حفاظت ژنراتور و موتور

در این بخش قصد داریم درمورد حفاظت ژنراتور و موتور با شما عزیزان صحبت نماییم. با ما همراه باشید

طرح‌های حفاظت:

با توجه به تعداد زیاد گزینه‌های موجود برای هر موقعیت ، تعریف دقیق برنامه‌های حفاظتی که باید برای یک سیستم توزیع برق اتخاذ شود دشوار‌است ، اما برخی از طرح‌ها به عنوان راهنما برای حفاظت از عناصر مختلفی که یک سیستم برق را تشکیل می‌دهند ارائه‌می‌شود.

برنامه‌های حفاظت از ژنراتورها و موتورها. (اعتبار عکس: ABB)

با این وجود ، هر طرح حفاظت باید تعادل بین جنبه‌های فنی و اقتصادی برقرار‌کند تا به عنوان مثال ، رله‌های حفاظت پیشرفته برای ماشین‌های کوچک مورد‌استفاده قرار‌نگیرد. خوب ، این لیست ژنراتورها و موتورهایی است‌که در اینجا مشاهده خواهیم‌کرد.

مقالات مرتبط:

حفاظت ژنراتور

حفاظت ترانسفورماتور قدرت و خطاهای آن

واحدها و سیستم‌های حفاظت الکتریکی

حفاظت از خطوط هوایی – خطاها و رله‌های حفاظتی

حفاظت کابل‌ها

طرح‌های حفاظت از ژنراتور:

ژنراتورهای کوچک

ژنراتورهای بزرگ

موتورهای کم توان (کمتر از صد اسب بخار)

طرح‌های حفاظت از موتور:

موتورهای حداکثر1000 اسب بخار

موتورهای بزرگتر از 1000اسب بخار

حفاظت اضافی برای موتورهای سنکرون

حفاظت برای سیم‌پیچ میدان

1.حفاظت ژنراتور

حفاظت هر ژنراتور باید اهمیت ژنراتور و ویژگی‎های فنی آن از قبیل برق ، ولتاژ و اتصال زمین ، به علاوه هرگونه ملاحظات اقتصادی را در نظر بگیرد. یک طرح حفاظت پیچیده می‌تواند اطمینان حاصل کند که ژنراتور در برابر هرگونه خطایی که رخ می دهد محافظت می‌شود.

با این حال ، بعید‌است که چنین هزینه ای برای هر ایستگاه تولید‌کننده ، به ویژه برای واحدهای کوچک قابل توجیه باشد.

بنابراین لازم‌است که یک طرح حفاظتی که برای توان دستگاه کافی باشد ، تعریف‌کنید.

دو طرح حفاظت ژنراتور بر اساس پیشنهادات شرکت‎های تولید کننده در زیر ارائه شده‌است.

ژنراتورهای کوچک

ژنراتور دیزل Caterpillar 2.3 MVA. خروجی 1915/1824. 3058 اسب بخار (2281 کیلو وات). KVA 60 هرتز / 690V / 1800 دور در دقیقه (اعتبار عکس: aaronequipment.com)

برای ژنراتورهای کوچک ، معمولاً حداکثر پنج مگاوات داشتن موارد زیر ضروری‌است.

• 1-حفاظت در برابرخطاهای داخلی
• 2- حفاظت پشتیبان از خطاهای خارجی با استفاده‌از رله‌های جریان بالا با محدودیت ولتاژ
• 3- حفاظت توان معکوس
• 4- حفاظت ازخطاهای زمین ، با استفاده‌از یک رله جریان بالا 
• 5- حفاظت در برابر اضافه بار با استفاده از رله‌های حرارتی

این طرح در شکل 1 نشان‌داده شده‌است:

شکل1:برنامه ریزی حفاظت برای ژنراتورهای تا 5 مگا وات

ژنراتورهای بزرگ:

معمولا برای ژنراتور‌های بزرگ بیش از پنج مگاوات حفاظت‌های زیر در نظر گرفته‌میشود

• 1- حفاظت دیفرانسیل برای پوشش خطاهای داخلی
• 2- حفاظت ازخطاهای زمین با استفاده از رله‌های مقاومت بالا
• 3- حفاظت پشتیبان با استفاده‌از رله‌های دیستانس یا جریان بالا با محدودیت ولتاژ
• 4- حفاظت توان معکوس؛
• 5- حفاظت توالی فاز منفی
• 6- حفاظت در برابر از دست دادن تحریک
• 7- حفاظت در برابر اضافه بار با استفاده از رله‌های حرارتی

طرح حفاظتی برای ژنراتور های بزرگتر از ۵ مگاوات

شکل 2:برنامه ریزی محافظت برای ژنراترهای بیش از پنج مگاوات

2:حفاظت از موتور

میزان حفاظت و نوع آن ، که برای موتور مورد‌استفاده قرار‌می‌گیرد ،به عواملی مانند اهمیت موتور ، خطرات احتمالی ، نوع وظیفه و الزامات هماهنگی حفاظت در برابر هزینه‌های طرح حفاظت وابسته‌است.

طرح‌های حفاظتی که‌نشان داده‌شده نمایانگر روش معمول و توصیه‌های بین المللی برای حفاظت از موتورهای مختلف‌است و به 4 دسته تقسیم میشود.

• 1: حفاظت از موتورهای کم توان کمتر از صد اسب بخار
• 2: حفاظت از موتورها تا هزار اسب بخار
• 3: حفاظت از موتورهای بزرگتر از هزار اسب بخار
• 4: حفاظت اضافی برای موتورهای سنکرون

حفاظت از موتورهای کم توان:

شکل 3 – شماتیک حفاظت فیوز برای موتورهای کم توان

یا قطع‌کننده‌های ولتاژ پایین به علاوه رله‌های اضافه بار حرارتی (شکل 4) هنگامی که بریکر دارای یک عنصر مغناطیسی باشد میتواند به صورت لحظه‌ای تحت شرایط اتصال کوتاه عمل کند.

شکل4: شماتیک بریکر حفاظت ولتاژ پایین برای موتور کم توان

حفاظت از موتورها تا هزار اسب بخار:

حفاظت باید شامل محافظت حرارتی در برابر اضافه بارها و اتصال کوتاه(50/49) حفاظت از روتور قفل شده(51) و حفاظت در برابر خطاهای زمین (50 جی)‌ باشد.

همانطور که در شکل 5 نشان‌داده شده‌است

شکل 5 – برنامه ریزی محافظت برای موتورهای حداکثرتا هزار اسب بخار

 حفاظت از موتورهای بزرگتر ازهزار اسب بخار:

طرح حفاظت نشان داده‌شده در شکل 6 شامل حفاظت از عدم تعادل (46) ، حفاظت حرارتی در برابر اضافه بارها (49) ، حفاظت در برابر وضعیت روتور قفل شده (51) ، حفاظت دیفرانسیل برای خطاهای داخلی (87) ، پشتیبان برای اتصال کوتاه (50 ) و حفاظت از خطاهای زمین .(50G)

شکل6: برنامه ریزی محافظت برای موتورهای بزرگتر ازهزار اسب بخار

علاوه بر وسایل حفاظتی که در شکل 4 و 5 نشان داده‌شده‌است ، یک موتورسنکرون همزمان نیاز به حفاظت از سیم پیچ میدان دارد ، به علاوه یک رله ضریب توان کم (55) و حفاظت از ولتاژپایین (27) و یک رله فرکانس بالا / پایین (81) برای جلوگیری از کار موتورها در شرایط کار با فرکانس پایین.

نمودار شماتیک برای محافظت از موتورهای سنکرون بیش ازهزار اسب بخار در شکل 7 آورده‌شده‌است.

شکل7: محافظ شماتیک برای موتورهای سنکرون تا هزار اسب بخار

حفاظت از سیم پیچ میدان:

این امر به یک رله حفاظت در برابرخطاهای زمین (64) و یک رله میدانی (40) برای مقابله با از دست‌دادن جریان تحریک نیاز دارد.

حفاظت ژنراتور و موتور