حفاظت و رلهدیزل ژنراتورژنراتور

مثال های کاربرهای برای حفاظت ژنراتور و تنظیمات رله های حفاظتی ژنراتور

ادامه ی مطلب  حفاظت ژنراتور

بخش ۱۴ – مثال های کاربرهای برای حفاظت ژنراتور و تنظیمات رله های حفاظتی ژنراتور

شکل. ۳۲ تا ۳۶ نمونه هایی از بسته های حفاظتی را نشان می دهد.

شکل ۳۲ نشان دهنده حداقل حفاظت ، ژنراتور تنها با حفاظت اضافه جریان است. ژنراتورهایی با چنین حداقل حفاظتی به خاطر وجود رله های دارای پردازنده و چند تابعی الان مرسوم نیستند. چنین حفاظتی احتمالا فقط در ژنراتورهای بسیار کوچک ((< 50 kVA) که برای حالت استندبای  که هرگز با شبکه برق یا سایر ژنراتورها موازی یا پارالل نمی شوند استفاده می شوند،. ممکن است به نظر برسد که استفاده از CT ها در خنثی یا نول همانطور که نشان داده شده بدون مزیتی باشد، زیرا ممکن است رله ها با CT در سمت ترمینال سریعتر عمل کنند. افزایش سرعت باعث افزایش جریان از منبع خارجی می شود. با این حال، اگر CTها در سمت ترمینال ژنراتور واقع شده باشد، قبل از قرار دادن دستگاه به صورت آنلاین، هیچ حفاظتی وجود نخواهد داشت. این توصیه نمی شود زیرا یک ژنراتور با خطای داخلی می تواند در هنگام اعمال میدان تخریب شود.

تصویر ۳۲٫ مثال حفاظت حداقل  (زمین کم مقاومت).

تصویر 32- مثال حفاظت حداقل (زمین کم مقاومت
تصویر ۳۲- مثال حفاظت حداقل (زمین کم مقاومت

شکل ۳۳ حداقل حفاظت پیشنهاد شده را با مقاومت زمین کم نشان می دهد. این شامل حفاظت دیفرانسیل است که پاسخ سریع و انتخابی را فراهم می کند، اما حفاظت دیفرانسیل در ژنراتور کمتر از ۲ مگاوات و ۴۸۰ ولت و کمتر و ژنراتورهایی که با ژنراتور های دیگر پارالل نمی شوند کمتر رایج است. رله دیفرانسیل به هم خطا از ژنراتور و هم از سیستم خارجی پاسخ می دهد. در حالی که رله دیفرانسیل سریع است، کاهش آهسته ی میدان ژنراتور باعث می شود ژنراتور جریان خطا را تغذیه کند

با این وجود، عملکرد سریع رله ، سهم جریانی منبع خارجی را در خطا قطع می کند که ممکن است حتی بیشتر از سهم تولید کننده باشد. قطع سریع از منبع خارجی اجازه می دهد تا ولتاژ سریع به مقدار مورد نیاز برای بارها رسیده و آسیب و هزینه تعمیرات را کاهش می دهد

شکل ۳۳- مثال حداقل حفاظت پیشنهاد شده (زمین کم مقاوت).

شکل 33- مثال حداقل حفاظت پیشنهاد شده (زمین کم مقاوت).
شکل ۳۳- مثال حداقل حفاظت پیشنهاد شده (زمین کم مقاوت).

رله دیفرانسیل (۸۷G) می تواند خطای های زمین، بسته به امپدانس زمین را محافظت کند. عملکرد ۵۱N  در شکل ۳۳ حفاظت پشتیبان را برای ۸۷G  فراهم می کند و اگر حفاظت دیفرانسیل (۸۷G) به اندازه کافی حساس به سطح جریان زمین حساس نباشد،۵۱N   حفاظت اولیه خواهد بود.

در شکل ۳۳،حفاظت اضافه جریان زمانی ولتاژ کنترل شده یا ولتاژ محدود شده ۵۱V در CT در سمت بالای ولتاژ / سیستم ژنراتور نشان داده شده است. این اجازه می دهد تا رله مشارکت سیستم در یک خطای  ژنراتور را شناسایی کند و ببیند. این رله حفاظت پشتیبان برای رله دیفرانسیل (۸۷G) و برای رله ها و بریکرهای خارجی فراهم می کند. از آنجایی که این رله CT ها را در قسمت ژنراتور نظارت می کند، قبل از اینکه واحد آنلاین نباشد ، حفاظت پشتیبان را فراهم نمی کند. اگر هیچ منبع خارجی و ۸۷G  وجود نداشته باشد، یا اگر مورد نظر است که ۵۱V  حفاظت ژنراتور را در حالی که بریکر باز است فراهم کند،۵۱V را  به CT طرف خنثی متصل کنید.

شکل ۳۳ سه رله را نشان می دهد که CT های مشابه را با یک رله دیفرانسیل به اشتراک می گذارند. این کار با رله های حالت جامد و عددی(solid-state and numeric relays) عملی است، زیرا بار یا همان بردنِ کم به طور قابل توجهی کیفیت حفاظت رله دیفرانسیل را کاهش نمی دهد. CT مشترک یک نقطه احتمال نقص تمام رله های متصل شده نیست. یک خطای سیم کشی سی تی یا اتصلا کوتاه بعید است که حفاظت  ۸۷G  و ۵۱V  را غیر فعال کند. در عوض، یک اتصال کوتاه یا نقص در اتصالات  CT ، مدار دیفرانسیل را نامتعادل می کند و باعث می شود ۸۷G  تریپ کند. CT های مستقل می تواند برای فراهم کردن پشتیبانی بهتر استفاده شود، هرچند این یک مزیت کم است. با این حال، یک CT جداگانه برای عملکرد ۵۱N  استفاده می شود که برای خطاهای با بیشترین احتمال حفاظت را تامین می کند

عملکرد رله توان  معکوس (۳۲) در شکل ۳۳ از موتوری شدن مولد جلوگیری می کند و اگر توان موتوری به طور قابل توجهی باعث کاهش ولتاژ یا اضافه بار تجهیزات شود رله توان معکوس می تواند حفاظت مهمی را برای سیستم خارجی ایجاد کند،. به همین ترتیب، حفاظت از دست دادن میدان (۴۰) دارای مزایای حفاظت دوگانه در برابر اضافه حرارت روتور و در برابر کاهش ولتاژ سیستم به علت جذب توان راکتیو است. رله حرارتی (۴۹) در برابر گرمای اضافه استاتور به علت کشیدن توان راکتیو زیاد و مشکل دیدین سیستم خنک کنندگی ژنراتور حفاظت می کند. حتی اگر سیستم تحریک با یک محدود کننده حداکثر تحریک مجهز شده باشد، خطای  تنظیم کننده ولتاژ یا یک کنترل دستی معیوب می تواند باعث تولید اضافه توا راکتیو زیادی شود.رله فرکانس (۸۱O/U) ژنراتور را از کارکرد خارج از فرکانس نامی  محافظت می کند و جدا شدن ژنراتور را از شبکه برق حس می کند. رله آندر و اورولتاژ (۲۷/۵۹) مشکلات سیستم تحریک و برخی از شرایط خطای طولانی را تشخیص می دهد.

شکل ۳۴ حداقل حفاظت را برای یک ژنراتور زمین شده با امپدانس متوسط ​​را نشان می دهد. این فقط در استفاده از یک رله دیفرانسیل زمین (۸۷N ، بخشی از BE1-11g یا BE1-67N) با شکل ۳۳ متفاوت است. این حفاظت، پاک شدن سریع تر خطای های زمین را فراهم می آورد که در آن امپدانس زمین برای اندازه گیری خطای های زمین با عملکرد دیفرانسیل فاز (۸۷G) خیلی زیاد است. این عملکرد جریان زمین را در ترینال های ولتاژ بالای ژنراتور را به جریان زمین در نول ژنراتور مقایسه می کند. رله ۵۱N برای دیفرانسیل زمین (۸۷N) و برای خطای های خارجی، با استفاده از حالت  (قطب کنندگی)polarizing جریان، حفاظت  پشتیبان را فراهم می کند. سیم پیچ قطبی جریان = خنثی را اندازه گیری می کند.

شکل ۳۴- نمونه ی حفاظت حداقل پیشنهاد شده (زمین شده با امپدانس متوسط).

شکل 34- نمونه ی حفاظت حداقل پیشنهاد شده (زمین شده با امپدانس متوسط).
شکل ۳۴- نمونه ی حفاظت حداقل پیشنهاد شده (زمین شده با امپدانس متوسط).

شکل ۳۵ حداقل حفاظت اولیه برای ژنراتور زمین شده با امپدانس بالا را نشان می دهد. فقط در حفاظت رله زمین و روش زمین کردن با شکل ۳۳ متفاوت است. واحد های ولتاژ ۵۹N/27 حفاظت زمین تنها را فراهم می کنند، زیرا جریان خطای زمین برای عملکرد دیفرانسیل فاز (۸۷G) بسیار کوچک است. رله ۵۹N  اگر مولد های دیگر موازی باشند، انتخابی نخواهد بود، زیرا تمام رله های ۵۹N  یک خطای زمین را مشاهده می کنند و در همان زمان  عمل می کنند. اگر Y-Y VTs ۳ فاز  زمین در شکل ۳۵ اعمال شود، ۲۷ و ۵۹ می توانند حفاظت از خطای زمین بیشتر فراهم کنند و یک ترمینال ژنراتور اضافی ۵۹N حفاظت از تغییر زمین می تواند اعمال شود.

شکل ۳۵- مثال حداقل حفاظت پیشنهاد شده (زمین با امپدانس بالا).

شکل 35- مثال حداقل حفاظت پیشنهاد شده (زمین با امپدانس بالا).
شکل ۳۵- مثال حداقل حفاظت پیشنهاد شده (زمین با امپدانس بالا).

Basler BE1-11g، BE1-11f و BE159N شامل حفاظت کم ولتاژ(آندرولتاژ) هارمونیک سوم (۲۷-۳N) است که نظارت بر سیستم زمین را فراهم می کند، و از خطای های اطراف خنثی ژنراتور محافظت می کندو اتصال کوتاه یا باز در اتصال زمین ژنراتور یا در مدار ثانویه ترانسفورماتور توزیع را تشخیص می دهد.

شکل ۳۶ استفاده از رله های اضافی برای حفاظت گسترده تر را نشان می دهد: رله اضافه تحریک (۲۴)، رله اضافه ولتاژ و اضافه جریان توالی منفی (۴۶ و ۴۷)، حافظت اضافه جریان زمین (۵۱GN)، رله ولتاژ تعادل (۶۰) رله میدان زمین (۶۴F)، رله فرکانس (۸۱) و ترکیب رله ۲۷/۵۰/۶۲ برای محافظت در برابر برقدار کردن ناخواسته. رله ۵۱GN  یک روش دوم برای شناسایی خطای های زمین استاتور یا خطای ها در اتصالات ژنراتور یا خطای ها در سیم پیچ های مثلث ترانسفورماتور فراهم می کند. حفاظت دیفرانسیل ۸۷T  و رله فشار ناگهانی ۶۳  از ترانسفورماتور افزاینده واحد محافظت می کنند. رله ۵۱N  حفاظت پشتیبان برای خطای های خارجی زمین و خطای های در سیم پیچ های ترانسفورماتور ولتاژ بالا فراهم می کند .این حفاظت همچنین ممکن است به یک وضعیت باز شدن فاز یا یک جرقه قطع کننده برکر که ژنراتور را برقدار می کند عکس العمل نشان دهد. حفاظت ۵۱N  برای مورد جرقه یا تخیلیه الکتریکی خیلی کند باشد زیرا باید با رله های خارجی هماهنگ شود و یک پشتیبان آخر برای خطای های خارجی است.

شکل ۳۶ –VT  های با اتصال WYE، مناسب با یک باس فاز ایزوله یا جدا شده (AN ISOLATED-PHASE BUS).

شکل ۳۶ –VT های با اتصال WYE، مناسب با یک باس فاز ایزوله یا جدا شده (AN ISOLATED-PHASE BUS)
شکل ۳۶ –VT های با اتصال WYE، مناسب با یک باس فاز ایزوله یا جدا شده (AN ISOLATED-PHASE BUS)

شکل ۳۷٫ ژنراتور زمین شده (LOW Z GROUNDED GENERATOR)Z مقاومت کم با تریپ ترتیبی و سنکرون چک(J-CASE)

کاربرد رله های قابل برنامه ریزی عددی

تصویر ۲- حفاظت از خطا زمین - ژنراتور زمین شده با مقاومت کم.
تصویر ۲- حفاظت از خطا زمین – ژنراتور زمین شده با مقاومت کم.
شکل 37. ژنراتور زمین شده (LOW Z GROUNDED GENERATOR)Z مقاومت کم با تریپ ترتیبی و سنکرون چک(J-CASE)
شکل ۳۷٫ ژنراتور زمین شده (LOW Z GROUNDED GENERATOR)Z مقاومت کم با تریپ ترتیبی و سنکرون چک(J-CASE)

شکل ۳۸. ژنراتور زمین شده (High GROUNDED GENERATOR)Z مقاومت زیاد با تریپ ترتیبی

رله های قابل برنامه ریزی عددی شامل بسیاری از توابع مورد بحث در این دستورالعمل در یک بسته واحد است. شکل. ۳۶ و ۳۷  BE1-11g که برای حفاظت از ژنراتور استفاده شده است را نشان می دهد. به دلیل پیچیدگی لاجیک، جزئیات کامل نشان داده نمی شود. جزئیات این کاربرد ها را می توان در دستورالعمل های مربوطه مشاهده کرد

تنظیمات معمول و رله ها

جدول ۱ توابع قابل اجرا در این مطلب را توضیح داده شده است را نمایش می دهد. ستون سمت راست تنظیمات معمولی را برای استفاده به عنوان نقطه شروع در پروسه ی تعیین تنظیمات را نمایش می دهد. تنظیمات مناسب به شدت تحت تاثیر شرایط هر پروژه می باشد. تنظیمات معمول نیز به عنوان کمک در انتخاب حدود دامنه  انتخاب نمایش داده شده است.

جدول ۱ - تنظیمات رله های حفاظتی ژنراتور
جدول ۱ – تنظیمات رله های حفاظتی ژنراتور
جدول ۱- تنظیمات رله های حفاظتی ژنراتور ۲
جدول ۱- تنظیمات رله های حفاظتی ژنراتور ۲

جدول ۲ لیستی از رله های Basler معمولی قابل استفاده برای حفاظت از ژنراتور را نشان می دهد. دو کلاس از رله ها در جدول ۲ ارائه شده است؛ حفاظت کلاسیک تک “گرید شبکه” (با استاندارد IEEE C37.90 آزمایش شده است) رله های BE1- XXX و رله های گرید شبکه(utility grade) چند منظوره. اطلاعات اضافی در مورد هر رله در وب سایت Basler Electric www.basler موجود است

جدول ۲- انتخاب رله های بستلر برای ژنراتور
جدول ۲- انتخاب رله های بستلر برای ژنراتور

مراجع

۱٫ IEEE C37.101, IEEE Guide for Generator Ground Protection 2. IEEE C37.102, IEEE Guide for AC Generator Protection 3. IEEE C37.106, IEEE Guide for Abnormal Frequency Protection for Generating Plants 4. J. Lewis Blackburn, “Protective Relaying: Principles and Applications”, ۲nd Edition, Marcel Dekker, Inc., 1998. 5. S. Horowitz and A. Phadke, “Power System Relaying”, John Wiley & Sons, Inc., 1992.

گروه فنی مهندسی ماه صنعت انرژی

گروه فنی مهندسی ماه صنعت انرژی فعال در زمینه های : دیزل ژنراتور ( سنکرونایزینگ - نصب و راه اندازی - عیب یابی -نگهداری - تامین دیزل ژنراتور و لوازم یدکی)- فروش ، تست ، راه اندازی و سنکرونایزینگ ژنراتورهای گازی و دیزلی ، ترانسفورماتورهای توزیع و قدرت ، خازن های فشار ضعیف و متوسط- مشاوره و طراحی مهندسی - نظارت و بازرسی - آموزش های تخصصی- پروژه های نفت ، گاز و پتروشیمی - دیتاسنتر - فولاد - احداث پست برق

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

همچنین ببینید
بستن
دکمه بازگشت به بالا