التشغيل المتوازي لمولدات التيار المستمر

نبذة مختصرة:

في نظام الطاقة الحديث، يتم توفير الطاقة عادةً عن طريق العديد من المولدات المتزامنة المتصلة بالتوازي مما يساعد على الحفاظ على استمرارية عمليات المحطة، الآن أصبح مولداً كبيراً معزولاً، لكن عندما نقوم بتوصيل مولدين على التوازي، فإنهم يميلون إلى البقاء في نفس الخط، من خلال إجراء بعض التغييرات في تيار المحرك الخاص بهم وعن طريق توصيل المولدات بشكل صحيح بشريط الناقل الحالي، يمكن حل هذه المشكلة.

توصيل مولدات التيار المستمر المتوازية:

• المولدات في محطة توليد الكهرباء، متصلة بقضبان نحاسية سميكة وثقيلة، تسمى هذه قضبان التوصيل التي تعمل كمحطات موجبة وسالبة، لتوصيل المولدات بشكل متوازٍ، يتم توصيل الطرف الموجب للمولدات بالطرف الموجب لقضبان الشريط والمحطات السالبة للمولدات المتصلة بالطرف السالب لقضبان الشريط.
  
• لتوصيل المولدين بمولد واحد يعمل حالياً، يتعين علينا أولاً رفع سرعة المحرك الرئيسي للمولد الثاني إلى السرعة المقدرة عند هذه النقطة، يتم إغلاق المفتاح (S4).
  
• يتم إغلاق قاطع الدائرة (V2) (الفولتميتر) المتصل عبر المفتاح المفتوح (S2) لإكمال الدائرة، يتم زيادة إثارة المولد (2) بمساعدة ريوستات المجال حتى يولد جهداً مساوياً لجهد قضبان التوصيل.
  
• يتم بعد ذلك إغلاق المفتاح الرئيسي (S2) ويكون المولد 2 جاهزاً لمساندة المولد الفعال حالياً، ولكن في هذا الوقت، لا يأخذ المولد (2) أي حمولة مثل (e.m.f) يساوي جهد الشريط، تسمى الحالة الحالية بالطفو، وهذا يعني أنه جاهز للتزويد ولكن لا يوفر التيار للحمل.
  
• من أجل توصيل التيار من المولد (2)، من الضروري أن يكون (emf)المستحث، أكبر من جهد اشرطة التوزيع (V) من خلال تقوية تيار المجال، من خلال(e.m.f) يمكن تحسين المولد (2)، وسيبدأ الإمداد الحالي للحفاظ على جهد قضيب الناقل، بعدها يتم إضعاف مجال المولد (1) بحيث تبقى القيمة ثابتة.
  يعطى تيار المجال الكهربائي بالعلاقة التالية:
  
  

حيث، (Ra) هي مقاومة ملف المحرك.

توزيع الأحمال في مولدات التيار المستمر المتوازية:

يتم تحويل الحمل إلى مولد آخر عن طريق ضبط (emf) المستحث، ولكن في محطة توليد الطاقة الحديثة، تم تنفيذ كل شيء بواسطة (sychroscope)، والذي يعطي تعليمات إلى حاكم المحرك الرئيسي، لنفترض أن هناك مولدين لهما جهد تحميل مختلف، ثم سيكون تقاسم الحمل بين هذه المولدات على النحو التالي:

تعتمد قيمة المخرجات الحالية على قيم (E1 و E3)، والتي يمكن إدارتها بواسطة ريوستات المجال للحفاظ على ثبات جهد قضبان الأشرطة.

مزايا التشغيل المتوازي لمولدات التيار المستمر:

• فعالية التكلفة: تنخفض تكلفة الطاقة الكهربائية عندما ينتج المولد الكهرباء وفقًا لقدرته ويسهل إدارة الطلب والعرض، إذا كانت هناك متطلبات أقل للطاقة، فيمكن تعليق وحدة واحدة أو أكثر أو العكس بالعكس.
  

• الإمداد السلس للطاقة: في حالة تعطل المولد، لن ينقطع التيار الكهربائي، إذا حدث خطأ ما في أحد المولدات، فيمكن استمرارية الطاقة بواسطة وحدات صحية أخرى.
  

• سهولة الصيانة: تتطلب الصيانة الدورية للمولد من وقت لآخر، ولكن لا يمكن إعاقة هذا الإمداد بالطاقة، في المولدات المتوازية، يمكن إجراء الفحص الروتيني واحداً تلو الآخر.
  

• سهولة زيادة سعة المحطة: يتزايد الطلب على الكهرباء يوماً بعد يوم، من أجل لتلبية متطلبات توليد الطاقة، يمكن تشغيل وحدة جديدة إضافية بالتوازي مع الوحدات العاملة.
  

الاحتياطات أثناء التوصيل على المتوازي:

• تختلف مواصفات كل مولد عن الآخر، لذلك عندما تتم مزامنتها معاً، يتم ضبط سرعتها في السرعة الإجمالية للنظام.
  
• يجب توزيع الحمولة الكاملة للنظام في جميع المولدات.
  
• يجب أن يكون هناك جهاز تحكم للتحقق من بيانات المحرك، يمكن القيام بذلك باستخدام وحدات التحكم الرقمية الحديثة المتوفرة في السوق.
  
• يلعب تنظيم الجهد في النظام بأكمله دوراً مهماً في حالة انخفاض الجهد في وحدة واحدة مقارنة بالوحدات الأخرى ينتهي الأمر بتحمل حمل الجهد الكامل لنظام المولدات المتوازية.
  
• أثناء توصيل المحطات بقضبان الأشرطة، يجب اتخاذ احتياطات إضافية، إذا تم توصيل المولد بقطبية خاطئة للشريط، فقد ينتج عن ذلك ماس كهربائي.