Turbo jeneratör
Jeneratörün yapısal özellikleri > Uyarma

Uyarma sargısını doğru akım ile beslemek için, eski turbo jeneratörlerde milin üzerine bir doğru akım makinesi yerleştirilirdi (uyarıcı makine). Daha sonra doğru akım, karbon fırçalar ve kayar halkalar aracılığıyla turbo jeneratörünün rotoruna sağlanmalıydı.
Günümüzde büyük turbo jeneratörlerde iki ana uyarma türü yaygındır:
Fırçasız uyarma dönen uyarıcılı (örneğin, düzeltme için rotor şaftının üzerine veya içine monte edilmiş diyotlarla aynı şaft üzerinde oturan bir dış kutup makinesi). Kontrol edilebilir bir güç dönüştürücüsü tarafından sağlanan doğru akımla harici olarak uyarılır.
Statik uyarma: Bir güç dönüştürücü sistemi, bir fırça köprüsü (kayma halkaları ve karbon fırçalar) aracılığıyla iç kutup makinesinin rotor sargısına aktarılan doğru akımı sağlar. Fırçalar çalışma sırasında değiştirilebilir.
Bahsedilen iki yöntemden hangisinin kullanılacağı, ilgili üreticinin felsefesine ek olarak, öncelikle enerji santrali operatörünün gereksinimlerine bağlıdır. Her iki yöntemin de avantajları ve dezavantajları vardır:
Dönen uyarıcı aşınmasızdır ancak acil durumlarda bakım/onarım yalnızca makine dururken yapılabilir. İlgili harici uyarma dönüştürücüsü tarafından sağlanacak akımlar nispeten düşüktür, ancak uyarma süresi sabitlerinden dolayı çalışma durumundaki hızlı değişiklikler sırasında uyarma akımının izlenmesi oldukça yavaştır. Jeneratör terminallerindeki voltaj düşüşlerini telafi etmek için dönüştürücünün, normal çalışmaya kıyasla çok büyük voltaj rezervleri (tavan uyarımı adı verilen) sağlaması gerekir.
Statik konvertör uyarımı genel olarak biraz daha karmaşıktır ve aşınma ve yıpranmaya tabidir, ancak büyük ölçüde jeneratör çalışırken bakımı yapılabilir. Tam uyarma akımı sağlanmalı ve rotora aktarılmalıdır; Büyük makineler için 10 kA'ya kadardır. Öte yandan, statik uyarı, yük değişikliklerine çok hızlı tepki verebilir, böylece tavan voltajı, dönen bir uyarıcıya göre önemli ölçüde daha düşük olabilir. Bu dinamik avantaj, birçok yenilenebilir enerji üreticisinin bulunduğu şebekelerde artan yük akış dinamikleri nedeniyle giderek daha önemli hale geliyor. Kural olarak, şebeke operatörleri, kısa süreli kesintiler durumunda enerji santrali operatörlerinin jeneratör sistemlerine dinamik ve güvenilirlik açısından belirli minimum gereksinimler koyarlar ve bu genellikle dönen uyarıcılarla sağlanamaz.
Uyartım, jeneratörün çalışma davranışı açısından çok önemlidir, çünkü uyarma akımının ayarlanması, terminal voltajının genliğini ve dolayısıyla jeneratörün şebekeye (Aktif güç, türbin hızı veya torku tarafından belirlenir) sunabileceği reaktif gücü düzenler. Turbo jeneratörlerin uyarma gücü jeneratör gücünün yaklaşık %0,5 ila %3'üdür.
Ayrıca, yavaşça dönen çıkıntılı kutuplu makinelerin aksine, turbo jeneratörler rölantiye dayanıklı değildir ve yalnızca hafif bir aşırı hıza izin verir. Ani bir yük düşüşü durumunda (en kötü durumda, öngörülemeyen bir şebeke bağlantısının kesilmesi nedeniyle), mekanik hasarı önlemek için türbinin otomatik olarak hızlı şekilde kapatılması derhal gerçekleştirilmelidir. Bu amaçla, jeneratörü çalıştıran buhar türbinlerinin, türbinlere tüm buhar kütle akışını bir saniyeden daha kısa sürede durduran ve yönlendirme istasyonları aracılığıyla yoğunlaştırıcıya yönlendiren, hızlı kapatma valfleri denilen valfleri vardır. Bu, türbinlerin artık tork üretemeyeceği anlamına gelir. Aynı zamanda turbo jeneratörün uyarısı da kaldırılır.
Bir turbo jeneratörün jeneratör voltajı, 40 MVA aralığındaki çıkışlar için 6,3 kV'dir; 1000 MVA'nın üzerindeki büyük turbo jeneratörler için 27 kV'a kadar ulaşılır. Daha büyük sistemlerdeki akımlar 10 kA civarındadır. Jeneratör voltajı, bir jeneratör devre kesici aracılığıyla makine dairesinin hemen yakınında kurulan makine transformatörüne beslenir ve bu, onu yüksek voltaj şebekesinde örneğin 400 kV'luk olağan voltaja dönüştürür.