برای جلوگیری از صدمه دیدن ژنراتورهای باارزش و گران قیمت نیروگاهی از رله های حفاظتی زیادی استفاده می شود. هر کدام از این رله ها وظیفه حفاظت از یک یا چند بخش ژنراتور را به عهده دارند. در گذشته بعلت محدودیت تکنولوژی، عموم رله های حفاظتی بصورت کارتهای الکترونیکی ساخته شده و با هم تطبیق پیدا کرده و نصب می شدند. اما امروزه به لطف گسترش روز افزون پردازنده های میکروپروسسوری و برنامه نویسی، اندازه رله ها فوق العاده کوچک شده و در بعضی موارد چندین خصوصیت حفاظتی در یک رله جمع شده است. در این موارد به آنها عموما multifunction نیز گفته می شود.

 1- رله اضافه ولتاژ (Over Voltage)

این رله از صدمه دیدن عایق الكتریكی ژنراتور در هنگام ازدیاد ولتاژ جلوگیری می كند. در رله های جدید ولتاژ خط و ولتاژ فاز جداگانه محاسبه و بررسی می باشند. اندازه گیری ولتاژ خط سبب می شود كه ولتاژی كه در اثر جابجایی نقطه صفر بوجود می آید، بطور مستقل نمایش یابد.

از دلایل ازدیاد ولتاژ ژنراتور می توان به عدم استفاده درست از سیستم تحریك، اشکال در عملكرد AVR، جدا شدن ناگهانی ژنراتور از شبكه در بار حداکثر و یا در طی بهره برداری از مد جزیره ای نام برد.
عموم رله های over voltage دو مرحله ای هستند. در مرحله اول (مرحله زمان كوتاه) حفاظت ازدیاد ولتاژ بطور معمول با تاخیر زمانی كوتاه و سطح بالاتری از حد تنظیمی ولتاژ برای تحریك رله بكار می رود. برای مثال در load rejection full یا پس زنی باركامل ژنراتور، ولتاژ به طور ناگهانی در خروجی ژنراتور افزایش می یابد. زمانی در حدود 0.1 ثانیه و ولتاژ تقریبا در 140% ولتاژ نامی تنظیم شده است.
 مرحله دوم (مرحله زمان طولانی) برای حفاظت در ازدیاد ولتاژ در زمان ماندگار پیش بینی شده است. نوعا، تنظیم ولتاژ آن روی 120% ولتاژ نامی تنظیم شده وسرعت تنظیم تنظیم گر ولتاژ تا حدود 2 ثانیه تنظیم شده است.

نحوه كار رله اضافه ولتاژ

ولتاژ فاز به فاز (ولتاژ خط) ثانویه ترانسی كه اولیه آن به خروجی ژنراتور وصل شده به ورودی رله وصل شده كه در آنجا این ولتا‍‌ژ Ac بخوبی یكسو شده و این ولتاژ یكسوشده به بخش های دیگری در این رله وارد شده كه در صورت ازدیاد ولتاژ از مقادیر تعیین شده آن بخش تحریك شده و پس از مدت زمان تعیین شده در كارت زمانی یا پارامتر تعیین زمان،‌ این رله خروجی مناسب برای آلارم یا قطع ژنراتور را ارسال می كند.

در رله های الكترونیكی قدیمی تر، ولتاژ فاز به فاز (ولتاژ خط) ثانویه، PT ژنراتور ورودی رله وصل شده است. در آنجا این ولتا‍‌ژ AC بخوبی یكسو شده و این ولتاژ یكسوشده به بخش های دیگر در این رله وارد شده كه در صورت ازدیاد ولتاژ ازمقادیر تعیین شده آن بخش تحریك شده و پس از مدت زمان تعیین شده در كارت زمانی،‌ این رله خروجی مناسب برای آلارم یا قطع ژنراتور را ارسال می كند. در این رله ترمینالی برای تست رله در نظر گرفته شده كه با اتصال ولتاژ كوچك AC  (مطابق با مقادیر در نظر گرفته شده)‌ صحت عملكرد رله با ظهور آلارم هایش بررسی می شود.
در رله های جدید، از هر سه فاز خروجی PT ژنراتور استفاده می شود. در آنجا ولتاژهای هر سه فاز، یكسو شده و عمل كنترل و حفاظت در هر سه فاز انجام میشود.

 

2- رله فرکانسی (Frequency Protection)

از این رله برای قطع ژنراتور هنگام افزایش یا كاهش غیر مجاز فركانس شبكه استفاده می شود. دلایل افت فركانس می تواند درخواست لحظه ای شدید توان در شبكه، خطا در گاورنر كنترل و یا تنظیم كننده فركانس باشد. افت فركانس سبب افزایش جریان مغناطیس كنندگی در ماشین های الكتریكی شده كه آن نیز به نوبه خود سبب افزایش دمای بهره برداری ماشین می شود. همچنین افت فركانس سبب كاهش طول عمر پره های توربین های بخاری می شود. همچین رله افت فركانس در ژنراتورهای كه بصورت جزیره ای كار می كنند، ‌استفاده می شود. در بهره برداری جزیره ای رله برگشت توان در هنگام از كار افتادن محرك ژنراتور كارآیی ندارد. در این حالت، اگر فركانس ولتاژ افت كند، رله حفاظت فركانس، ژنراتور را از شبكه جدا می كند.
ازدیاد فركانس در مواقعی مانند برداشتن بار بزرگ از شبكه جزیره ای یا خطا در تنظیم گر فركانس رخ دهد. خطر در این حالت در ماشین متصل شده به خط طویل بدون بار خود تحریكی است.
هر یك از حفاظت های كاهش یا افزایش فركانس را می توان بطور جداگانه،  در زمان لحاظ كرد. حتی در زمانیكه كه یه بهم خوردگی در ولتاژ روی دهد، سیستم اندازه گیری فركانس،‌ موج های اصلی را شناسایی كرده و بدقت آنرا را كنترل می كند. هنگامیكه ولتاژ خط (بین دو فاز) از حد تعیین شده كاهش یابد اندازه گیری فركانس و به طبع آن حفاظت فركانسی بخاطر عدم توانایی محاسبه دقیق فركانس، قفل خواهد شد.
در این رله ها نیز ترمینال یا سوییچی برای تست و ریست در نظر گرفته شده اند.  
بطور كلی توربوژنراتورها در حدود 95% از سرعت نامی خود قابل بهره برداری هستند. بعنوان یك قانون كلی، افت لحظه ای فركانس در شبكه 50 هرتز تقریبا با فركانس 48 هرتز مجاز است. در نیروگاهها، حفاظت كاهش فركانس زمان دار برای قطع ژنراتور از شبكه بكار می رود. سپس توربوژنراتور سرعت سیستم با در سرعت نامی تنظیم می كند، پس از آن سیستم های كمكی می توانند از تغذیه داخلی خروجی ژنراتور استفاده كنند. اندازه گیری فركانس مستقل از مقدار ولتا‍‌ژ است. اگرچه در صورتیكه كه ولتاژ از حد مشخصی پایین تر بیاد، سیستم حفاظت فركانس قفل می شود. در این صورت در اغلب موارد با چراغ روی برد یا متنی رو LCD نشان داده می شود.

 

3- حفاظت ازدیاد تحریك (Over Excitation)

از این حفاظت برای شناسایی مقدار القاء گری ژنراتور خصوصا در نیروگاههایی با ترانس واحد می باشد. در حقیقت این رله بطور پیوسته نسبت voltage/frequency را اندازه می گیرد كه این مقدار به طور نسبی با مقدار چگالی شار (B) برابر است. این رله هنگامیكه عمل می كند كه پارامترهای حفاظتی مثلا در ترانس واحد از مقدار تعیین شده عبور كنند. برای مثال هنگامیكه بریكر اصلی واحد در بار كامل قطع شده و AVR نتواند بسرعت ازدیاد ولتاژ تولید شده را كنترل كند، ترانس واحد به خطر می افتد. به طور مشابه یك افت در فركانس (سرعت) در شبكه جزیره ای، می تواند سبب افزایش غیر مجاز القاء شوندگی شود. افزایش شدید القاء شوندگی به بالاتر از مقادیر مجاز، سبب به اشباع رفتن فوری هسته آهنی شده و باطبع آن باعث تلفات شدید جریان های ادی می شود.

خروجی رله ازدیاد تحریك همچنین به تایمر مجهز شده كه می توان زمان عملكرد رله را بعد از زمان مشخص شده تعیین كرد. همانند رله فركانسی و ولتا‍ژی می تواند در دو سطح آنرا برنامه ریزی كرد كه این دو برای اخطار و قطع ژنراتور بكار می روند. همچنین در این رله یك شبیه سازی دمایی برای محاسبه تقریبی دما استفاده شده است.

 

4- رله اضافه جریان (Over Current)

این رله برای حفاظت ژنراتور در برابر جریان های شدید عبوری از ژنراتور و تجهیزات پایین دستی آن مثل ترانس واحد،‌ ترمینالها و ... است. این رله، پشتیبان رله دیفرانسیل ژنراتور نیز هست. در این رله اگر جریان اندازه گیری شده به وسیله رله از جریان تنظیم شده بر روی آن بیشتر شود، این رله عمل می کند. این رله دارای سه مشخصه کلی است:

  • رله اضافه جریان آنی: در این نوع رله با بیشتر شدن جریان عبوری از جریان تنظیمی، رله بصورت آنی عمل می کند.
  • رله اضافه جریان زمان معلوم (Definite-Time Over Current Protection): در این رله، در صورت بیشتر شدن جریان از مقدار تنظیمی، رله پس از سپری شدن زمان تعیین شده، عمل می کند.
  • رله اضافه جریان معکوس زمانی (Inverse-Time Over Current Protection): در این حالت با افزایش جریان، زمان قطع رله کوتاه می شود.

آلارم افزايش جريان بايد حداقل 20% بالاتر از حداكثر جريان بار تنظيم شود. مقدار معمول آن I/In=>1.3  مي باشد.

 

 

در دست ساخت....

 

4.5 1 1 1 1 1 (2 رای)

نوشتن دیدگاه


تصویر امنیتی تصویر امنیتی جدید