مفتاح حماية المحرك للمحرك الكهربائي عالي الجهد

أكثر من 90٪ من المحركات المستخدمة في الصناعة هي محركات استقراء، لأنها رخيصة وقوية وسهلة الصيانة. بالنسبة للمحركات ذات الطاقة العالية (>250 حصان) نفضل الجهد العالي، لأنه سيخفض التيار المتاخم وحجم المحرك.

لماذا نحتاج إلى حماية المحركات؟

لفهم هذا نحتاج إلى معرفة التكلفة المرتبطة بإخفاق المحرك، أي:

• خسارة الإنتاج (تكلفة الإنتاج)

• استبدال المحرك (تكلفة الاستبدال)

• تكلفة الإصلاح

• تكلفة ساعات العمل بسبب هذه الطوارئ

الوظيفة الأساسية لجهاز الحماية هو تحديد العطل والعزل الجزء المعطوب من الجزء الصحي للنظام. وهذا سيحسن موثوقية نظام الطاقة.
بالنسبة لـ حماية المحرك، علينا تحديد الأسباب المختلفة للأعطال والتعامل معها. الأسباب المختلفة للأعطال هي كما يلي:

• التوتر الحراري على ملفات السلك

• فقدان المرحلة الواحدة

• خلل الأرض

• الدائر القصيرة

• الروتور المغلق

• عدد البدء الساخن

• فشل الدوران

تم تقديم وصف موجز لأوجه الفشل المختلفة أدناه:

• التوتر الحراري على ملفات السلك –
  إذا كان المحرك يعمل بشكل مستمر بأكثر من طاقته المحددة فسيؤدي ذلك إلى زيادة حرارة ملفات السلك والعزل. مما يؤدي تدريجياً إلى تدهور عزل ملفات السلك وإخفاق المحرك. إذا كان الجهد أقل من القيمة المصممة فإنه أيضاً سيؤدي إلى زيادة حرارة ملفات السلك عند الحمل المحدد وقد يحدث إخفاق في المحرك.

• فقدان المرحلة الواحدة –
  فقدان واحدة من المراحل الموردة إلى المحرك (في حالة محرك ثلاثي الأطوار) يؤدي إلى فقدان المرحلة الواحدة. إذا بدأنا المحرك تحت الحمل، فسوف يفشل المحرك بسبب عدم التوازن.

• خلل الأرض –
  إذا جاء أي جزء من ملفات السلك في اتصال بالأرض يمكننا القول بأن المحرك مأرض. إذا بدأنا المحرك فسوف يؤدي ذلك إلى إخفاق المحرك.

• الدائر القصيرة –
  إذا كان هناك اتصال بين مرحلتين من ثلاثة أطوار أو بين دورات المرحلة، فهذا سيكون مسمى بالدائر القصيرة.

• الروتور المغلق –
  إذا كانت المعدة المحركة في حالة انغلاق أو محور المحرك مغلق، فهذا يعرف بالروتور المغلق. إذا بدأنا المحرك فسوف يفشل.

• عدد البدء الساخن –
  صمم كل محرك ليتحمل عددًا معينًا من البدء الساخن. إذا كان المحرك في حالة التشغيل، وإذا أوقفنا المحرك وبدأناه على الفور، فهذا يسمى البدء الساخن. بناءً على المنحنى الحراري للمحرك يجب أن نعطي وقتًا معينًا لتقليل درجة حرارة ملفات السلك.

• فشل الدوران –
  إذا فشل الدوران فسوف يحدث احتكاك بين الروتور والستاتور مما يؤدي إلى ضرر مادي للعزل وملفات السلك. يمكن تجنب فشل الدوران عن طريق مراقبة درجة حرارة الدوران. يتم استخدام محدد درجة حرارة الدوران (BTD) لمراقبة وتقطيع المحرك في حالة وجود شذوذ.

جميع أجهزة حماية المحرك تعمل على أساس التيار المستهلك من قبل المحرك. يستخدم جهاز حماية المحرك في المناطق ذات الجهد العالي ولديه الخصائص التالية:

• حماية التحميل الحراري الزائد

• حماية الدائر القصيرة

• حماية فقدان المرحلة الواحدة

• حماية خلل الأرض

• حماية الروتور المغلق

• حماية عدد البدء

لضبط الجهاز نحتاج إلى نسبة CT والتيار الكامل للحمل على المحرك. يتم تقدير ضبط العناصر المختلفة كما يلي:

• عنصر التحميل الحراري الزائد –
  لضبط هذا العنصر يجب تحديد نسبة % من التيار الكامل للحمل الذي يعمل المحرك عليه بشكل مستمر.
  

• عنصر الدائر القصيرة –
  المدى المتاح لهذا العنصر هو من 1 إلى 5 أضعاف التيار الأولي. متاح أيضًا تأخير زمني. نقوم عادة بضبطه عند ضعفين من التيار الأولي مع تأخير زمني قدره 0.1 ثانية.

• عنصر فقدان المرحلة الواحدة –
  سيعمل هذا العنصر إذا كان هناك عدم توازن في تيار الثلاث مراحل. يُسمى أيضًا بحماية عدم التوازن. يتم ضبط العنصر لثلث التيار الأولي. إذا تم تقطيعه أثناء بدء التشغيل، سيتم تغيير المعلمة إلى نصف التيار الأولي.

• حماية خلل الأرض –
  يقيس هذا العنصر التيار المحايد لثاني CT متصل بالنجوم. المدى المتاح لهذا العنصر هو من 0.02 إلى 2 ضعف التيار الأساسي لـ CT. متاح أيضًا تأخير زمني. نقوم عادة بضبطه عند 0.1 ضعف التيار الأساسي لـ CT مع تأخير زمني قدره 0.2 ثانية. إذا تم تقطيعه أثناء بدء تشغيل المحرك، يمكن زيادة الوقت إلى 0.5 ثانية.

• حماية الروتور المغلق –
  المدى المتاح لهذا العنصر هو من 1 إلى 5 أضعاف التيار الكامل للحمل. متاح أيضًا تأخير زمني. نقوم عادة بضبطه عند ضعفين من التيار الكامل للحمل (FLC). سيكون التأخير الزمني أكبر من وقت بدء تشغيل المحرك. "وقت البدء يعني الوقت المطلوب للمحرك للوصول إلى سرعته الكاملة."

• حماية عدد البدء الساخن –
  سنقدم هنا عدد البدء المسموح به في فترة زمنية محددة. بهذا سنحد من عدد البدء الساخن الممنوح للمحرك.

الرسم البياني لإعداد جهاز حماية المحرك هو كالتالي

تحتوي أجهزة حماية المحرك الرقمية الحديثة على بعض الميزات الإضافية، مثل حماية ضد التشغيل بدون حمل وحماية حرارية. في حالة التشغيل بدون حمل، يقوم الجهاز بقياس تيار المحرك. إذا كان أقل من القيمة المحددة فسوف يقوم بتقطيع المحرك. يمكننا أيضًا توصيل مسبار درجة الحرارة بالجهاز، والذي سيقوم بمراقبة درجة حرارة الدوران وملفات السلك وسيقوم بتقطيع المحرك إذا تجاوزت درجة الحرارة القيمة المحددة.

بيان: احترام الأصلي، المقالات الجيدة تستحق المشاركة، إذا كان هناك انتهاك للحقوق يرجى التواصل للحذف.