Ulusal elektrik şebekesinde turbogeneratörlerin anlatımı 3 bölümde toplanmıştır. İlk bölümde, senkron makinalar ve türleri (çıkık kutuplu ve turbo generatörler) hakkında önbilgi verilmiştir. İkinci bölümde elektrik santralları ve turbo generatörlerin santrallarında kullanımı anlatılmıştır. Son bölümde ise Türkiye’ de elektrik enerjisi üretimi, özellikle de termik santralların bu konuda rolü ve termik santrallarda kullanılan turbogeratörlerin plaka değerleri yeralmaktadır.
Bölüm 1
1.Senkron makinalar
2.Çıkık kutuplu senkron generatörler
3.Yuvarlak kutuplu generatörler (Turbo generatörler)
Bölüm 2
1.Elektrik santralları
2.Turbo generatörlerin elektrik santrallarında kullanımı
3.Örnekler (linkler)
Bölüm 3
1.Türkiye’de elektrik enerjisi üretimi
2.Santrallar ve turbo generatorlerin plaka değerleri
KAYNAKLAR

Bölüm 1
SENKRON MAKİNALAR
Senkron makina, genelleştirilmiş makina türündendir. Elektromıknatıslı veya küçük güçlerde sabit mıknatıslı bir rotor ile bir veya üç fazlı alternatif akım sargılı statordan oluşur. Senkron makinalar, generator ve motor olarak çalıştırılırlar. Senkron hız denilen sabit bir hızla dönerler.
n: dakikada senkron dönme sayısı
f: stator akımlarının frekansı n = 60f / p dir.
2p: kutup sayısı
Sabit dönme sayısı nedeniyle, motor olarak çalışma alanları kısıtlıdır. Ancak elektrik enerjisi üretiminde, santrallarda kullanılırlar. Güçleri birkaç VA dan 1700 MVA ya kadar imal edilebilirler. Gerilimleri 6, 15, 20, 27 kV dur.
Çok büyük güçlerde imal edilmesinin nedeni güçleri arttıkça maliyetlerinin düşmesi, verimlerinin artmasıdır. Büyük güçlü bir makinanın bakımı ve kontrolu daha kolaydır, ancak bu sistem işletim güvencesini azaltır.
Senkron generatörler yuvarlak kutuplu ve çıkık kutuplu olmak üzere iki türden yapılırlar.
ÇIKIK KUTUPLU SENKRON GENERATÖRLER:
Stator iç çevresi düzgün, rotor dış çevresi düzgün olmayan makinalardır. Kutup sayıları büyük ve senkron hızları düşüktür. Kutup sayıları 2p=4,6,8…60 olabilir. Senkron hızları küçük olduğundan rotor çapları çok büyük (10-13 m) ve eksenel boyları küçüktür. Genellikle su türbini ile döndürülürler. Hidroelektrik santrallarda çıkık kutuplu generatörler kullanılır
YUVARLAK KUTUPLU GENERATÖRLER (Turbogeneratörler):
Yuvarlak kutuplu generatörler, sabit kısım stator, dönen kısım rotor ve bunların taşıdıkları stator ve rotor sargılarından oluşur. Rotoru ile statoru arasında kalan hava aralığı sabittir (45mm-65mm). Kutup sayısı küçük, senkron dönme sayıları yüksektir. 2p = 2,4,6 olarak imal edilirler. Güçleri 1700MVA kadar olabilir ve çıkık kutuplu generatörlerden daha yüksektir. Yüksek hızlı olduklarından rotor çapı küçük, boyları uzundur. Rotor çevresinin 2/3 üne oluklar açılır ve bu oluklara rotor sargıları yerleştirilir. Büyük güçte turbogeneratörlerin rotor sargıları, ısı ile boyutlarınınboyutlarının değişmemesi için gümüşlü bakır alaşımdan yapılır.
Stator, stator gövdesi ve stator çekirdeğinden oluşur. Çekirdek, kayıpları az olan 0.5 mm kalınlığında özel silisyumlu saçlardan yapılır. Saçlara sargı için oluklar açılır. Saçlar biraraya getirilerek sıkıştırılır ve saç paketleri arasında soğutma kanalları bırakılır.
Turbo generatörler, gaz veya buhar türbinleri ile uyarılırlar. Bu nedenle termik santrallarda kullanılırlar.
Yuvarlak kutuplu makinalar, makina içinde basınçlı hava veya gaz dolaştırılarak soğutulur.

Bölüm 2
ELEKTRİK SANTRALLARI:
Elektrik santralları, elektrik enerjisi üretilen yerlerdir. Elde edilen enerji ile dağıtım şebekesi beslenir. Dağıtım sırasında kayıpların ve gerilim düşmelerinin büyük olması nedeniyle, dağıtım yüksek gerilimle yapılır. Bu gerilim küçük bölge şebekelerinde bulunan transformatör istasyonlarında alçak gerilime düşürülür.
TERMİK SANTRALLAR:
Termik santrallar genellikle buhar, gaz veya dizel santrallar olarak yapılırlar.
Buhar santralları bunların arasında en çok kullanılandır. Linyit kömürü, taş kömürü ile çalışırlar. Buhar santrallarında genellikle generatörlerle direkt kuple edilmiş buhar türbinleri kullanılır. Türbinlerde buharın ısı enerjisi, mekanik enerjiye çevrilir. Bu tür türbinlerin dakikadaki devir sayısı 3000 ve büyük güçte olanların 1500 dür. 3000 devirli türbin ve generatörden oluşan üniteler 100000 kVA lik güçlerde imal edilebilirler. Zorunlu olmadıkça, normalde 3000 devirli üniteler seçilir.
Gaz santralları genellikle elektrik üretiminde termik masrafları pratik bakımdan sıfır olabilen, mesela yüksek fırın gazı gibi çok elverişli gazların bulunduğu yerlerde kurulur. Bu santrallarda gazın termik enerjisi çoğunlukla yatık ve çift tesirli dört zamanlı gaz makinaları ile mekanik enerjiye çevrilir. Bu çeşit gaz motorları çok yavaş ve genellikle 100 dev/dak dan daha düşük bir devir sayısıyla çalışırlar. Bu nedenle, böyle santrallarda büyük ve çok kutuplu generatörler kullanmak zorunda kalınır.
Dizel santrallarının başlıca özellikleri, çok çabuk harekete geçmeleri ve ayarlanabilmeleridir. Tesis masrafları, normal bir buhar santralından daha azdır. Ancak kWh başına yakıt masrafı, daha fazladır. Bu tip santrallar kısa süreli çalışma gerektiren durumlarda kullanılır.
SU SANTRALLARI:
Su santrallarında, suyun potansiyel enerjisini önce kinetik enerjiye ardından mekanik enerjiye çeviren su türbinleri kullanılır. Su enerjisinin bedelsiz olmasına karşın, su santrallarının tesis masrafı, bir buhar santralınınkinden daha pahalıya mal olmaktadır. Bunun en büyük etkeni su inşaatı ile ilgili hususlardır. Bu nedenle uygun arazilere inşa edilirler. Ancak, uygun arazi koşullarına rağmen tesis masrafı yüksek olmaktadır.

TURBOGENERATÖRLERİN ELEKTRİK SANTRALLARINDA KULLANIMI:
Santrallarda kullanılan üç fazlı generatörlerin kullanımı, tahrik makinaların devir sayısına bağlıdır. Su türbinleri, dizel ve gaz motorlarında devir sayısı genellikle 1500 ün çok daha altındadır. Bu nedenle bunlarla tahrik edilen generatörler çıkık kutuplu olarak yapılır.
Tahrik makinası olarak buhar türbinleri kullanılırsa (dakikada devir sayıları 1500, 3000 dir) turbogeneratörler kullanılır. Turbogeneratörlerin boyları uzun olduğundan, bunlarda kayıp ısısının soğutucu hava ile uzaklaştırılması meselesi esas zorluğu teşkil eder. Turbogeneratörleri soğutmak için, generatörlerin her iki ucuna vantilatörler yerleştirilir. Bu vantilatörler, emdikleri havayı, generatörlerin içinde bulunan bir çok hava yarıkları ve soğutma kanallarına basarlar. Çok büyük ve yaklaşık 50000kVA dan yukarı güçlerde, generatörün dışında yerleştirilmiş özel bir vantilatörün kullanılması daha elverişli olur.

TÜRKİYE’ DE ELEKTRİK ENERJİSİ ÜRETİMİ:
Ülkemizde, sanayinin gittikçe artan enerji talebinin zamanında ekonomik olarak karşılanabilmesi gerekmektedir. Bu ihtiyaç, yeni enerji kaynakları aranarak, yeni santrallar kurularak gerçekleştirilebilir. Bununla birlikte önemli bir diğer husus da mevcut santralların verimli bir şekilde işletilmesidir.
Türkiye elektrik enerjisi kapasitesi 1970 yılından bu yana büyük bir artış göstermiştir. 1970 yılında termik üretim 3915.4 GWh ve hidroelektrik üretim 2357.5 GWh olmasına karşın 1991 yılında termik üretim 34067.8 GWh ve hidroelektrik üretim 21392.9 GWh olmuştur.

 

Kaynak : elektrik ödevleri