Relay ya Msaada ya Mfumo wa Umeme wa IEE-Business kwa Motori za Umeme wa Kiwango Cha Juu

Zaidi ya asilimia 90 ya mizizi yanayotumiwa katika biashara ni mizizi ya induction, kwa sababu zinazopewa wadogo, zina umuhimu na ziko rahisi kutumika. Kwa ajili ya mizizi yenye nguvu nyingi (>250HP) tunapendelea vifaa vya kiwango cha juu cha voltage, kwa sababu hii itatengeneza current ya kutumika na ukubwa wa mizizi.

Kwa Nini Tunahitaji Ulinzi wa Mzizi?

Kupitia hii tunahitaji kujua gharama zinazohusiana na ukiuaji wa mzizi, i.e.

• Ukiuaji wa uchumi (Gharama za uchumi)

• Mabadiliko ya mzizi (Gharama za mabadiliko)

• Gharama za ujenzi

• Gharama za saa za binadamu kutokana na hali hii ya dharura

Funguo muhimu ya motor protection relay ni kuweka maana kwenye hito na kudondoka sehemu ya hito kutoka kwenye sehemu sahihi ya mfumo. Hii itawezesha umuhimu wa mfumo wa umeme.
Kwa ajili ya ulinzi wa mzizi, tunapaswa kugundua sababu mbalimbali za ukiuaji na kusikia maswala hiyo. Sababu mbalimbali za ukiuaji ni kama chini

• Mwanga wa moto kwenye winding

• Single phasing

• Hito la ardhi

• Short circuit

• Locked rotor

• Idadi ya mabadiliko wa moto

• Ukiuaji wa bearing

Maelezo fupi ya tofauti za ukiuaji yameanishwa chini:

• Mwanga wa Moto kwenye Winding –
  Ikiwa mzizi anategemea zaidi ya uwezo wake uliohitaji, basi hii itawezesha upungufu wa insulation na winding. Baada ya hii, itaweza kusababisha ukiuaji wa mzizi. Ikiwa voltage ina thamani ndogo kuliko iliyoundwa, basi hii pia itawezesha upungufu wa winding na ukiuaji wa mzizi.

• Single Phasing –
  Ukiuaji wa moja ya tatu ya voltage zinazotumika kwa mzizi (kwa 3-phase motor) unaweza kusababisha single phasing. Ikiwa tutanzisha mzizi na mtaani, basi mzizi utaweza kukua kwa sababu ya imbalansi.

• Hito la Ardhi –
  Ikiwa sehemu yoyote ya winding inajisambaza na ardhi, basi tunaweza kusema kwamba mzizi amekuwa na hito la ardhi. Ikiwa tutanzisha mzizi, basi hii itaweza kusababisha ukiuaji wa mzizi.

• Short Circuit –
  Ikiwa kutokuwa na mtiririko kati ya tatu ya winding au kati ya turns za phase, basi hii itatafsiriwa kama short circuit.

• Locked Rotor –
  Ikiwa vifaa vinavyotegemea vya jamani au mzizi wa shaft amejamiana, basi hii itatafsiriwa kama locked rotor. Ikiwa tutanzisha mzizi, basi hii itaweza kusababisha ukiuaji.

• Idadi ya Mabadiliko wa Moto –
  Kila mzizi unakusanya kusimamiwa kwa idadi fulani ya mabadiliko wa moto. Kwa mfano, ikiwa mzizi anaenda, ikitema mzizi na sikuwa mara moja kutanzisha tena, basi hii itatafsiriwa kama mabadiliko wa moto. Ingawa curve ya moto, tunapaswa kutuma muda fulani kutokosea temperature ya winding.

• Ukiuaji wa Bearing –
  Ikiwa bearing ikuka, basi kushikana kati ya rotor na stator itasababisha upungufu wa insulation na winding. Ukiuaji wa bearing unaweza kuzuia kwa kusimamia temperature ya bearing. Temperature detector (BTD) unatumika kwa ajili ya kusimamia na kutumiza mzizi ikiwa temperature imekuwa abnormal.

Vitu vyote motor protection relays yanafanya kazi kulingana na current ambayo inachukuliwa na mzizi. Motor protection relay inatumika kwa eneo la kiwango cha juu cha voltage unaofanana na vile viwili:

• Ulinzi wa overload wa moto

• Ulinzi wa short circuit

• Ulinzi wa single phasing

• Ulinzi wa hito la ardhi

• Ulinzi wa locked rotor

• Ulinzi wa idadi ya mabadiliko

Kwa ajili ya usimamizi wa relay tunahitaji CT ratio na full load current ya mzizi. Usimamizi wa tofauti ya element imeorodheshwa chini

• Element ya Thermal Over Load –
  Kwa ajili ya kuweka hii element tunapaswa kugundua asilimia % ya Full load current ambayo mzizi anategemea zaidi.
  

• Element ya Short Circuit –
  Mwaka unaolewa kwa ajili ya element hii ni 1 hadi 5 mara ya starting current. Time delay pia inapatikana. Mara nyingi tunawekeza hii kwenye 2 mara ya starting current na time delay ya sekunde 0.1.

• Element ya Single Phasing –
  Element hii itafanya kazi, ikiwa kutakuwa na imbalansi kwenye current ya tatu phases. Inatafsiriwa pia kama unbalance protection. Element imeorodheshwa kwa 1/3rd ya starting current. Ikiwa itapiga hasira wakati wa kuanzisha, basi parameter itabadilika kwa 1/2 ya starting current.

• Ulinzi wa Earth Fault –
  Element hii hutathmini neutral current ya star connected CT secondary. Mwaka unaolewa kwa ajili ya element hii ni 0.02 hadi 2 mara ya CT primary current. Time delay pia inapatikana. Mara nyingi tunawekeza hii kwenye 0.1 mara ya CT primary current na time delay ya sekunde 0.2. Ikiwa itapiga hasira wakati wa kuanzisha mzizi, basi time setting inaweza kurudi kwenye sekunde 0.5.

• Ulinzi wa Locked Rotor –
  Mwaka unaolewa kwa ajili ya element hii ni 1 hadi 5 mara ya full load current. Time delay pia inapatikana. Mara nyingi tunawekeza hii kwenye 2 mara ya FLC (Full Load Current). Time delay itakuwa zaidi ya time ya kuanzisha mzizi. “Time ya kuanzisha inamaanisha muda unahitaji mzizi kupata mwendo wake wa kamili.”

• Ulinzi wa Idadi ya Mabadiliko wa Moto –
  Hapa tutaweka idadi ya mabadiliko yanayoruhusiwa kwenye muda maalum. Kwa hii tutaweka hatari ya idadi ya mabadiliko wa moto.

Diagram ya schematic kwa ajili ya kuunganisha motor protection relay ni chini

Digital motor protection relays mapya yanapatikana na mifano mingine, i.e. ulinzi dhidi ya mzizi kutumika bila mtaani na thermal protection.
Ikiwa mzizi anategemea bila mtaani, relay hutathmini current ya mzizi. Ikiwa itakuwa chini ya thamani iliyoundwa, basi itapiga hasira mzizi. Tunaweza pia kununganisha temperature probe kwenye relay, ambayo itasimamia temperature ya bearing na winding na kutumiza mzizi ikiwa itakuwa juu ya thamani iliyoundwa ya temperature.

Taarifa: Respekti asili, vitabu vizuri vinavipata shiriki, ikiwa kuna ukiuaji tafadhali wasiliana ili kufuta.