[ابراهیم]

به هنگام وصل کلید ژنراتور در شرایط آسنکرون، کدام سیستم حفاظتی عمل می کند؟

به هنگام وصل کلید ژنراتور در شرایط آسنکرون، کدام سیستم حفاظتی عمل می کند؟

Topic

[حمید]

فرکانس و اندازه ولتاژ یک ژنراتور توسط سیستمهای کنترل اتوماتیک دائماً چک می شوند. به هنگام وصل ژنراتور به شبکه تنها انحراف فرکانسی حدود 005/0 هرتز و انحراف ولتاژی حدود +-5% مجاز هستند. یک سنکرونایزینگ موفق با کمتریم تنشهای الکتریکی و مکانیکی همراه است. معمولاً عملیات وصل کلید با مختصر لغزش مثبت ژنراتور نسبت به شبکه، اندکی اضافه ولتاژ ترمینال ژنراتور همچنین مختصری اختلاف فاز ژنراتور نسبت به شبکه (lead) اتفاق می افتد تا به قول معروف ژنراتور با هر توانی قادر باشد بر شبکه سوار شود به این معنی که پس از اتصال ژنراتور به شبکه جریان یک سویه توان اکتیو و راکتیو از ژنراتور به شبکه تضمین شود. یک مورد شایع که بویژه به هنگام اولین راه اندازی سیستم ممکن است بروز کند ، پدیده out of phase ژنراتور است که معمولاً بر اثر عدم رعایت ترتیب فاز رخ می دهد. مقدار جریان سنکرون به شرط هم فرکانس بودن ولتاژهای دو سوی کلید از رابطه زیر بدست می آید: در بدترین شرایط به ازای اختلاف فاز 180 درجه، مقدار پیک جریان بستگی به مولفه dc جریان دارد که نهایتاً منجر به جریانی در حدود 20 پریونیت برای مقادیر امپدانس نمونه ای خواهد شد. این مقدار کمتر از میزان تحمل ترانس ژنراتور ها که حدود 36 پریونیت است می باشد. اساساً تجهیزات الکتریکی قادر به تحمل پیک این جریان هستند اما برای مدت زمان بیشتر باید رله های حفاظتی وارد عمل شوند. طبیعتاً جریان عدم سنکرون روی داده به سرعت متناسب با X/R مدار و اینرسی مجموعه ژنراتور و توربین تقلیل می یابد. رله های اضافه جریان و لغزش قطب ((out of step protection اساساً مستعد عملکرد در قبال چنین شرایطی هستند. اینکه کدام رله عمل می کند بستگی به شرایط وقوع فالت که تعیین کننده مقدار اضافه جریان و طول مدت تداوم آن است همچنین بستگی به ستینگهای حفاظتهای مختلف دارد. رله لغزش قطب تنها در شرایطی عمل می کند که نوسانات توان در سیستم پایداری سیستم را به مخاطره بیاندازد. در غیاب یک مطالعه دقیق پایداری ، فرض می شود انحرافات فازی بیش از 120 درجه برگشت ناپذیر بوده و منجر به از دست رفتن پایداری شوند. بنابراین عملاً تریپ سیستم توسط رله امپدانسی (78) مربوطه را اجتناب ناپذیر می سازند. واقعیت آن است که به هنگام نوسان توان، جریان عبوری از سیستم نمی تواند از مقدار پیک جریان آسنکرون ( مربوط به انحراف زاویه 180 درجه) بیشتر باشد زیرا این جریان در این حالت اساساً فاقد مولفه dc خواهد بود. ضمناً به نظر می رسد این جریان نمی تواند محرک رله دیفرانسیل باشد زیرا در هر حال بطور هم زمان از کلیه ترانسهای جریان درگیر در حفاظت دیفرانسیل عبور نموده و برای آن حکم یک جریان بزرگ out of zone را خواهد داشت. جالب آنکه از نقطه نظر تنشهای مکانیکی وارده به سیستم می توان نشان داد اختلاف فاز 180 درجه بدترین حالت ممکن برای تنشهای مکانیکی حاصل از وصل نابجا نیست، بدترین شرایط را اختلاف فاز 120 درجه پدید می آورد. تنشهای مکانیکی وارد بر سیستم ناشی از یک اتصال کوتاه سه فاز تقریباً معادل تنشهای ناشی از یک وصل خارج از زاویه 60 درجه است. وصل کلید در شرایط آسنکرون خطرناک با وجود یک طرح صحیح حفاظتی متکی به رله های سنکرون جدید و چک شرایط سیستم قبل از وصل بسیار نامحتمل است. اما یک مورد که احتمال وقوع آن با افزایش عمر سیستم بوجود می آید، وقوع پدیده وصل آهسته کلید است. چنانکه می دانید رله های سنکرون مجهز به الگوریتمهای پیشرفته ای جهت محاسبه دقیق زمان وصل کلید پس از صدور فرمان وصل به کلید هستند. از این منظر زمان ذاتی وصل کلید اهمیت پیدا می کند. در سیستمهای در حال بهره برداری ممکن است به دلیل شرایط مختلف اعم از عدم روغن کاری مناسب، خوردگی و یا اشکال در سلونوئیدهای مدار فرمان این زمان افزایش یابد. کلیدها معمولاً به زمانی در حدود 5 تا 15 سیکل برای بسته شدن نیاز دارند که بر اثر بروز مشکل می تواند در حدود ثانیه افزایش یابد. یک تأخیر 3 ثانیه ای در وصل با 07/0 هرتز انحراف می تواند منجر به یک وصل انحراف فازی معادل 76 درجه شود که بدتر از یک جریان اتصال کوتاه سه فاز است. یک مشکل اساسی پدیده مذکور آن است که حتی در صورت آشکار سازی خطا نمی توان به کلید قبل از تکمیل فرآیند وصل فرمان تریپ صادر نمود. بنابراین در این حالت لازم است با فعال سازی اسکیمی شبیه Breaker failure مابقی کلیدهای سالم در برگیرنده جریان فالت را تریپ داد. رله های سنکرون امروزی معمولاً مجهز به چنین اسکیم حفاظتی هستند.

[Author]

Replies