پرسش و پاسخ درباره حفاظت میکروکامپیوتری و دستگاه‌های خودکار: توضیح عملکردهای اصلی و ضروریات کاربردی
دستگاه محافظت میکروکامپیوتری چیست؟
پاسخ: دستگاه محافظت میکروکامپیوتری یک دستگاه خودکار است که می‌تواند خطاهای یا شرایط عملکرد غیرطبیعی تجهیزات برق در سیستم قدرت را تشخیص دهد و برای قطع کلاهک‌ها یا ارسال سیگنال هشدار عمل کند.
عملکردهای اساسی محافظت میکروکامپیوتری چیست؟
پاسخ:
به طور خودکار، سریع و انتخابی، تجهیزات خراب را از سیستم جدا کرده و با قطع کلاهک‌ها، اطمینان حاصل می‌کند که تجهیزات بدون خطا به سرعت عملکرد عادی خود را ادامه دهند و خسارت بیشتر به تجهیزات خراب جلوگیری شود.
شرایط عملکرد غیرطبیعی تجهیزات برق را تشخیص می‌دهد و بر اساس نیازهای عملیاتی و نگهداری، سیگنال‌های هشدار را فعال می‌کند یا تجهیزاتی که ممکن است در صورت ادامه عملکرد آسیب ببینند یا به خطا تبدیل شوند را قطع می‌کند. محافظت رله‌ای که به شرایط غیرطبیعی پاسخ می‌دهد معمولاً نیازی به عملیات فوری ندارد و ممکن است شامل تأخیر باشد.
نیازهای اساسی محافظت میکروکامپیوتری چیست؟
پاسخ: محافظت میکروکامپیوتری نقش مهمی در اطمینان از عملکرد ایمن، پایدار و قابل اعتماد سیستم‌های قدرت و در پاکسازی سریع خطاها دارد. بنابراین، محافظت رله‌ای باید موارد زیر را برآورده کند:
انتخابی بودن: هنگامی که خطای سیستمی رخ می‌دهد، دستگاه محافظت فقط باید تجهیزات خراب را جدا کند تا تجهیزات بدون خطا عملکرد خود را ادامه دهند، بدین ترتیب منطقه قطع برق کمینه شده و عملکرد انتخابی حاصل می‌شود.
سرعت: پس از رخ دادن خطا در سیستم، اگر خطا به سرعت پاک نشود، ممکن است افزایش یابد. برای مثال، در زمان کوتاه مدار، ولتاژ به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد که موتورهای نزدیک نقطه خطا کند شده یا متوقف می‌شوند و تولید عادی را مختل می‌کنند. علاوه بر این، ژنراتورها در زمان خطا نمی‌توانند انرژی تحویل دهند که ممکن است منجر به ناپایداری سیستم شود. همچنین، تجهیزات خراب با جریان خطا بالا مواجه می‌شوند که خسارت مکانیکی و حرارتی شدیدی را متحمل می‌شوند. هر چه جریان خطا طولانی‌تر بماند، خسارت بیشتر خواهد بود. بنابراین، پس از خطا، سیستم محافظت باید به سرعت عمل کند تا خطا را جدا کند.
حساسیت: دستگاه محافظت باید به طور مطمئن خطاها و شرایط غیرطبیعی در منطقه محافظت شده خود را تشخیص دهد. این بدان معناست که نه تنها در زمان کوتاه مدار سه‌فازی تحت شرایط عملکرد ماکزیمم، بلکه در زمان کوتاه مدار دو‌فازی با مقاومت انتقال بالا تحت شرایط عملکرد مینیمم نیز عملکرد حساس و مطمئنی داشته باشد.
قابلیت اطمینان: قابلیت اطمینان سیستم محافظت بسیار مهم است. باید هنگامی که خطا در منطقه محافظت شده رخ می‌دهد عمل کند و همچنین نباید بدون وجود خطا عمل کند. یک دستگاه محافظت غیرقابل اعتماد، پس از نصب می‌تواند خود منبع گسترش یا حتی حوادث مستقیم شود.
محافظت‌های مبتنی بر میکروکامپیوتر برای ترانسفورماتورها و عملکردهای مربوطه آن‌ها را به طور خلاصه توصیف کنید.
پاسخ: ترانسفورماتورها تجهیزات حیاتی در سیستم‌های قدرت هستند. خطاها در آن‌ها تأثیر زیادی بر قابلیت اطمینان تأمین برق و عملکرد عادی سیستم دارد. ترانسفورماتورهای با ظرفیت بالا نیز ارزشمند بسیاری هستند، بنابراین باید دستگاه‌های محافظت با عملکرد عالی و قابلیت اطمینان بالا بر اساس ظرفیت و اهمیت ترانسفورماتور نصب شود.
خطاها در ترانسفورماتورها می‌توانند به دو نوع داخلی و خارجی درون ظرف تقسیم شوند.
خطاها داخلی ظرف عمدتاً شامل: کوتاه مدار فاز به فاز، کوتاه مدار دور به دور و کوتاه مدار یک‌فازی به زمین. جریان‌های کوتاه مداری می‌توانند قوس الکتریکی ایجاد کنند که لایه‌های پیچ، عایق و هسته را می‌سوزاند و ممکن است تبخیر شدید روغن ترانسفورماتور را ایجاد کند که می‌تواند منجر به انفجار ظرف شود.
خطاها خارجی ظرف شامل:کوتاه مدار فاز به فاز و یک‌فازی به زمین در روی گیره‌ها و خطوط خروجی.
شرایط عملکرد غیرطبیعی شامل: جریان بیش از حد به دلیل کوتاه مدار خارجی، بارگذاری بیش از حد به دلایل مختلف و سطح پایین روغن درون ظرف.
بر اساس این نوع خطاها و شرایط غیرطبیعی، باید دستگاه‌های محافظت زیر نصب شود:
محافظت گاز (بوخولتز) برای کوتاه مدارهای داخلی ظرف و سطح پایین روغن.
محافظت دیفرانسیل طولی یا محافظت جریان فوری برای کوتاه مدارهای چند فازی در پیچ‌ها و خطوط خروجی، کوتاه مدارهای یک‌فازی به زمین در پیچ‌ها و خطوط خروجی در سیستم‌های زمین‌گذاری با جریان بالا و کوتاه مدارهای دور به دور.
محافظت جریان بیش از حد (یا محافظت جریان بیش از حد با شروع ولتاژ مرکب یا محافظت جریان دنباله‌ای منفی) برای کوتاه مدارهای فاز به فاز خارجی، به عنوان محافظت پشتیبان گاز و دیفرانسیل (یا جریان فوری).
محافظت جریان دنباله‌ای صفر برای کوتاه مدارهای خارجی به زمین در سیستم‌های زمین‌گذاری با جریان بالا.
محافظت بیش از حد برای بارگذاری متقارن و غیره.
چه محافظت‌هایی برای واحد ژنراتور-ترانسفورماتور ۶۰۰ مگاوات نصب می‌شود؟
پاسخ:
محافظت دیفرانسیل واحد ژنراتور-ترانسفورماتور
محافظت دیفرانسیل طولی ژنراتور
محافظت دیفرانسیل اصلی ترانسفورماتور
محافظت عدم مغناطیسی شدن ژنراتور
محافظت خارج از قدم ژنراتور
محافظت قدرت معکوس ژنراتور
محافظت فرکانس پایین ژنراتور
محافظت بیش از حد تحریک
محافظت خرابی زمینی دیواره‌های ژنراتور
محافظت جریان بیش از حد ژنراتور
محافظت جریان دنباله‌ای منفی با زمان معکوس ژنراتور
محافظت بیش از حد دیواره‌های ژنراتور
محافظت فقدان آب ژنراتور
محافظت جریان دنباله‌ای صفر نقطه میانی ترانسفورماتور اصلی
محافظت گاز (بوخولتز) ترانسفورماتور اصلی
محافظت رفع فشار ترانسفورماتور اصلی
تفاوت‌های محافظت دیفرانسیل اصلی و محافظت گاز چیست؟ آیا هر دو محافظت می‌توانند خطاها داخلی ترانسفورماتور را تشخیص دهند؟
پاسخ: محافظت دیفرانسیل محافظت اصلی ترانسفورماتورها است؛ محافظت گاز محافظت اصلی برای خطاهای داخلی ترانسفورماتور است.
محدوده محافظت دیفرانسیل شامل تجهیزات الکتریکی اصلی بین ترانسفورماتورهای جریان تمام طرف‌های ترانسفورماتور اصلی است، که شامل:
کوتاه مدارهای چند فازی در خطوط خروجی و پیچ‌های ترانسفورماتور
کوتاه مدارهای دور به دور شدید
خطاهای زمینی در خطوط خروجی پیچ‌ها در سیستم‌های زمین‌گذاری با جریان بالا
محدوده محافظت گاز شامل:
کوتاه مدارهای چند فازی داخلی ترانسفورماتور
کوتاه مدارهای دور به دور و کوتاه مدارهای بین دورها و هسته یا پوشش خارجی
خطاهای هسته (مانند گرم شدن و خسارت)
سطح پایین روغن یا رسوخ روغن
