شد، عملیات محاسبه و رمپ کردن جریان خروجی به اندازه حداقل و حداکثر را انجام دهید.

 

تابلو کنترل در دیزل ژنراتور وظیفه کنترل سرعت و خروجی‌ها را دارد. برخی از تابلوهای کنترل قدرت سنکرون‌سازی دیزل ژنراتورها را دارند. برای پارالل کردن، ژنراتورها باید به صورت موازی به تابلو برق سنکرون وصل شوند. پس از این اتفاق، تابلو مقدار سرعت موتور و ولتاژ دیزل اول را اندازه‌گیری می‌کند و در تمامی دیزل ژنراتورهای متصل عملیات یکسان‌سازی این فاکتورها را انجام می‌دهد.

 

توصیه مهم در خصوص سنکرون‌سازی دیزل ژنراتورها این است که با وجود فواید زیاد سنکرون‌سازی، اگر این کار توسط فرد متخصص صورت نگیرد می‌تواند فاجعه‌آفرین باشد. مقدار بالای توان باری که تولید می‌شود اگر به طور ناقص یا اشتباه تولید شود می‌تواند خطرات جدی جانی در پی داشته باشد.

 

شیوه‌های سنکرون دیزل ژنراتورها

 

استفاده به شکل مستقل

روش اول استفاده مستقل و مجزاست. به این معنا که دیزل ژنراتور به تنهایی یا تکی به بار وصل می‌شود تا برق مورد نیاز را تأمین کند. این روش زمانی استفاده می‌شود که مکان کوچکی داشته باشید، یا بخواهید به طور موقت برق اضطراری تأمین کنید.

 

استفاده به شکل پارالل یا سنکرون کردن

هنگامی که که چندین ژنراتور به شکل موازی یا پارالل استفاده می‌شوند تا برق مستقل از شبکه تولید شود یا خود ژنراتورها را به شکل موازی با شبکه وصل می‌کنند تا توان لازم برای آن ایجاد شود. موقعی که توان خیلی بالا نیاز داشته باشند، ژنراتورها را با یک دیگر سینک می‌کنند یا به اصطلاح سنکرون کردن مطرح می‌شود.

هر زمان نیاز باشد که ژنراتورهای سینک شده را تعمیر کنند، نیاز به قطعی اضطراری باشد و یا تغییر مقدار مصرف الزامی شود، کافی‌ست ژنراتورها را از سیستم قطع کنند و دوباره به شبکه وصل کنند اما لازم است که باز هم پارامترهای ژنراتورها با پارامترهای شبکه سنکرون شود.

 

سنکرون سازی دیزل ژنراتورها در گذشته

 

در گذشته برای سنکرون‌سازی علاوه بر کنترل‌کننده اصلی سنکرون‌سازی، هر دیزل ژنراتور یک کنترل‌کننده مخصوص به خود را در اختیار داشت. تعدد کنترل‌کننده‌ها و لزوم هماهنگی آن‌ها با هم باعث بروز اتفاقات مشکل‌آفرین می‌شد. امروزه برای سنکرون‌سازی فقط از یک کنترل‌کننده مخصوص استفاده می شود.

 

برای سنکرون‌سازی، مولدها را به کنترل‌کننده وصل کرده و بعد با راه‌اندازی مولدها و بالا بردن آهسته ولتاژ خروجی، فرکانس مولدها را با شبکه هماهنگ و یکسان می‌کنیم. دقت شود که برای بررسی فرکانس‌ها از ولت‌متر و فرکانس‌متر در اطراف مدار استفاده می‌شود. در مرحله آخر باید از دستگاهی به نام استفاده کنیم. این دستگاه توالی فاز شبکه و مولدها را با هم یکسان می‌کند. دقت شود تا زمانی که از برابری ولتاژ شبکه و مولدها مطمئن نشدیم باید از اتصال آن‌ها خودداری کنیم زیرا این اتفاق حادثه آفرین است.

 

فواید سنکرون‌سازی دیزل ژنراتورها

مزایای سنکرون کردن دیزل ژنراتورها زیاد است اما محدودیت‌های آن مثل نیاز به فضای بزرگ و پیچیدگی مراحل راه‌اندازی، نگهداری و سنکرون‌سازی مجدد باعث شده که خیلی از کسب و کارها تمایلی به موازی کردن ژنراتورهای خود نداشته باشند. اما امروزه به لطف وجود فناوری‌های کنترلی یکپارچه دیجیتال، سنکرون‌سازی دیزل ژنراتورها بسیار راحت‌تر شده و مزایای زیادی برای کسب و کارها به همراه داشته است. در ادامه به مزایای سنکرون‌سازی می پردازیم:

 

بالا بردن توان تولیدی: اگر چند دیزل ژنراتور کوچک داشته باشیم با سنکرون‌سازی آن‌ها می‌توان مقدار توان باری قابل توجهی را تولید کرد.

 

بالا رفتن امنیت در سیستم: اگر یکی از دستگاه‌ها دچار نقص شود با استفاده از دیزل ژنراتورهای دیگر می‌توان به کار ادامه داد و کل سیستم معیوب نمی‌شود؛ در صنایعی که نیاز است دستگاه‌های مهم و حیاتی دائما فعالیت داشته باشند، نمی‌توان به کمک یک دیزل ژنراتور کل برق شبکه را تأمین کرد. بنابراین بهترین راه حل، استفاده از حداقل دو ژنراتور در شبکه است و در چنین مواقعی، سنکرون کردن دیزل ژنراتورها بسیار اهمیت پیدا می‌کند.

امکان ارتقای تطابق ظرفیت دیزل ژنراتور: اگر بخواهید بار دیزل ژنراتور را با بار کار تطبیق دهید، کار ساده‌ای نخواهید داشت. اگر مقدار آن به درستی پیش‌بینی نشود و تک ژنراتور داشته باشید، نتایج بسیار بدی به دنبال خواهد داشت؛ زیرا نتیجه آن تعویض و جایگزین دستگاه با یک دیزل ژنراتور قوی‌تر است. این در صورتی است که با سنکرون کردن دیزل ژنراتورها، حتی اگر ظرفیت کل دیزل ژنراتورها هم کم باشد، دو روش برای افزایش ظرفیت آن‌ها دارید. یکی از آن‌ها ارتقای دیزل ژنراتور با هزینه پایین و دیگری اضافه کردن دیزل ژنراتور دیگر است. حتی می‌توانید با سنکرون کردن ژنراتورها، مواقعی که بار کاهش پیدا کرد، برخی ژنراتورها را از مدار خارج کنید.

 

مقرون به صرفه‌تر بودن: ژنراتورهایی که در سیستم سنکرون پارالل استفاده می‌شوند ظرفیت کم‌تری دارند و موتورهای این ژنراتورها با طراحی ساخت پیشرفته و حجم بالا، اکثرا صنعتی و جاده‌ای هستند. بنابراین تولید این موتورها با هزینه کمتر و مقرون به صرفه‌تری است و خرید آن‌ها ارزش اقتصادی بیشتری دارد.

 

انعطاف: با سنکرون کردن دیزل ژنراتور، انعطاف‌پذیری آن‌ها بیشتر می‌شود. یعنی می‌توانید ژنراتورهای کوچک را در هر جایی بگذارید بدون اینکه نگران فضا برای یک ژنراتور بزرگ باشید.

 

شیوه پارالل سازی دیزل ژنراتور با برق شهری

برای اینکه عملیات سنکرون‌سازی و پارالل کردن دیزل ژنراتور با برق شهری یا پاسبار مشترک انجام شود، باید یکسری شرایط را فراهم کنید تا ژنراتورها و شبکه به یکدیگر وصل شوند، که عبارت اند از:

 

• میزان rms ولتاژهای خط مولد و شبکه یکسان باشند.
• توالی فازها یکسان باشند.
• فرکانس‌های مولد جدید باید نسبت به فرکانس شبکه بیشتر باشند.
• فازهای هم‌نام با یک‌دیگر هم‌نام شوند.

 

قسمت های مختلف ژنراتورهای سنکرون یا پارالل شده

سیستم‌های دیزل ژنراتور سنکرون شده شامل انواع پایه و پیچیده هستند که کنترل از راه دور و راه‌اندازی روتر را دارند. یک نمونه از اجزای سیستم پایه عبارت اند از:

 

دیزل ژنراتور: شامل ژنراتور، اپراتور و برد موتور است

 

برد اپراتور: برای ارتباط گرفتن با سوئیچ انتقال اتوماتیک بار، موتور و ژنراتور است. هم‌چنین برد اپراتور برای کنترل استارت، زنگ هشدار و فعالیت‌های نظارتی استفاده می‌گردد.

 

سوئیچ انتقال خودکار بار – مانیتور در پانل سوئیچ: برای مواقعی که افت یا افزایش پیدا کردن قدرت خیلی باشد، HMI بار را به پانل اپراتور ژنراتور مناسب انتقال می‌دهد تا موتور استارت بخورد یا خاموش شود.

 

برد کنترل – سنکرون پارالل: برد HMI اصلی برای توزیع شدن برق در مدارهای مختلف به بریکرها و کنتاکتورها فرمان می‌دهد. با کمک ژنراتورها دو حالت مختلف امکان راه‌اندازی و پیکربندی خواهند داشت، که شامل پیکربندی مازاد بر نیاز و پیکربندی افزایش ناخواسته است.