उच्च वोल्टेज इंडक्शन मोटर के लिए मोटर सुरक्षा रिले

उद्योगों में प्रयोग में आने वाली 90% से अधिक मोटर प्रेरण मोटर होती हैं, क्योंकि वे सस्ती, मजबूत और रखरखाव में आसान होती हैं। उच्च एचपी (>250एचपी) की मोटरों के लिए हम उच्च वोल्टेज का पसंद करते हैं, क्योंकि यह संचालन विद्युत धारा को कम कर देगा और मोटर का आकार भी कम हो जाएगा।

हमें मोटरों की संरक्षण क्यों चाहिए?

इसको समझने के लिए हमें मोटर की विफलता से संबंधित लागत को जानना चाहिए, जैसे:

• उत्पादन का नुकसान (उत्पादन की लागत)

• मोटर की प्रतिस्थापन (प्रतिस्थापन लागत)

• रिपेयर की लागत

• इस आपातकालीन स्थिति के कारण मानव श्रम की लागत

संरक्षण रिले का मूल फ़ंक्शन दोष की पहचान करना और दोषपूर्ण भाग को प्रणाली के स्वस्थ भाग से अलग करना है। यह विद्युत प्रणाली की विश्वसनीयता में सुधार करेगा।
मोटर की संरक्षण के लिए, हमें विफलता के विभिन्न कारणों की पहचान करनी होगी और उनका समाधान करना होगा। विफलता के विभिन्न कारण निम्नलिखित हैं

• वाइंडिंग पर ऊष्मीय तनाव

• एकल फेजिंग

• पृथ्वी दोष

• शॉर्ट सर्किट

• लॉक्ड रोटर

• गर्म शुरुआतों की संख्या

• बेयरिंग विफलता

विभिन्न विफलताओं का संक्षिप्त विवरण नीचे दिया गया है:

• वाइंडिंग पर ऊष्मीय तनाव –
  अगर एक मोटर अपनी रेटेड क्षमता से अधिक समय तक चलती है तो यह वाइंडिंग और इन्सुलेशन को गर्म कर देगी। इसके परिणामस्वरूप वाइंडिंग इन्सुलेशन खराब हो जाएगी जिससे मोटर की विफलता होगी। यदि वोल्टेज डिजाइन की गई मान से कम है तो भी यह वाइंडिंग को रेटेड लोड पर गर्म कर देगा और मोटर की विफलता हो सकती है।

• एकल फेजिंग –
  मोटर (3-फेज मोटर के मामले में) को आपूर्ति की गई एक फेज की हानि से एकल फेजिंग होती है। यदि हम लोड पर मोटर को चलाते हैं, तो असंतुलन के कारण मोटर विफल हो जाएगी।

• पृथ्वी दोष –
  अगर वाइंडिंग का कोई भाग जमीन से संपर्क में आ जाता है तो हम कह सकते हैं कि मोटर ग्राउंड हो गया है। अगर हम मोटर को चलाते हैं तो यह मोटर की विफलता का कारण बनेगा।

• शॉर्ट सर्किट –
  यदि तीन फेज वाइंडिंग के दो फेजों के बीच या एक फेज के टर्नों के बीच संपर्क होता है, तो इसे शॉर्ट सर्किट कहा जाता है।

• लॉक्ड रोटर –
  यदि चालित उपकरण जमा हो गया है या मोटर शाफ्ट जमा हो गया है, तो इसे लॉक्ड रोटर कहा जाता है। यदि हम मोटर को चलाते हैं तो यह विफल हो जाएगी।

• गर्म शुरुआतों की संख्या –
  प्रत्येक मोटर को एक निश्चित संख्या में गर्म शुरुआतों का सामना करने के लिए डिजाइन किया गया है। एक मोटर को चलाने के बाद, अगर हम मोटर को बंद कर देते हैं और तुरंत फिर से चलाते हैं, तो इसे गर्म शुरुआत कहा जाता है। मोटर के थर्मल वक्र के आधार पर हमें वाइंडिंग के तापमान को घटाने के लिए निश्चित समय देना होगा।

• बेयरिंग विफलता –
  यदि बेयरिंग विफल हो जाती है तो रोटर और स्टेटर के बीच घर्षण होगा, जिससे इन्सुलेशन और वाइंडिंग का भौतिक नुकसान होगा। बेयरिंग विफलता को बेयरिंग तापमान की निगरानी द्वारा रोका जा सकता है। बेयरिंग तापमान डिटेक्टर (BTD) का उपयोग असामान्य स्थिति में मोटर की निगरानी और ट्रिपिंग के लिए किया जाता है।

सभी मोटर संरक्षण रिले मोटर द्वारा लिए गए विद्युत धारा के आधार पर कार्य करते हैं। मोटर संरक्षण रिले उच्च वोल्टेज क्षेत्र में इस्तेमाल किया जाता है जिसमें निम्नलिखित विशेषताएं होती हैं

• थर्मल ओवरलोड संरक्षण

• शॉर्ट सर्किट संरक्षण

• एकल फेजिंग संरक्षण

• पृथ्वी दोष संरक्षण

• लॉक्ड रोटर संरक्षण

• शुरुआतों की संख्या संरक्षण

रिले की सेटिंग के लिए हमें CT अनुपात और मोटर की फुल लोड धारा की आवश्यकता होती है। विभिन्न तत्वों की सेटिंग नीचे सूचीबद्ध है

• थर्मल ओवरलोड तत्व –
  इस तत्व को सेट करने के लिए हमें पहचानना होगा कि मोटर फुल लोड धारा के कितने % पर लगातार चल रही है।
  

• शॉर्ट सर्किट तत्व –
  इस तत्व के लिए उपलब्ध सीमा शुरुआती धारा का 1 से 5 गुना है। समय देरी भी उपलब्ध है। हम आमतौर पर इसे शुरुआती धारा का 2 गुना सेट करते हैं और 0.1 सेकंड की समय देरी के साथ।

• एकल फेजिंग तत्व –
  यदि तीन फेजों की धारा में असंतुलन होता है तो यह तत्व संचालित होगा। इसे असंतुलन संरक्षण भी कहा जाता है। इस तत्व को शुरुआती धारा का 1/3 सेट किया जाता है। यदि यह शुरुआत के दौरान ट्रिप हो जाता है, तो पैरामीटर 1/2 शुरुआती धारा को बदल दिया जाएगा।

• पृथ्वी दोष संरक्षण –
  यह तत्व स्टार संबद्ध CT द्वितीयक की न्यूट्रल धारा को मापता है। इस तत्व के लिए उपलब्ध सीमा CT प्राथमिक धारा का 0.02 से 2 गुना है। समय देरी भी उपलब्ध है। हम आमतौर पर इसे CT प्राथमिक धारा का 0.1 गुना सेट करते हैं और 0.2 सेकंड की समय देरी के साथ। यदि मोटर की शुरुआत के दौरान यह ट्रिप हो जाता है, तो समय सेटिंग 0.5 सेकंड तक बढ़ा दी जा सकती है।

• लॉक्ड रोटर संरक्षण –
  इस तत्व के लिए उपलब्ध सीमा फुल लोड धारा (FLC) का 1 से 5 गुना है। समय देरी भी उपलब्ध है। हम आमतौर पर इसे FLC (फुल लोड धारा) का 2 गुना सेट करते हैं। समय देरी मोटर की शुरुआती समय से अधिक होगी। "शुरुआती समय का अर्थ है मोटर अपनी पूर्ण गति तक पहुंचने के लिए लगने वाला समय।"

• गर्म शुरुआतों की संख्या संरक्षण –
  यहाँ हम निर्दिष्ट समय अवधि में दी गई शुरुआतों की संख्या प्रदान करेंगे। इससे हम मोटर को दी गई गर्म शुरुआतों की संख्या को सीमित करेंगे।

एक मोटर संरक्षण रिले को जोड़ने का स्कीमेटिक आरेख नीचे दिया गया है

आधुनिक डिजिटल मोटर संरक्षण रिले कुछ अतिरिक्त विशेषताएं रखते हैं, जैसे: एक मोटर के बिना ल