[حمید]

گروه طراحی حفاظت پروژه ای که کفگیر به ته دیگشان خورده تصمیم می گیرند جهت حفاظت دو دستگاه ترانسفورماتور با توانهای مشابه به جای استفاده از دو عدد رله دیفرانسیل از یک عدد رله دیفراسیل با سه ورودی مطابق طرح حفاظتی زیر استفاده کنند.
گروه طراحی حفاظت پروژه ای که کفگیر به ته دیگشان خورده تصمیم می گیرند جهت حفاظت دو دستگاه ترانسفورماتور با توانهای مشابه به جای استفاده از دو عدد رله دیفرانسیل از یک عدد رله دیفراسیل با سه ورودی مطابق طرح حفاظتی زیر استفاده کنند.

رله دیفرانسیل مورد استفاده از انواع رله های دیجیتالی مدرن (Low Impedance) با کلیه امکانات حفاظتی است. طرح مورد نظر پس از اجرا در عمل با یک نقص مهم حفاظتی مواجه می شود. به هنگام بستن کلید تغذیه یکی از ترانسها در حالیکه ترانس دیگر زیر بار است، در بعضی از مواقع رله عملکرد نابجا از خود نشان داده و سبب تریپ ناخواسته سیستم می شود. اولین حدس کارشناسان حفاظت درگیر در موضوع ، ضعف سیستم حفاظت در رویارویی با جریان هجومی ترانسفورماتورها به هنگام وصل ترانسفورماتور دوم است. اما طی بررسیسهای بعدی مشخص می شود، رله دیفرانسیل مورد استفاده مجهز به فانکشن Trip Blocking هارمونیک 2 بوده و فانکشن مزبور حین تست نیز بخوبی عمل می کند.

آیا می توانید به گروه مزبور در حل این مشکل کمک کنید؟

موضوع

[امیر خشایار]

رله در زمان تست ، به درستی عمل کرده است و با اندازه گیری نسبت هارمونیک دوم به مؤلفه ی اصلی ،ماهیت جریان هجومی را تشخیص داده و فانکشن ” ممانعت از تریپ نا خواسته ” صحیح عمل کرده . ولی در شرایط واقعی چون ترانسفورماتور دیگر تحت بار بوده و جریان پایدار با مؤلفه اصلی بزرگ عبور می داده ، نسبت هارمونیک دوم به مؤلفه ی اصلی کمتر از حد ستینگ ارزیابی شده است و فانکشن ” ممانعت ” restraint فعال نشده است

[حمید]

چنانکه می دانید جریان هجومی ترانسفورماتورها یا اجزاء الکترومغناطیسی حاوی لختی مغناطیسی به پاسخ سیستم در قبال پالس ورودی ولتاژ وابسته است که تمایل دارد محتوای مغناطیسی میدان الکترومغناطیسی را دچار تغییرات سریع لحظه ای نماید. تحلیل گذرای یک مدار RL ابزار ریاضی مناسبی جهت تحلیل شرایط این جریان هجومی در اختیار ما قرار می دهد. میزان جریان هجومی ظاهر شده به لحظه وصل کامل کلید و برقراری اتصال الکتریکی ارتباط می یابد. در ماکزیمم مقدار ولتاژ که تقریباً با تغییرات بسیار اندک ولتاژ مواجه هستیم میزان جریان حجومی در حداقل ممکن و در صفر ولتاژ که منحنی تغییرات سینوسی از ماکزیمم تغییرات خود برخوردار است با بیشترین مقدار جریان هجومی روبرو خواهیم بود. همچنین وقتی با وصل ولتاژ یک تغییرات ناگهانی افزایشی به سیستم اعمال می شود، موج گذرای جریان از یک پوش مثبت برخوردار بوده که بیان گر مولفه dc جریان هجومی است. همین مولفه dc است که وجه تمایز جریان هجومی مغناطیسی سیستم با جریانهای اتصال کوتاه یا اضافه جریان خطرناک است. این مولفه dc موجد هارمونیکهای زوج قابل توجه ( بویژه هارمونیک شماره 2 ) در شکل موج جریان است که در رله های پیشرفته مجهز به طبقه فیلتر آشکار می شود. بنابراین رله هایی از این دست قادر به تمیز جریانهای هجومی از جریانهای اتصال کوتاه خواهند و نابجا دچار عملکرد اشتباه نمی شوند. در شکل زیر شمایی از اینگونه جریانهایی هجومی را مشاهده می نمایید.

برعکس حالت مذکور وقتی مدار مغناطیسی با یک تغییرات کاهشی در میزان ولتاژ روبرو می شود ، جریان مغناطیس کننده از یک پوش منفی برخوردار می شود. همانند شکل زیر : در مسئله مورد بحث ما یکی از ترانسها که در مدار قرار دارد، با وصل کلید کناری دچار شرایط افت ولتاژ ناشی از عبور جریان هجومی ترانس دیگر از امپدانس منبع می شود که از نظر مدار مغناطیسی آن یک تغییر کاهشی فلو محسوب می شود. اما ترانس کناری که در شرایط خاموش بوده و به یکباره برقدار شده با یک تغییرات افزایشی فلو مواجه خواهد بود. اگر برای این دو ترانس دو رله دیفرانسیل مستقل پیش بینی می شد هر یک قادر به تشخیص جریان هجومی خود می شدند. اما چون برای دو دستگاه ترانس از یک رله تغذیه شونده از یک ست ترانس جریان در ورودی استفاده شده است، تنها رله موجود در سیستم به ناچار منتجه این دو جریان هجومی را مطابق شکل زیر دریافت می کند. چنانکه مشاهده می کنید شکل موج جریان به سمت تقارن محوری نسبت به محور زمان پیش رفته است. از تحلیل فوریه توابع بخاطر داریم که توابع متقارن نسبت به محورهای افقی ( توابع فرد ) فاقد هارمونیک زوج هستند ( دلیل ذاتی فقدان هارمونیکهای فرد در توابع مغناطیسی نیز خصیصه کرلی یا گردشی میدانهای مغناطیسی که تقارن ذاتی میدان مغناطیسی را سبب می شود، می باشد). به این ترتیب مشاهده می نمایید که با ترکیب دو شکل موج مذکور عامل آشکار ساز جریان هجومی می تواند به زیر مقادیر ستینگ رله رسیده و مانع عملکرد فانکشن بلاکینگ رله شود.

[نویسنده]

پاسخ‌ها