Jeneratör sargısı en çok aşırı yük ve fazlara dengesiz dağıtılmış yük, motorun düşük devirde çalışması, AVR (otomatik voltaj regülatörü) ve ikaz devresi arızaları, uzun bekleme sırasında nem alan sargının izolasyon düşüklüğü ve çıkıştaki kısa devreler yüzünden yanar. Alternatör sarımı ise stator, rotor ya da ikaz sargısında izolasyon bozulması, sarımlar arası kısa devre ya da kopukluk ölçümle doğrulandığında gerekir. Gerilim vermeyen birçok jeneratörde sorun sargıda değil; AVR'de, döner diyotlarda ya da makinede kalan artık mıknatıslığın kaybolmasındadır.
Alternatörde hangi sargılar var?
Jeneratör grubu, dizel ya da benzinli bir motor ile ona bağlı alternatörden (elektrik üreten makine) oluşur. Bugün kullanılan jeneratörlerin çoğunda fırçasız alternatör bulunur ve üç sargı grubu vardır:
- Stator (ana sargı): gövdede sabit duran ve yüke elektriği veren sargı. Aşırı ve dengesiz yükten ilk etkilenen kısımdır.
- Rotor (alan sargısı): mil üzerinde dönen, doğru akımla beslenerek manyetik alanı oluşturan sargı. Ne kadar akım taşıyacağını dolaylı olarak AVR belirler.
- İkaz (uyartım) makinesi: ana rotoru beslemek için aynı mil üzerinde duran küçük bir jeneratör. İkaz statoru AVR'den beslenir; ikaz rotorunda oluşan alternatif akım, mil üzerindeki döner diyot köprüsünde doğrultularak ana rotora gider.
AVR, çıkış gerilimini sürekli ölçer ve ikaz akımını ayarlayarak gerilimi sabit tutar. Küçük taşınabilir jeneratörlerde fırçalı ya da kondansatörle uyarılan daha basit yapılar da vardır. Bu zincirin herhangi bir halkasındaki arıza ya sargıyı yakar ya da gerilimin kaybolmasına yol açar.
Jeneratör sargısı neden yanar?
Aşırı yük ve dengesiz yük
Alternatörün etiketinde kVA değeri ve nominal akım yazar. Toplam yük sınırın altında görünse bile monofaze tüketiciler (aydınlatma, priz, klima, pompa) tek bir faza yığıldığında o fazın akımı nominal değeri aşar ve yalnız o fazın sargısı ısınır. Dengesiz yük ayrıca rotor yüzeyinde ek ısınma yaratır.
Motorlar ve kompresörler gibi endüktif yükler de rotoru zorlar: güç faktörü düştükçe AVR gerilimi korumak için ikaz akımını artırır ve rotor sargısı ısınır. Genel bir mühendislik kuralı olarak sargı sıcaklığındaki her 10 °C'lik kalıcı artış izolasyon ömrünü yaklaşık yarıya indirir; sürekli biraz fazla yüklenen jeneratör bu yüzden bir gün aniden değil, yavaş yavaş yaşlanarak yanar.
- Önlem: faz akımlarını pens ampermetreyle (kabloyu açmadan akım ölçen alet) ayrı ayrı ölçmek, yükleri fazlara dengeli dağıtmak ve her fazın akımını etiket değerinin altında tutmak.
Düşük devir ve frekans
Alternatörün frekansı devrine bağlıdır: 50 Hz için 4 kutuplu bir alternatör 1.500 d/d (devir/dakika), 2 kutuplu bir alternatör 3.000 d/d döner. Motorun devir regülatörü bozulduğunda, yakıt filtresi tıkandığında ya da motor yükü taşıyamadığında devir düşer. Düşük devirde AVR gerilimi korumak için ikazı artırır; ikaz ve rotor sargısı ısınır. Alternatörün milindeki fan da yavaş döndüğü için soğutma azalır. Birçok AVR'de belli bir frekansın altında gerilimi bilerek düşüren bir koruma vardır; bu ayar bozulmuşsa koruma çalışmaz.
- Belirti: frekans 50 Hz'in altında, ışıklar sönük, motorlu yükler zor kalkıyor.
AVR ve ikaz devresi arızaları
- AVR arızası: gerilimi gereğinden yüksek tutarsa sargı izolasyonu ve bağlı cihazlar zorlanır; hiç ikaz vermezse jeneratör gerilim üretmez.
- Döner diyot arızası: kısa devre olmuş bir diyot ikaz makinesini ve AVR'yi aşırı yükler; jeneratör yükte gerilimi tutamaz, ikaz sargıları ısınır.
- Gevşek ya da oksitlenmiş algılama ve ikaz bağlantıları dalgalı gerilime yol açar.
Nem ve uzun süre bekleme
Yedek jeneratörler aylarca çalışmadan bekleyebilir. Nemli, tozlu ya da deniz havası alan ortamda sargı yüzeyinde nem ve kir birikir, izolasyon direnci düşer. Elektrik kesildiğinde jeneratör birden yükle devreye girer ve zayıflamış yalıtım tam bu anda delinebilir. Birçok alternatörde bekleme sırasında sargıyı kuru tutan bir ısıtıcı rezistans bulunur; arızalandığında çoğu zaman kimse fark etmez.
Kısa devre ve şebekeyle çakışma
Çıkış kablolarında ya da panoda oluşan kısa devre statordan çok yüksek akım geçirir. Daha ağır bir durum, transfer panosunun (şebeke ile jeneratör arasında geçişi yapan pano) arızalanması ya da kilitlemesinin olmamasıdır. Şebeke geri geldiğinde jeneratörle birbirine bağlanırsa stator sargısı ve mil bağlantısı ciddi hasar görebilir. Paralel çalışan jeneratörlerde senkronizasyon hatası da aynı sonucu doğurur.
Sarım mı gerekiyor, AVR mi arızalı?
Jeneratör gerilim vermiyorsa ya da gerilimi düşük, dengesiz veya dalgalıysa ilk iş sargıyı suçlamak değil, zinciri sırayla elemektir. Aşağıdaki ölçüm mantığı genel bir çerçevedir; değerler ve bağlantılar her alternatörde farklıdır ve üretici kılavuzuna göre uygulanır.
1. Devir ve frekans
Devir ve frekans doğru değilse önce motor düzeltilir. Yanlış devirde alternatörde yapılan ölçümler yanıltır.
2. Artık mıknatıslık
Kendinden uyarmalı alternatörler gerilim üretmeye başlamak için ikaz makinesinin kutuplarında kalan az miktardaki mıknatıslığa (artık mıknatıslık) ihtiyaç duyar. Uzun beklemeden ya da bazı arızalardan sonra bu kaybolabilir; jeneratör hiç gerilim vermez ama sargılar sağlamdır. Teknisyen, üreticinin tarif ettiği şekilde ikaz sargısına kısa süre akü gerilimi uygulayarak alanı yeniden oluşturur.
3. Ayrı ikaz testi
AVR devreden ayrılır, ikaz sargısına üreticinin belirttiği değerde harici doğru akım uygulanır ve jeneratör nominal devirde çalıştırılır. Çıkışta üç fazda dengeli ve beklenen düzeyde gerilim oluşuyorsa sargılar ve döner diyotlar büyük olasılıkla sağlamdır; sorun AVR'de ya da algılama devresindedir. Gerilim oluşmuyorsa ya da fazlar dengesizse arıza diyotlarda, ikaz makinesinde, rotorda ya da statorda aranır.
4. Duran makinede ölçümler
- Sargı dirençleri: stator fazlarının dirençleri birbirine eşit olmalıdır; rotor, ikaz statoru ve ikaz rotoru üreticinin verdiği değerlerle karşılaştırılır.
- Döner diyotlar devreden ayrılarak tek tek ölçülür.
- İzolasyon direnci (megger) her sargı için gövdeye karşı ölçülür. Ölçümden önce AVR ve diyotlar gibi elektronik parçalar ayrılır; megger gerilimi onları bozabilir.
- Yanık koku, kararmış sargı ve erimiş bağlantı gözle kontrol edilir.
Bu ölçümlerin sonunda arıza hangi sargıdaysa o yenilenir; stator, rotor ve ikaz sargıları ayrı ayrı sarılabilir. AVR ve diyotlar sarılmaz, değiştirilir. Yeniden sarılan rotor dönen bir parça olduğu için sarımdan sonra balans kontrolünden geçmelidir.
Bekleyen jeneratörlerde periyodik kontrol
- Düzenli çalıştırma: jeneratörü üreticinin bakım planındaki aralıklarla, mümkünse yalnız boşta değil yük altında çalıştırın.
- İzolasyon direnci ölçümü: uzun beklemeden sonra ve periyodik bakımlarda sargıların izolasyon direnci ölçülüp kaydedilmelidir. Tek bir ölçümden çok, değerin zaman içinde düşüp düşmediği önemlidir. Bu ölçümün nasıl yapılacağını IEEE 43 standardı tanımlar.
- Isıtıcı rezistans: bekleme sırasında gerçekten ısıttığını kontrol edin.
- Hava yolları: alternatörün hava giriş ve çıkış ızgaraları tozla kapanmamalı, kabin içinde sıcak hava yeniden emilmemelidir.
- Bağlantılar: çıkış ve ikaz klemensleri sıkı olmalı; kablo pabuçlarında ısınma izi aranmalıdır.
- Faz dengesi: binaya ya da tesise yeni yük eklendiğinde faz akımları yeniden ölçülmelidir.
- Transfer panosu: şebeke ile jeneratör arasındaki kilitlemenin çalıştığı test edilmelidir.
Ne yapmalı?
- Jeneratör gerilim vermiyorsa ya da yanık kokusu geliyorsa çalıştırmayı tekrarlamayın; kısa devre olmuş bir sargıda hasar her denemede büyür.
- Alternatör etiketinin (kVA, gerilim, devir, marka ve model) ve AVR'nin fotoğrafını çekin.
- Arıza anında hangi yüklerin devrede olduğunu, frekans ve gerilim göstergelerinin ne gösterdiğini not edin.
Güvenlik için: otomatik transfer panosu olan jeneratör, şebeke kesildiğinde kendiliğinden çalışabilir. Müdahaleden önce otomatik çalıştırma devre dışı bırakılır ve marş aküsünün bağlantısı ayrılır. Çalışan jeneratörün çıkış klemensleri öldürücü gerilim taşır; ölçümleri yetkin bir elektrikçi yapmalıdır.
İzolasyon ölçümünün nasıl yorumlandığını megger izolasyon direnci testi yazısında bulabilirsiniz. Ölçüm sargı arızasını gösteriyorsa jeneratör ve alternatör sarımı sayfasında kapsamı görebilir, rotor balansı ve test gibi tamamlayıcı işler için elektrik motoru bakım ve revizyon sayfasına bakabilirsiniz. Etiket fotoğrafını ve belirtileri teklif formu üzerinden bize iletebilirsiniz.