[حميد]

تلفن زنگ مي زند، به محض برداشتن گوشي، مسئول زحمتكش تأمين تجهيزات پروژه با خوشحالي مي گويد: بالاخره رله حفاظت زمين 100% مورد نظرتان را پيدا كردم.

سازنده هر 20 بند مشخصات فني مورد نظر را به جز يك مورد تأمين ميكند. طبق مشخصات ارائه شده ،رله مورد نظر از نوع تزريق سيگنال 20 هرتز است اما سازنده اين عدد را 10 هرتز عنوان نموده و مدعي پاسخگويي همه تستهاي استاندارد تعريف شده براي رله هاي اتصال زمين نوع 100% است. آيا مي توان از اين انحراف جزئي صرف نظر نمود؟
نظر شما چيست؟

Topic

[ناشناس]

ولتاژ ژنراتور 20 هرتز حدود 1% ولتاژ ژنراتور اصلی است . بنا براین ، این که فلوی مغناطیسی ژنراتور اصلی در سیم پیچی ژنراتور کمکی ولتاژی در حدود ولتاژ نامی آن القاء کند امر محتملی است . 50 هرتز فرکانس کار پایدار و صفر هرتز فرکانس مولفه ی ” دی . سی . ” گذرا است . بنابر این بهتراست از این دو فرکانس برای اطمینان بیشتر ، فاصله مطمئنی بگیریم . 20 هرتز به نسبت 10 هرتز حاشیه اطمینان بهتری می دهد و اگر جریانی با این فرکانس جاری شد نشانه بروز خطای فاز به زمین است .

[Guest]

روشهاي معمول تشخيص خطاي اتصال زمين در سيستمهاي الكتريكي بطور خلاصه به دو روش جرياني و ولتاژي منحصر مي شود. روشهاي مذكور وقتي منبع توليد توان خارج از حوزه وقوع خطا واقع شود، بطور مطمئن پاسخگوي نيازمنديهاي حفاظتي سيستم هستند، اما اگر منبع تغذيه مؤلفه هاي I0 يا V0 خود دچار خطاي اتصال زمين شود محدوديتهايي در قابليت سيستم حفاظت بروز مي نمايد (چرا؟) .

تا قبل از سال 1970 روشهاي ذكر شده در حفاظت سيم پيچي ژنراتورهاي توليد برق به وسعت مورد استفاده قرار مي گرفت و به اتكاء اين روشها سيم پيچي ژنراتور بين 90 تا 95 درصد مورد حفاظت قرار مي گرفت. بعد از سال 1970 اين محدوديت با استفاده از آشكار سازهاي هارمونيك سوم توسط برخي شركتهاي اروپايي تقليل يافت. چنانكه مي دانيد، هارمونيك سوم جريان عبوري از نقطه صفر به محض وقوع اتصال كوتاه فاز زمين و باي پس شدن خازنهاي پراكنده سيم پيچي از طريق مسير فالت به مقدار صفر نزديك مي شود. روشهاي متعدد حفاظتي بر همين اساس پس از سال 1980 توسط شركتهاي آمريكايي پايه گذاري و توسعه يافت. در اين روش ژنراتور فقط در شرايط كاركرد عادي تحت نظارت قرار مي گيرد و در حالتهاي توقف يا كاركرد با دور پائين سيستم لاجرم غير فعال مي ماند. به موازات روش فوق ، روش ديگري توسط شركتهاي اروپايي پايه گذاري گرديد كه عمدتاً در كشورهاي خارج از محدوده ايالات متحده توسعه يافت. اين روش به روش تزريق سيگنالهاي زير- هارمونيك معروف است. در اين روش كل سيم پيچي ژنراتور تحت تأثير يك منبع تغذيه ac خارجي تحت نظارت واقع مي شود. در روش تزريق سيگنال، يك ولتاژ ac با فركانسي متفاوت با فركانس كار ژنراتور به توسط يك منبع ولتاژ خارجي به نقطه نوتر سيم پيچي تزريق مي شود. فركانس جريان تزريق شده نمي تواند در حدود فركانس كار ژنراتور يا بيشتر از آن باشد. زيرا در آن صورت سيگنال نظارتي با موج اصلي يا هارمونيكهاي آن تداخل نموده و سيستم آشكار ساز را دچار خطا مي نمايد. اين فركانس مي بايد كسري از فركانس اصلي باشد. هر چه اين فركانس كمتر باشد، قابليت تفكيك پذيري شرايط خطا از غير آن محيا تر و اعمال ستينگ مناسب راحت تر است ، زيرا خازنهاي پراكنده سيم پيچي ژنراتور با كاهش فركانس عمل كننده امپدانس بزرگتري از خود نشان مي دهند، بنابراين امكان اعمال ستينگ مناسب جهت آشكار سازي نشديهاي كوچك در اطراف نقطه صفر سيم پيچي بيشتر مي شود. در واقع به هنگام وقوع اتصال فاز زمين روي سيم پيچي خازنهاي مورد اشاره از طريق مسير جديد بوجود آمده باي پس شده و تغييرات قابل سنجشي در اندازه و فاز جريان مدار ( فيلتر شده بر مبناي فركانس تزريق ) ظاهر مي شود. روش تزريق سيگنال پايه گذاري شده توسط شركتهاي اروپايي تا قبل از ورود تكنولوژي ديجيتال به عرصه حفاظتهاي الكتريكي بسيار گران تر از روش توسعه يافته توسط رقباي آمريكايي بود اما اين عدم مزيت با كمك مدارهاي مناسب فيلترينگ متكي به تكنولوژي ديجيتال به مرور رنگ باخت. حفاظت مذكور به دليل استقلال از شرايط كار كرد ماشين ، حتي در شرايط سكون و يا حالت ترنينگير نيز مي تواند فعال باقي بماند و اين حسن بزرگ اين روش است، زيرا به اتكاء آن لازم نيست واقعاً اتصال كوتاه فاز به زميني رخ دهد تا به وجود آن آگاه شويم . حد پائين فركانس تزريق توسط الزامات مربوط به سرعت عملكرد رله تعيين مي شود. واحدهاي پردازشگر ديجيتال و فييلترينگ فركانسي مورد استفاده اساساً با يك سيكل تأخير قادر به پردازش صحيح شكل موج تغيير يافته بر اثر وقوع خطاي اتصال زمين هستند. زمان تناوب يك موج 20 هرتز معادل 50 ميلي ثانيه است كه هرگاه با زمان عملكرد بخش قطع كننده رله يعني زمان 30 تا 50 ميلي ثانيه جمع شود ، به مقدار 80 تا 100 ميلي ثانيه منتهي مي گردد. زمان مذكور شرايط عملكرد يك حفاظت كاملاً سريع را تأمين مي نمايد اما با كاهش فركانس تزريق اين مطلوبيت به نحو محسوسي كاهش مي يابد ( براي 10 هرتز به زمان عملكرد 150 ميلي ثانيه محدود مي شويم) . اما بحث فني ماه گذشته همچنان بي پاسخ است و بنده متأسفانه پاسخي كه دست كم خودم را به تمامي قانع كند نيافته ام. بالاخره در فركانس كار 50 هرتز بين حد پائين 10 هرتز و حد بالاي 40 هرتز يك بازه فركانسي موجود است. چرا سازندگان حد فركانسي 15 تا 20 هرتز را ترجيح مي دهند؟ واقعيت آن است كه روشهاي توسعه يافته امروزي كاملاً جديد هستند و مشروح آنها هنوز به كتابها ، نشريات و مقالات رايگان كه معمولاً تنها چيزي است كه در دست رس ماست، راه نيافته اند. تنها مطلبي كه در يك مقاله با آن برخورد نمودم آن است كه ظاهراً در ژنراتورهاي بزرگ مؤلفه صفر ناشي از اغتشاشات گذرا در محدوده 20 هرتز از كمترين مقدار ممكن برخوردار است، بنابراين بروز تداخلات فركانسي بر اثر نزديكي فركانس تزريق با فركانس اغتشاشات گذراي ماشين ( شبيه نوسانات توان در شبكه هاي قدرت ) از كمترين احتمال ممكن برخوردار است. ظاهراً براي بيشتر دانستن چاره اي جز رجوع به آزمايشگاه و كارگاه نيست چرا كه تصور درك حقيقت بدون انجام كار پژوهشي، بيشتر به رؤيا بافي شبيه است تا كار علمي. البته به هيچ وجه منكر اهميت فعاليتهاي فكري مجرد و نتايج غير قابل انكار آن نيستم، ولي همانطور كه مي دانيد ويژگي مشترك فعاليتهاي اندك علمي در كشورهاي جهان سوم فقدان حلقه پژوهشهاي ميداني در زمينه علوم پايه مرتبط با تخصصهاي مختلف آنهم بدليل محدويتهاي منابع مالي در برخي و فقدان تجربه مديريت صحيح منابع، در دسته ديگر است . البته در ارتباط با موضوع بحث ايده اي هر چند خام در ذهن دارم كه مي خواستم نظر شما را در مورد آن بدانم. همانطور كه مي دانيد در ماشينهاي الكتريكي قادر به كاهش سهم هارمونيكهاي مختلف فلو با استفاده از گام سيم بندي مناسب هستيم. تظاهرات هارمونيكهاي مكاني عليرغم آنكه بطور مستقيم در ولتاژ و جريان ژنراتور مشاهده نمي شود ، به واسطه پيوندهاي الكترومغناطيسي موجود در ماشين به انحاء مختلف خود را در كيفيت كاركرد ماشين نشان مي دهند. موج فلو مغناطيسي در ماشينهاي الكتريكي تنها شامل هارمونيكهاي فرد مي باشد ( چرا؟ ) ، در اين بين هارمونيك سه و مضارب آن بدليل ساختار الكتريكي سيم پيچي قابل كنترل مي باشند، اما هارمونيكهاي مهم پنج و هفت كه هريك موجد آثار مغناطيسي و الكتريكي ويژه خود مي باشند مي بايد به نحو مناسب تحت كنترل باشند. مطابق جدول زير گام 7/6 سيم بندي سهم هارمنيك هفتم را به حداقل ممكن تقليل مي دهد. ميدان گردان ناشي از هارمونيك هفتم بدليل تشابه رفتار با هارمونيك اصلي در ماشينهاي الكتريكي پديده اي به نام كند گردي را مي تواند موجب شود ( چرا؟) كه حتي الامكان بايد از آن اجتناب گردد. بر خلاف ميدان گردان ناشي از هارمونيكهاي زماني كه با سرعتي چندين برابر سرعت نامي ماشين مي چرخند ، ميدان گردان ناشي از مثلاً هارمونيك هفتم فلو با سرعتي معادل يك هفتم سرعت نامي ماشين سيم پيچي استاتور را دور مي زند. بنابراين مي تواند موجد يك نيروي محرك الكتريكي 7 هرتز در آن باشد. اين نيروي محركه جديد داراي همان خواص سيستم سه فاز اصلي است بنابراين مي تواند شامل يك مولفه صفر الكتريكي با فركانس سه برابر (هارمونيك سوم) يا 21 هرتز باشد. بنابراين در ژنراتورهاي بزرگ ما ضمن تلاش جهت كاهش سهم هارمونيك هفتم ، نقش اغتشاشات نزديك به فركانس 20 هرتز را در ماشين به حداقل مي رسانيم.

[Author]

Replies