رله حفاظتی موتور القایی با ولتاژ بالا

بیش از ۹۰٪ موتورهای استفاده شده در صنعت موتورهای القایی هستند، زیرا آنها ارزان، محکم و به راحتی قابل نگهداری هستند. برای موتورهای با توان بالاتر (بیش از ۲۵۰ اسب بخار) ما ولتاژ بالا را ترجیح می‌دهیم، زیرا این کار جریان عملیاتی را کاهش می‌دهد و اندازه موتور را کوچک‌تر می‌کند.

چرا نیاز به حفاظت از موتورها داریم؟

برای فهمیدن این موضوع باید هزینه‌های مربوط به خرابی موتور را بشناسیم، یعنی:

• تلفات تولید (هزینه تولید)

• جایگزینی موتور (هزینه جایگزینی)

• هزینه تعمیر

• هزینه ساعات کاری به دلیل این اضطراری

وظیفه اصلی یک رله حفاظتی تشخیص خطایی و جدا کردن بخش معیوب از بخش سالم سیستم است. این کار قابلیت اطمینان سیستم برق را افزایش می‌دهد.
برای حفاظت از موتور، باید علل مختلف خرابی را شناسایی کرده و آنها را برطرف کنیم. علل مختلف خرابی به شرح زیر هستند:

• تنش حرارتی روی پیچه

• یک‌فازی شدن

• خطای زمینی

<

• کوتاه‌شدن مدار

• قفل شدن روتور

• تعداد شروع‌های گرم

• خرابی لغزنده

توضیحات مختصری از شکست‌های مختلف در زیر ارائه شده است:

• تنش حرارتی روی پیچه –
  اگر موتور بیش از ظرفیت اسمی خود به طور مداوم کار کند، این امر منجر به گرم شدن پیچه و عایق می‌شود. در نتیجه عایق پیچه تخریب می‌شود و موتور خراب می‌شود. اگر ولتاژ کمتر از مقدار طراحی شده باشد، نیز پیچه در بار اسمی گرم می‌شود و خرابی موتور ممکن است رخ دهد.

• یک‌فازی شدن –
  اتلاف یک فاز ارسالی به موتور (در مورد موتور سه‌فازی) منجر به یک‌فازی شدن می‌شود. اگر موتور را با بار شروع کنیم، موتور به دلیل عدم تعادل خراب می‌شود.

• خطای زمینی –
  اگر بخشی از پیچه با زمین تماس بگیرد، می‌توانیم بگوییم موتور زمینی شده است. اگر موتور را شروع کنیم، این امر منجر به خرابی موتور می‌شود.

• کوتاه‌شدن مدار –
  اگر تماس بین دو فاز از سه فاز پیچه یا بین دورهای یک فاز وجود داشته باشد، این وضعیت را کوتاه‌شدن مدار می‌نامیم.

• قفل شدن روتور –
  اگر تجهیزات مورد نیاز در شرایط گیر کرده باشند یا محور موتور گیر کرده باشد، این وضعیت را قفل شدن روتور می‌نامیم. اگر موتور را شروع کنیم، موتور خراب می‌شود.

• تعداد شروع‌های گرم –
  هر موتور برای تحمل تعداد مشخصی شروع گرم طراحی شده است. اگر موتور در حال کار باشد و آن را متوقف کرده و بلافاصله دوباره شروع کنیم، این وضعیت را شروع گرم می‌نامیم. بسته به منحنی حرارتی موتور، باید زمان مشخصی را برای کاهش دمای پیچه اختصاص دهیم.

• خرابی لغزنده –
  اگر لغزنده خراب شود، روتور با استاتور تماس می‌گیرد که منجر به آسیب فیزیکی عایق و پیچه می‌شود. خرابی لغزنده را می‌توان با مانیتورینگ دمای لغزنده پیشگیری کرد. از دیتکتور دمای لغزنده (BTD) برای مانیتورینگ و قطع موتور در صورت ناهماهنگی استفاده می‌شود.

تمام رله‌های حفاظتی موتور بر اساس جریان مصرفی موتور عمل می‌کنند. رله حفاظتی موتور برای مناطق ولتاژ بالا با ویژگی‌های زیر استفاده می‌شود:

• حفاظت از بار حرارتی

• حفاظت از کوتاه‌شدن مدار

• حفاظت از یک‌فازی شدن

• حفاظت از خطای زمینی

• حفاظت از قفل شدن روتور

• حفاظت از تعداد شروع‌ها

برای تنظیم رله نیاز به نسبت CT و جریان بار کامل موتور داریم. تنظیمات مختلف عناصر به شرح زیر است:

• عناصر بار حرارتی –
  برای تنظیم این عنصر باید درصد جریان بار کامل که موتور به طور مداوم در آن کار می‌کند را شناسایی کنیم.
  

• عنصر کوتاه‌شدن مدار –
  محدوده موجود برای این عنصر ۱ تا ۵ برابر جریان شروع است. تأخیر زمانی نیز در دسترس است. معمولاً آن را در ۲ برابر جریان شروع با تأخیر زمانی ۰.۱ ثانیه تنظیم می‌کنیم.

• عنصر یک‌فازی شدن –
  این عنصر در صورت عدم تعادل جریان سه فاز عمل می‌کند. این عنصر همچنین حفاظت از عدم تعادل نامیده می‌شود. عنصر را برای یک‌سوم جریان شروع تنظیم می‌کنیم. اگر در حین شروع عمل کند، پارامتر به یک‌دو جریان شروع تغییر می‌کند.

• حفاظت از خطای زمینی –
  این عنصر جریان میانه CT ثانویه متصل به ستاره را اندازه‌گیری می‌کند. محدوده موجود برای این عنصر ۰.۰۲ تا ۲ برابر جریان اصلی CT است. تأخیر زمانی نیز در دسترس است. معمولاً آن را در ۰.۱ برابر جریان اصلی CT با تأخیر زمانی ۰.۲ ثانیه تنظیم می‌کنیم. اگر در حین شروع موتور عمل کند، تنظیمات زمانی می‌تواند به ۰.۵ ثانیه افزایش یابد.

• حفظت از قفل شدن روتور –
  محدوده موجود برای این عنصر ۱ تا ۵ برابر جریان بار کامل است. تأخیر زمانی نیز در دسترس است. معمولاً آن را در ۲ برابر FLC (جریان بار کامل) تنظیم می‌کنیم. تأخیر زمانی بیشتر از زمان شروع موتور خواهد بود. "زمان شروع به معنای زمان مورد نیاز برای رسیدن موتور به سرعت کامل است."

• حفاظت از تعداد شروع‌های گرم –
  در اینجا تعداد شروع‌های مجاز در مدت زمان مشخص را ارائه می‌دهیم. با این کار تعداد شروع‌های گرم داده شده به موتور محدود می‌شود.

نمودار سхماتیک برای اتصال یک رله حفاظتی موتور به شرح زیر است

رله‌های حفاظتی موتور دیجیتال مدرن ویژگی‌های اضافی دارند، مانند حفاظت در برابر کار بدون بار و حفاظت حرارتی.
در صورت کار بدون بار، رله جریان موتور را تشخیص می‌دهد. اگر کمتر از مقدار مشخص باشد، موتور را قطع می‌کند. می‌توانیم سوند دما را به رله متصل کنیم که دمای لغزنده و پیچه را مانیتورینگ کرده و در صورتی که بیش از مقدار دمای مشخص شود، موتور را قطع می‌کند.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.