موقعیت و مشخصات رودخانه رودخانه کارون پر آب ترین وپس از کرخه طویل ترین رود ایران است. طول رودخانه کارون950 کیلومتر ووسعت حوزه آبریز آن60000 کیلومتر مربع می باشد(وسعت حوزه آبریزدر محل سد کارون 3،24000 کیلومتر مربع می باشد). این رودخانه از رشته کوههای زاگرس سرچشمه می گیرد ودر منطقه ای بنام گتوند وارد دشت خوزستان می شود. شاخه مهم کارون رود دز می باشد که در شمال اهواز به رود کارون ملحق می شود. رود کارون در مرز ایران وعراق به اروند رود پیوسته وروانه خلیج فارس می گردد.
.
میدان مغناطیسی در روتور ایجاد شده و در شین های استاتور القا می شود و از طریق باسداکت ها به ترانسفورماتور منتقل می شود.
در نیروگاه کارون 3 ژنراتور دارای مشخصه های زیر است
260 MVA قدرت خروجی کل ژنراتورها :
75/15 KV : ولتاژ خروجی نامی آن ها
50 Hz فرکانس نامی :
187/5 RPMسرعت نامی :
وزن کل ژنراتور : 980 تن
وزن روتور : 570 تن
وزن استاتور : 270 تن
محور رابط ارتباط بین رانر توربین و روتور را بر عهده دارد عمل تثبیت موقعیت توسط یاتاقان اصلی صورت می گیرد که روغن ریزی اصطحکاک بین سطوح و سطح را کاهش می دهد این روغن ها بوسیله رادیاتور های خنک کننده توسط آب خنک میشود به دلیل اندازه بزرگ و وزن زیاد عمل مونتاژ در خود نیروگاه انجام می گیرد.
اسکلت اصلی روتور یک قطعه بزرگ است که به ان روتور اسپایدر گفته می شود که محور فولادی روتور را احاطه کرده است که پس از مونتاژ در کارخانه به کارگاه منتقل می شود در مرحله بعد هسته چینی روتور آغاز می شود این مرحله یکی از حساس ترین مرحله هاست بعد از هسته چینی نصب رینگ بولت ها آغاز می شود و آچارکشی می شود سپس آزمایشات روتور روی آن انجام می شود عمل آزمایش های حرارتی برای اطمینان از میزان انبساط در روتور است
روتور به عنوان یک قطعه چرخنده در ژنراتور دو وظیفه اصلی را به عهده دارد
یکی نگهداری قطب های تحریک
و دیگری ایجاد مسیری با مقاومت پایین برای عبور شار مغناطیسی
بعد از مراحل فوق قطب های روتور بر روی شیار ها تعبیه شده قرار می گیرد.
در نیروگاه های حرارتی قطب های نیروگاه معمولا یک جفت می باشد اما در نیروگاه های آبی به دلیل کم بودن سرعت تعداد قطب ها به مراتب بیشتر می باشد که این قطب ها در نیروگاه کارون 3 , 32 عدد می باشد به همیین دلیل قطر ژنراتور در نیروگاه برق آبی بیشتر از نیروگاه های حرارتی است بعد از نصب مراحل عایق کاری روتور انجام می شود تست های ولتاژ بالای سیم پیچ تحریک انجام می شود در این آزمایش ها 2500 ولت به سیم پیچ ها داده می شود .
پس از این مرحله فن برای خنک سازی مونتاژ می شود پس از مونتاژ روتور در کارگاه این قطعه برای انتقال به پیت ژنراتور آماده است بعد از مراحل مونتاژ روتور نوبت به مراحل مونتاژ استاتور فرا میرسد
مراحل مونتاژ استاتور بسیار شبیه به روتور می باشد با این تفاوت که استاتور مستقیما در پیت ژنراتور مونتاژ می شود.
استاوتور دارای دو نقش اصلی است :
یکی جمع آوری ولتاژ القا شده در شین های خود
و دیگری ایجاد مسیری با مقاومت پایین برای عبور شار مغناطیسی می باشد.
در ضمن باید دارای قدرت مکانیکی و الکتریکی لازم برای تحمل جریان های گذرای لازم باشد .
بعد از نهایی کردن قاب استاتور عمل استیکینگ هسته روی آن صورت می گیرد برای فراهم کردن عمل خنک سازی فواصل لازم بر روی برخی حلقه ها صورت می گیرد ورقه های استیکینگ از جنس فولاد با عایق مناسب بوده که دارای شیار برای عبور شین از استاتور می باشد بعد از چیدن ورقه ها بر روی هم به وسیله چندیدن بلت آن ها را محکم می سازند در تست های ولتاژ بالا به هر فاز 5/32 ولت الکتریسیته متصل می شود شین های استاتور عایق سازی و بانداژ پیچی می شود سپس با ترتیب خاصی درون هسته جای میگیرد بعد از مراحل فوق نصب اتصالات و عایق کاری صورت می گیرد برای اطمینان از تجاوز دما در داخل ژنراتور ترموکوپل هایی برای مدیریت دما درون ژنراتور قرار می گیرد اتصال شین های استاتور از نوع ستاره با نقطه صفر زمین می باشد.
قطعه لابر براکت دو وظیفه عمده و اصلی را بر عهده دارد :
یکی نگه داشتن روتور و قسمت گردان توربین
و دیگری تحمل نیروی هیدرولیکی آب
لابر براکت دارای هشت بازوی فولادی است که بر روی فونداسیون بتونی قرار می گیرند
فونداسیون بتونی وظیفه تحمل نیروی آب را بر عهده دارد به دلیل ویژگی خاص این فونداسیون یک شبکه خاص آرماتور درون فونداسیون تعبیه شده است.
دوازده رادیتور هوا , آب باعث خنک سازی هسته های روتور و استاتور می شود بعد از قرار گرفتن روتور در جای خود محور بالایی یا آفر براکت قرار می گیرد آفر براکت وظیفه تکمیل محور میانی یا لابر براکت وتثبیت موقعیت روتور را بر عهده دارد در نهایت قطعات تکمیلی مانند کولر ها ,کابل ها , ترانسفورماتورهای جریان و ولتاژ, ترموکوپل ها مونتاژ می شود. تجهیزات ژنراتور به دو دسته جمعی الکتریکی و مکانیکی تقسیم بندی می شود که از جمله تجهیزات الکتریکی باید از سیستم حفاظت ژنراتور سیستم اندازه گیری دمای قسمت های مختلف ژنراتور و ترمومتر ها و سیستم اندازه گیری گپ بین روتور و ژنراتور نام برد.
مهمترین تجهیزات مکانیکی مانند : سیستم تزریق روغن به یاتاقان های تکیه گاهی برای لحاظ استارت یا توقف روتور ,سیستم خنک سازی آبی ژنراتور سیستم روغن کاری یاتاقان های بالایی و پایینی و کولر های آن سیستم تحریک ژنراتور از طریق یک ترانسفورماتور رزینی که به ترمینال خروجی ژنراتور متصل است تغذیه می شود جریان تولید شده برای تولید میدان مغناطیسی که به جریان تحریک معروف است از طریق کلکتور و جاروبک های آن به قطب های روتور منتقل می شود هنگام توقف واحد از طریق دو ترمز الکتریکی و مکانیکی صورت می گیرد پس از قطع ژنراتور از شبکه سراسری سیستم الکترومغناطیسی ترمز با ایجاد گشتاور معکوس باعث توقف ژنراتور می گردد پس از آن که سرعت به 25 درصد سرعت نامی رسید ترمز های مکانیکی که در لابر براکت نصب شده باعث توقف کامل ژنراتور می گردد.
عمکرد دیگر ترمز های مکانیکی ایجاد فاصله هوایی مناسب است که به عنوان جک عمل می کند با نصب کاور ژنراتور کار مونتاژ پایان می یابد.
ترانسفورماتور --- باسداکت :
ولتاژ القا شده در شین های استاتور از طریق باسداکت های ژنراتور به ترانسفورماتورهای افزاینده انتقال می یابد باسداکت در واقع دو لوله ی هم محور است که لوله داخلی وظیفه انتقال ولتاژ را بر عهده دارد
قطر داخلی 40 سانتی متر و قطر خارجی 1 متر می باشد بین دو لوله با هوای خشک با فشار 1/1 تا 2/1 بار پر می شود.هوای خشک دو لوله به منزله عایق عمل می کند این هوای خشک به وسیله کمپرسور های هوای فشرده باسداکت تامیین می شود کلید ژنراتور که وظیفه قطع ژنراتور از شبکه را بر عهده دارد در ابتدای مسیر باسداکت در شبکه قرار می گیرد. جریان نامی این کلید دوازده هزار آمپر و ولتاژ نامی آن 24000 ولت است کلید قادر است در زمانی به مدت 50 میلی ثانیه هنگام عبور جریان باز و یا بسته شود کلید ژنراتور به وسیله انرژی ذخیره شده در فنر باز و یا یسته میشود در مسیر باسداکت دو ترمینال خروجی که یکی برای ترانس تحریک و دیگری برای اتصال برقگیر های ژنراتور پیش بینی شده است برقگیر های ژنراتور وظیفه تحمل ولتاژهای بالا هنگام قطع کلید ژنراتور را بر عهده دارد.
مقایسه بین زمان، اوزان و هزینه های ساخت قسمتهای مکانیکال و الکتریکال ژنراتور آبی
با وجود اینکه ژنراتور سنکرون، منبع اصلی تولید الکتریسیته در یک نیروگاه می‌باشد و مباحث مربوط به کارکرد آن در شاخه مهندسی برق مورد بررسی قرار میگیرد؛ ولی بعنوان یک ماشین الکتریکی، قسمتهای بسیاری از آن توسط مهندسان مکانیک، طراحی شده و مورد بررسی قرار میگیرد. برای اینکه ذهنیتی نسبت به حجم عملیات مکانیکی و الکتریکی یک هیدر موقعیت جغرافیایی سد
ساختگاه سدونیروگاه کارون 3 در فاصله 610 کیلومتری مصب رودخانه کارون و28کیلومتری شرق شهرستان ایذه در شمال شرقی استان خوزستان واقع شده است.
این طرح در بالا دست سد شهید عباسپور(کارون 1) و حدود 120 کیلومتری بالا دست آن از طریق رودخانه قرار دارد. فاصله طرح کارون 3 از طریق هوای تا اهواز 140 کیلومتر است.
تاریخچه
مطالعات شناخت حوزه کارون 1350-1340 مطالعات توجیهی طرح 1368-1357
مطالعات تکمیلی و فاز دو طراحی 1374-1368
احداث جاده های دسترسی 1372-1370
احداث تونل انحراف اول وانحراف آب 1376-1372
آغاز فعالیتهای ساختمانی اصلی 1374
آغاز نسب تجهیزات نیروگاه اسفند 1377
آغاز بهره برداری از سد ونیروگاه کارون 3 بهمن 1384
عملیات جانبی پروژه از تیرماه سال 1370 آغاز و در سال 1373 خاتمه یافت. این عملیات شامل ساخت 9 کیلومتر جاده دسترسی با بیش از 2 میلیون متر مکعب حفاری در سنگ ، چهار دستگاه پل، کمپ موقت، تهیه برق وامکانات مخابراتی بود.
اهداف
- تولید سالیانه 4137 میلیون کیلووات ساعت انرژی پیک با ارزشی معادل 200 میلیون دلار
-کنترل سیلابها وتنظیم سالیانه حدود یک ملیارد مترمکعب آب جهت مصارف کشاورزی
هدف از سد ونیروگاه کارون 3 تأمین بخشی از برق مورد نیاز کشور ونیز کنترول طغیانها و جلوگیری از خسارات ناشی از سیل به دشت خوزستان و شهرهای پایین دست می باشد.
نیروگاه کارون3 به عنوان نیروگاه تأمین اوج مصرف (Peak Power Generation)
که برق مورد نیاز کشور را در زمان حداکثر مصرف تأمین می نماید مورد بهره برداری قرار می گیرد.
این نیروگاه با ظرفیت معادل 2000 مگا وات تولید متوسط انرژی سالانه معادل 4137 میلیون کیلو وات ساعت (گیگا وات ساعت) و تولید مطمئن سالانه معدل 2965 گیگا وات ساعت قادر است بخش مهمی از کمبود انرژی و قدرت الکتریکی مورد نیاز را تأمین کند. همچنین این نیروگاه قابل گسترش به ظرفیت 3000 مگا وات می باشد.
توربین :
توربین یک سیستم مکانیکی است که انرژی پتانسیل آب را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند ، مقدار انرژی تولید شده به پارامترهایی از قبیل هد ، دبی و مقدار تلفات نشتی بستگی دارد .
توربین های کارون 3 از نوع فرانسیس ، عکس العملی و با محور عمودی می باشند که کاملا در آب غوطه ور هستند ، آب باعث ایجاد کوپل چرخشی در توربین می شود .
توربین شامل اجزاء زیر است : محفظه حلزونی ، حلقه ثابت ، پره های تنظیم کننده ، رانر و درافت تیوب .
آب وارد محفظه حلزونی شده و پس از عبور از پره های ثابت و پره های تنظیم کننده و رانر بر خورده و سپس از طریق درافت تیوب و تونل پایاب خارج می شود .
بمنظور جدا کردن در افت تیوب ازآب پایاب در مواقع لزوم (تخلیه مراقب تیوب ) از دریچه لولایی FLAPGATE استفاده شده است دبی توربین توسط باز و بسته شدن پره های تنظیم کننده کنترل می شود . گاورنر از این طریق قدرت و سرعت توربین را کنترل می کند در بالا دست محفظه حلزونی ، شیر پروانه ای قرار دارد که در مواقع عادی و اضطراری برای توقف جریان آب از آن استفاده می گردد . نیروگاه کارون 3 دارای چهار واحد با محور با محور عمودی است هر دو توربین دارای یک ورودی و پنستاک هستند که به دو قسمت تقسیم شده و هر قسمت آن به یک محفظه حلزونی متصل شده است با هد خالص 138.7m و دبی 189.27m3/sec قدرت حدود 242Mw و بازدهی حدود 93.2 % خواهد بود .
اجزاء اصلی توربین
توربین دارای اجزاء اصلی زیر است :
1-رانر
جزئی است که انرژی هیدرومکانیکی را به مکانیکی تبدیل می کند و شامل سه قسمت است :
تاج ، 14 پره و نوار رانر ، رانر از ورق فولاد ریخته گری جوش داده شده تهیه می شود و توسط پیچ به شافت متصل می شود یک جریان هوای فشرده در درافت تیوب (زیر رانر ) و هد کاور (بالای رانر ) پیش بینی شده است تا اثر کاویتاسیون را کاهش دهد .
2- محفظه حلزونی
حلزونی محفظه ای است اطراف توربین که از ورق فولادی جوش داده شده ساخته می شود محفظه حلزونی به رینگ ثابت جوش داده می شود .
3- هد کاور ( در پوش توربین )
هد کاور یک قطعه فلزی است که اجزایی مثل پره های تنظیم کننده یاتاقان هادی ، اتصالات سروموتور و بعضی از لوله ها و تجهیزات به آن متصل شده اند آبهای ناشی از نشتی توسط سیستم تخلیه که شامل یک پمپ و یک اژکتور است تخلیه می شود .
4-پره های تنظیم کننده
ازاین پره هاکه 24 عدد هستند برای کنترل دبی توربین استفاده می شود . جنس آنها از فولاد زنگ نزن است هر کدام از این پره ها سه عدد بوش خود روانکار دارند .
5- سروموتور
دو عدد سرو موتور برای باز و بسته کردن پره های هادی به طور همزمان پیش بینی شده است آنها این توانایی را دارند که تحت هر شرایطی گشتاور پیچشی لازم برای چرخش پره های هادی را فراهم نمایند .
6-مکانیزم عمل کننده
مکانیزم عمل کننده یک حلقه فولادی است که در بالای هد کاور قرار دارد و به دو سرو موتورو پره های تنظیم کننده متصل شده است حرکت سروموتورها از طریق این مکانیزم به پره های تنظیم کننده منتقل می شود .
کارآموزی و پروژه- کارآموزی در نیروگاه ابی -در قالبdocx - در 35 صفحه