تجهیزات حیاتی دیزل ژنراتور برق اضطراری

 

^{در بسیاری از صنایع و زیر ساخت‌ های حیاتی مانند مراکز داده، بیمارستان‌ ها، پتروشیمی‌ ها و فرودگاه‌ها، قطع ناگهانی برق می‌تواند پیامدهای جبران‌ ناپذیری در پی داشته باشد؛ به همین دلیل دیزل ژنراتورها به‌عنوان قلب تپنده‌ی سیستم‌های برق اضطراری شناخته می‌شوند. هر دیزل ژنراتور، مرکب از مجموعه‌ای از اجزا و تجهیزات تخصصی است که در کنار یکدیگر تضمین‌کننده‌ی عملکرد امن، پایدار و قابل‌اطمینان کل سیستم می‌باشند. در ادامه، به‌صورت پاراگرافی و متمرکز بر خود تجهیزات، به شرح نقش و ویژگی‌ های کلیدی هر بخش می‌پردازیم.}

 

 

^{۱. موتور دیزل}

^{موتور دیزل، نیروی مکانیکی لازم برای گرداندن آلترناتور را تأمین می‌کند؛ معمولاً از طراحی چهارزمانه با آرایش سیلندرهای خطی یا V شکل استفاده می‌شود تا تعادل بین حجم، وزن و توان خروجی حفظ شود. سیستم تزریق سوخت در این موتورها به‌صورت پمپ مکانیکی یا Common Rail الکترونیکی عمل کرده و فشار بالای تزریق با دقت میلی‌ثانیه‌ای، سرعت احتراق و بازده حرارتی بالاتری فراهم می‌آورد. بلوک سیلندر عمدتاً از چدن داکتیل یا آلومینیوم سبک ساخته شده و پیستون‌ها به کمک رینگ‌های ضدسایش با پوشش نیترید یا کروم، دوام و عمر مفید گسترده‌ای دارند. همچنین، توربوشارژر به همراه اینترکولر، هوای فشرده‌ی ورودی را خنک می‌کند تا متراکم‌تر شدن بار میل احتراق را بهبود بخشد. سیستم خنک‌کننده‌ی داخلی موتور هم با مجاری جداگانه برای آب و روغن، دمای بهینه را بین ۸۰ تا ۹۰ درجهٔ سلسیوس حفظ می‌کند تا از کاهش بازده یا آسیب حرارتی جلوگیری به‌عمل آید.}

^{۲. آلترناتور (ژنراتور)}

^{آلترناتور، قسمت الکتریکی دیزل ژنراتور است که با تبدیل انرژی مکانیکی موتور به انرژی الکتریکی، خروجی سه‌فاز یا تک‌فاز مناسب مصرف‌کننده را فراهم می‌آورد. هسته‌های استاتور و روتور از ورق‌های لامینیت‌شده ساخته شده‌اند تا تلفات هیسترزیس و جریان‌های گردابی کاهش یابد. تنظیم‌کنندهٔ ولتاژ خودکار (AVR) به‌طور پیوسته ولتاژ خروجی را در محدوده ±۱٪ کنترل می‌کند. در نوع Brushless، بدون نیاز به جاروبک یا حلقه‌های لغزشی، عمر مفید افزایش می‌یابد و نگهداری ساده‌تر می‌شود. معمولاً ضریب قدرت خروجی بین 0.8 تا 1.0 تنظیم می‌شود تا نتایج مطلوبی در بارهای مخلوط القایی و مقاومتی به‌دست آید.}

^{۳. تابلو کنترل اصلی}

^{تابلو کنترل مرکزی شامل یک واحد کنترل دیجیتال (DGC) است که معمولاً با نمایشگر لمسی یا LCD مجهز به منوهای برنامه‌ریزی پارامترهایی همچون ولتاژ، جریان، فرکانس و ساعت کارکرد طراحی می‌شود. در کنار آن، ولت‌متر، آمپرمتر و فرکانس‌متر با دقت بالا قرار گرفته و وضعیت‌های حفاظتی (اضافه‌بار، اضافه‌ولتاژ، کم‌ولتاژ، اضافه یا کاهش فرکانس و نشتی زمین) از طریق رله‌های مجزا پایش می‌شوند. ماژول‌های ارتباطی نظیر RS‑485 (Modbus)، Ethernet (Modbus TCP/IP) یا SNMP امکان مانیتورینگ و کنترل از راه دور را مهیا می‌سازند.}

^{۴. کلید انتقال اتوماتیک (ATS)}

^{ATS وظیفه دارد در صورت قطع برق شبکه اصلی، تشخیص دهد و ضمن احترام به زمان‌های تأخیر تنظیم‌شده (برای جلوگیری از هرگونه اتصال همزمان دو منبع)، بار را به‌طور خودکار به دیزل ژنراتور منتقل کند. این کلیدها یا به‌صورت موتوردار عمل می‌کنند تا زمان قطع و وصل قابل برنامه‌ریزی باشد، یا با محرک‌های الکترومغناطیسی سریع که در واحدهای نیازمند سرعت بالا بهره می‌گیرند.}

^{۵. سیستم سوخت‌ رسانی و مخازن}

^{سیستم سوخت‌رسانی شامل پمپ‌های انتقال گریز از مرکز یا دنده‌ای است که سوخت را با فشار ثابت به انژکتورها می‌رسانند. فیلترهای پیش‌گریز برای جداسازی آب از سوخت (Water Separator) و فیلترهای اصلی با المان‌های میکرون‌ریتینگ دقیق، کیفیت سوخت را تضمین می‌کنند. مخازن ذخیره مطابق با نیاز سیستم (معمولاً برای ۸ تا ۲۴ ساعت کار مداوم) از فولاد ضدزنگ یا کامپوزیت ساخته می‌شوند و با شیرهای برقی یا دستی برای ایمنی و امکان قطع سوخت مجهز هستند. سیستم بازگشت سوخت نیز برای خنک‌کاری و جلوگیری از کاویتاسیون در موتور پیش‌بینی می‌گردد.}

 

 

^{۶. سیستم خنک‌کننده}

^{رادیاتورهای هواخنک با هسته‌های فیین‌دار از آلومینیوم یا مس، حرارت موتور را به محیط منتقل می‌کنند و با فن‌های الکتریکی یا هیدرولیکی همراه با ترموستات کنترل‌شده، جریان هوا را بر اساس دمای آب تنظیم می‌کنند. پمپ آب گریز از مرکز و مخزن انبساط شفاف به‌منظور مشاهده سریع سطح سیال، از دیگر اجزا هستند.}

^{۷. سیستم روانکاری}

^{برای جلوگیری از سایش قطعات داخلی موتور، سیستم روغن‌کاری شامل پمپ روغن، فیلتر روغن با المان‌های الیافی دقیق و خنک‌کن روغن است. فشار کارکرد معمولاً بین ۲ تا ۵ بار تنظیم می‌شود و در صورت افت فشار، سنسور فشار روغن فرمان قطع اضطراری موتور را صادر می‌کند.}

^{۸. سیستم اگزوز}

^{برای کاهش صدا و کنترل گازهای خروجی، از صداخفه‌کن (Silencer) و لوله‌های استیل ضدزنگ استفاده می‌شود. دمپرهای انبساط (Expansion Joints) و پوشش‌های نسوز مانع انتقال لرزش و حرارت به سازه نگهدارنده می‌گردند.}

^{۹. سیستم راه‌اندازی}

^{در توان‌های متوسط، استارت‌های برقی با گیربکس حلزونی نصب می‌شوند و در توان‌های بالا از استارت پنوماتیک (هوای فشرده) استفاده می‌شود. کلید قطع باتری (Battery Isolator) نیز برای ایمنی کارکنان در زمان تعمیرات در نظر گرفته شده است.}

^{۱۰. باتری و شارژر باتری دیزل ژنراتور}

^{باتری‌ های VRLA یا اسید–سرب با ظرفیت کافی برای تأمین جریان راه‌اندازی موتور طراحی می‌شوند و شارژر باتری دیزل ژنراتور معمولاً از نوع PWM یا SCR است که به‌صورت خودکار پس از استارت و متناسب با دما ولتاژ شناور لازم را تأمین می‌کند. نصب سینی‌های نگهدارنده با تهویه مناسب و قفل ایمنی، استحکام و طول عمر بیشتری به این مجموعه می‌بخشد.}

^{۱۱. سیستم فیلتراسیون هوا و سوخت}

^{دو مرحله فیلتر هوا (اولیه و ثانویه) با کارتریج‌های میکرونی و فیلتر سوخت شامل Separator آب و فیلتر نهایی، تضمینی است بر ورود هوای پاک و سوخت عاری از ذرات ناخالصی به داخل موتور.}

 

 

^{۱۲. سیستم سیم‌کشی و باسبار}

^{کابل‌های مسی یا آلومینیومی با عایق XLPE، جریان بارهای صنعتی را منتقل می‌کنند و در تابلوها، باسبارهای مسی با اتصالات پرس شده، جریان تا چند هزار آمپر را با حداقل تلفات برقرار می‌سازند.}

^{۱۳. شاسی و لرزش‌گیرها}

^{بدنه‌ی فلزی یکپارچه با پوشش ضدزنگ، محل نصب موتور، ژنراتور و مخازن سوخت و روغن است. لرزش‌گیرهای لاستیکی یا فنری بین موتور و شاسی نصب شده تا ارتعاشات را کاهش دهند و از انتقال آن به ساختار پشتیبانی جلوگیری کنند.}

^{۱۴. کانتینر یا ساندوکانی (Canopy)}

^{در دیزل ژنراتورهای مورد استفاده در فضاهای باز، پانل‌های عایق صدا و حرارت با فوم پلی‌یورتان یا پشم‌سنگ، محیطی کم‌صدا و ایمن ایجاد می‌کنند. دمپرهای هوا تعبیه‌شده در بدنه، جریان خنک را بدون نشت صدا فراهم می‌آورند.}

^{۱۵. سیستم بار آزمون (Load Bank)}

^{برای اطمینان از آمادگی دیزل ژنراتور، بانک بار قابل تنظیم با المان‌های مقاومتی یا القایی در فواصل زمانی مشخص متصل می‌شود تا توان واقعی و پایداری فرکانس و ولتاژ در بارهای متنوع سنجیده شود.}

^{۱۶. مانیتورینگ، حفاظت و رله‌ها}

^{سنسورهای دما، فشار، سطح مایعات و جریان سوخت به همراه رله‌های اضافه‌جریان، اضافه/کم‌ولتاژ، اضافه/کاهش فرکانس و نشتی زمین، توسط تابلو کنترل مرکزی یا SCADA پروژه‌های بزرگ، به‌صورت ۲۴ ساعته تحت نظارت قرار می‌گیرند و در صورت بروز خطا، آلارم‌های صوتی و نوری فعال می‌شوند.}

^{۱۷. سیستم زمین و صاعقه‌گیر}

^{چاه زمین با میله یا صفحه مسی و کابل ارت مسی، حفاظت کاربر و تجهیزات را در برابر اضافه‌ولتاژها تضمین می‌کند. نصب صاعقه‌گیر در کانتینرهای نصب‌شده روی بام از آسیب احتمالی جلوگیری می‌نماید.}

 

 

^{در مجموع، هر یک از این اجزا با ترکیب مکانیکی، الکتریکی و الکترونیکی خود، قطعات حیاتی زنجیره‌ی تأمین برق اضطراری بر پایه‌ی دیزل ژنراتور را تشکیل می‌دهند. شناخت دقیق و انتخاب بهینه‌ی آن‌ها متناسب با شرایط محیطی و بارمصرفی، کلید عملکرد مطمئن و مداوم در شرایط بحرانی خواهد بود.}