مقاله مبدل های قدرتی و مبدل های قدرتی خودکار 40 ص (docx) 42 صفحه
دسته بندی : تحقیق
نوع فایل : Word (.docx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحات: 42 صفحه
قسمتی از متن Word (.docx) :
مبدل های قدرتی و مبدل های قدرتی خودکار
انتخاب وسایل قطع و وصل کننده ی اختلافات درصدی برای حفاظت مدارهای کوتاه
[3] این فعالیت مخصوص تولید کنندگان برای توصیه ی وسایل قطع و وصل کننده ی اختلافات درصدی برای حفاظت از وسایل مدار کوتاه در تمام لوازم کناری برای این مبدل های قدرت با سرعت سه فازه حدود 1000 کیلووات و بالاتر از آن می باشند.
مقاله ای که از تعداد زیاد از شرکت های شاخصی قدرت بیان شده نشان می دهد که قطع و وصل کننده های اختلاف حداقل مطلوب 1000 کیلووا و کمتر از آن مخصوص لبه های وسایل می باشد ولی این که همگی این شرکت ها در رقابت کردن وسایل قطع و وصل کننده با لبه هایی دارای سرعت 5000 کیلووا و بالاتر کار می کردند و متحدالقول بودند نکته جالب می باشند. برای به کار بردن این توصیه ها در مورد مبدل های قدرت، سرعت قابل چشم پوشی آن ها را باید به عنوان اندازه معادل جسمی مولدهای مبدل ها در نظر گرفت که اندازه معادل جسمی آن برابر با زمان های ظرفیت بندی معادل می باشد و سرعت بندی های اختلاف پتانسیل را به ترتیب مولدهای اختلاف پتانسیل پایین را به وجود می آورد.
[4] گزارش مقالات قبلی شامل توصیه ای می باشند که مولدهای مربوط به قطع و وصل کننده های مدار در ارتباط با همه سیم پیچی هایی بشوند، که این مولدها در حالت بیش از 5000 کیلووا به صورت موازی متصل شوند. گزارش های جدید در مورد این موضوع خیلی واضح نیستند ولی هیچ چیز مشخص نشده است که بتواند توصیه های قبلی را تغییر دهد. حفاظت از مبدل های موازی بدون وسایل قطع و وصل کننده مجزا و حفاظت از یک مولد مجزا مورد نظر می باشد که در آن نوعی خطای انتقال بدون این که یک دستگاه قطع وصل کننده با اختلاف پتانسیل بالا بعداً مورد لحاظ واقع شود.
[5] دستگاه قطع و وصل کننده اختلافی باید با یک نیروی کمکی تنظیم مجدد دستی صورت گیرد در هوا مبدل را قطع خواهد کرد. این ویژگی تنظیم مجدد دستی برای به حداقل رساندن احتمال این که دستگاه قطع و وصل به صورت عمدی قطع شود را نشان می دهد جایی که مبدل را در معرض خرابی بیشتر غیر ضروری قرار می دهد.
[5] وقتی خطوط انتقال دارای وسایل قطع و وصل کننده فواصل با سرعت بالا در همان شکل به پایان می رسند به عنوان یک مولدمبدل خواهند بود در آن حال مولد باید دستگاه قطع و وصل کننده سرعت بالا را داشته باشد. نه تنها این امر برای همان دلیل لازم است که خطوط مورد نظر به آن نیاز دارند بلکه دستگاه های قطع و وصل کننده ی فواصل زمان ناحیه دوم فاز اجازه می دهد که درمعرض خودکار تنظیم آن به صورت پایین تر قراربگیردولی با این وجود حالت انتخابی داشته باشند.
اتصالات مبدل های جریان برای دستگاه های قطع کننده ی اختلافی
[6] یک قانون خیلی طبیعی در این مورد این است که CT موجود در سیم پیچی های وای شکل مبدل قدرت باید درحالت شکل دلتا قرار بگیرد و متصل بشوند ولی CT موجود در سیم پیچ دلتا شکل باید به صورت وای متصل شود و این قانون ممکن است مورد تخلف قرار بگیرد ولی این دستگاه قطع کننده به خاطر لحظاتی که اجازه ی فرض آن داده می شود غیر قابل تخلف است. لبه ها، ما اساس این قانون را یاد خواهیم گرفت. مسئله ی باقی مانده این است که چگونه می شود اتصالات لازم بین CT و دستگاه قطع کننده ی اختلافی را بهوجود آورد.
اتصالات مبدل جریان برای دستگاه های قطع کننده ی اختلافی
[7] دو شرط اساسی که اتصالات دستگاه های قطع کننده اختلافی باید داشته باشند این است: 1- دستگاه قطع کننده ی اختلافی نباید برای نقایص خارجی مربوط به کار الکتریکی به کار رود. 2- دستگاه قطع کننده باید در مورد نقایصی نسبتاً شدید راخلی هم به کار رود.
[8] اگر کسی نداند اتصالات صحیح کدامند این رویه اولین کار برای ایجاد اتصالات خاص می باشدکه شرایط قطع کردن نقایصی را در بر خواهد گرفت. پس فرد می تواند این اتصالات را به خاطر توانایی آن ها در ارائه ی تأمین قطع و وصل نقایصی داخلی آزمایش کند.
شکل 1- توسعه ی اتصالات CT برای دستگاه قطع کننده اختلافی مبدل ها. گام اول
[9] به عنوان مثال شکل 1 را در مورد مبدل قدرت وای دلتا در نظر داشته باشید. گام اول به صورت اختیاری و قرار دادی این است که جریان رایج را در مورد سیم پیچی های مبدل قدرت فرض کند که در هر یک از آن ها جهت هایشان طبق میل ها خواهد بود ولی مشاهده ی شرایط مربوط به علائم قطبی بودن که در آن جریان های موجود در جهت تضاد باشند و در سیم پیچی های همان هسته باشند در شکل 1 نشان داده شده اند. همچنین فرض خواهیم کرد که همه ی سیم پیچی های همان تعداد پیچ ها و پیچش هایی دارند که بتوان بزرگی شرایط جریان را مساوی با آن فرض کرد که این با چشم پوشی مؤلفه های جریان خیلی کوچک آن می باشند. (وقتی اتصالات مناسب با آن تعیین شده اند ضرایب و چرخش واقعی آن را می توان به آسانی قابل حساب دانست.
[10] بر اساس این چشم پوشی مشکل 2 جریان هایی را نشان می دهد که جریان در آن مبدل قدرت پیش خواهد رفت و جریان های اولیه CT مربوط به موارد کلی نقص خارجی در نظر گرفته می شود که در آن دستگاه قطع کننده نباید قطع شود.
[11] گام بعدی یکی از مجموعه های CT به صورت دلتا یا وای طبق قانون مشخص می باشند که قبلاً بحث شد.
مهم نیست که اتصالی انجام می شود یعنی یک طرفه باشد یا برعکس.
شکل 2- توسط اتصالات CT برای دستگاه قطع کننده ی اختلافی. گام دوم
[11] پس سایر وسایل CT را باید طبق همین قانون متصل کرد ولی چون این اتصالات مجموعه اول CT انتخاب شده اند، اصلاً مهم نیست که چگونه مجموعه دوم متصل شود. این اتصالات باید جوری انجام شوند که جریان های ثانویه بین CT چنانچه برای مورد نقصی خارجی لازم می باشند به چرخش در خواهد آمد . یک نمودار اتصال کامل که در شکل 4 نشان داده شده قابل توجه می باشد . این اتصالات اگر هر دو مجموعه CT برعکس شوند هم درست کار خواهند کرد .
] 13 [ شواهد نشان می دهد که دستگاه قطع کننده ای که می خواهد برای نقایص داخلی عمل کند اینجا کار نخواهند کرد ولی کسی که این کار را می طلبد به سادگی ترسیم نمودارهای جریان را برای نقایص فرض شده به سادگی در بر خواهد گرفت . همچنین مشخص می شود که این محافظت برای نقایص پیچ در پیچ مثل نقایص بین مراحل خاص برای زمینه کار ارائه می شود اگر این جریان ناقص آنقدر زیاد باشد این امر ضروری است .
] 14 [ شواهد نشان می دهد که ، این قانون صریح را بررسی می کنیم که در مورد اتصال CT به صورت وای یا دلتا چه اصلی رعایت می شود . با در نظر داشتن فرضیه مربوط به شکل 2 به طور اسمی ، جریان های سه فازه به طور محوری به صفر اضافه می شوند در این صورت ما از اتصالات CT وای به طور مولد وای شکل و اتصالات CT دلتا روی مولد دلتا استفاده خواهیم کرد . به عبارات دیگر برای همه شرایط نقص خارجی به جز نقایص کلی زمینه ای از آن طرف مولد وای قابل قبول خواهد بود . یا اینکه اگر مولد خنثی مبدل قدرت زمینه کار شود اصلا مهم نیست . نکته مهم این است که وقتی جریان زمینه در سیم پیچی های وای شکل مربوط به سیم پیچی های نقایص خارجی به جریان در آید ، می توانیم از اتصالات دلتا استفاده کنیم ( یا این که به انحراف های جریان متوالی فاز صفر متصل شویم این امر را در مباحث بعدی مطرح خواهیم کرد ) . اتصالات CT دلتا مولفه های ترتیبی متوالی فاز صفر جریان های داخلی دلتا را به جریان در خواهد آورد و در نتیجه آنها را خارج از اتصالات خارجی دستگاه قطع کننده تکی خواهیم داشت . این امر ضروری است چون هیچ مولفه متوالی در توالی فاز صفر در مورد جریان مربوط به مولد دلتای مبدل قدرت برای نقایص زمینه مربوط به مولد وای وجود ندارد ؛ پس ، هیچ احتمالی وجود ندارد که جریان های توالی فاز صفر به سادگی بین مجموعه های CT به جریان در می آید و اگر CT در مولد وای قرار بگیرد هیچ دلتای متصل نمی شود و مولفه های توالی فاز صفر در سیم پیچ های در حال کار به جریان در خواهد آمد و باعث می شود که دستگاه قطع کننده به صورت نامطلوبی در مورد نقایص زمینه ای خارجی به کار روند . شکل 3 – اتصالات کامل مربوط به دستگاه قطع کننده اختلاف درصدی برای مبدل دو سیم پیچه .
] 15[ ضمنا ، این حقیقت که اتصال دلتای CT در حالت ترتیب فاز صفر قرار بگیرد جریان ها از مدار ثانویه خارجی بیرون خواهد آمد و البته به این مفهوم نیست که دستگاه قطع کننده اختلافی نمی تواند برای نقایص تک فازه زمینه ای به کار رود و در مبدل های قدرت قرار گیرد .؛ این مولد دستگاه قطع کننده مولفه های توالی فاز صفر را دریافت نخواهند کرد ولی در حالت مولفه های توالی فاز منفی و مثبت جریان قطع شده به کار خواهد رفت .
] 16[ دستورالعمل های چشم پوشی شده قبلی برای ایجاد روابط بین دستگاه قطع کننده و CT به یک اندازه به خوبی برای مبدل های قدرت با بیش از دو تا از هریک از فازهای مربوط به سیم پیچی به کار خواهد رفت سپس ملاحظه دو تا سیم پیچ در یک زمان ضروری می باشد اگر چه تنها سیم پیچ های ما باشند . مثلا برای مبدل های سیم پیچ سه تایی اولین سیم پیچ های H و X را در نظر بگیرید ، سپس H وY را با استفاده از اتصالات YCTS در نظر بگیرید اگر این کار به درستی انجام شود ، اتصالات مربوط به سیم پیچ های X و Y به طور خودکار قابل سازگاری خواهد بود .
] 17[ شکل 4 اتصالات طرح وارونموداری مربوط به حمایت و حفاظت مبدل قدرت اصلی و مبدل قدرت خدمات پایگاهی را نشان می دهد که در آن یک مبدل و مبدل قدرت آن را به عنوان یک واحد به عمل خواهد آورد . برای تسهیل این تصویر ، تنها یک نمودار تک خطی همراه با اتصالات مبدل قدرت و CT که اساسا نشان داده می شوند . شایان ذکر است که یک سیم پیچ فشرده توسط جریان ناشی از مولد جایگاه خدماتی دستگاه قطع کننده در مولد ولتاژ پایین مبدل جریان قدرت ایستگاه جریان رسانی به صورت موازی با CT در حالت انتهای خنثی سیم پیچ ژنراتور شکل خواهد گرفت ؛ این کار برای کسب فریت هم کوشی مناطق حفاظتی مجاور اطراف یک قطع وصل کننده جریان خواهد بود همانطور که در فصل 1 توضیح داده شد . یک دستگاه قطع کننده اختلافی برای حفاظت مبدل جریان ایستگاه جریان رسانی استفاده می شود چون دستگاه قطع و وصل کننده جریان اصلی برای ارائه این حفاظت به اندازه کافی حساس نمی باشد ؛ که همراه با یک ژنراتور توربین بخار ، طرف پایگاه مولد به بیش از 10% اندازه مولد اصلی نخواهد رسید و در نتیجه ، CT که برای مولد اصلی استفاده می شود ضرایبی دارد که حدود 10 برابر بزرگی مطلوب را برای حساس ترین سیستم های حفاظتی مبدل های پایگاه قدرت در بر دارند . با یک ژنراتور توربین آبی الکتریکی ، مبدل پایگاه قدرت رسانی تقریبا حدود 1% اندازه مبدل می شود . سپس مقاومت ظاهری مبدل پایگاه قدرت رسانی آنقدر زیاد است که نقایص موجود در مولد اختلاف پتانسیل کم نمی تواند دستگاه قطع و وصل کننده را به حفاظت مبدل اصلی بکشاند اگرچه موارد مربوط به CT از مولد با اختلاف پتانسیل کم مولد پایگاه قدرت حذف شوند . سپس برای ژنراتورهای اختلافی عمل حذف این CT ها و حفظ حفاظت اختلافی مجزای آنها برای مبدل پایگاه قدرت با نقص صورت می گیرد و دستگاه قطع کننده پر سرعت اختلافی درصدی باید برای مبدل پایگاه خدمات مربوط به مبدل قدرت اصلی مورد استفاده قرار گیرد .
شکل 4 – اتصالات طرح مولد حفاظت مبدل پایگاه قدرت اصلی .
شکل 5 – روش معمولی حفاظت مولد متصل اسکات
] 18[ شکل 5 روش معمولی حفاظت مولد اتصال اسکات را نشان می دهد . این چیدمان در مقابل نقایص زمینه ای موجود در فاز ب حفاظت نمی شود ولی چون این در مورد مولد اختلاف پتانسیل پایین است نوعی منبع با جریان زمینه بعید است چون مثلا یک نوع امکان این چنینی کم اهمیت است . حقیقی است بررسی عملی تر مربوط به شکل 5 می شود ولی با این وجود موردی که اهمیت ثانویه دارد این است که در نقایص گردش به گردش و فاز به فاز ، تنها یک دستگاه قطع کننده می تواند عمل کند . این در تضاد با عملیات ورودی تامین سه واحد قطع کننده برای حمایت مولد های سه فازه می باشد جایی که برای هر نقص فاز به فازی ، دو واحد قطع کننده عمل می کنند . سپس با ارائه تضمینی دوگانه ای که حداقل یک واحد باعث قطع می شود این صحیح است . با این وجود ، چون مولدهای اتصال اسکات تنها در نزدیکی بار استفاده می شود این قابل بحث است که آیا ارزش افزود که مربوط به حفاظت قابل اعتمادتر است می تواند قابل توجیه باشد . یک گزینه که ضرر فنی دارد و در شکل 5 مطرح است در شکل 6 نشان داده شده است . با رجوع به سایر اشکال مولد اتصال اسکات و حفاظت آنها می توان به نوعی کتاب شناسی مطلب رسید .
]19[ دستگاه CT اختلافی متصل شده باید به تنها یک نقطه متصل شود . اگر بیش از یک مجموعه اتصال CT اتصال وای در بر گرفته شود ، موارد خنثی باید متصل به هم شده با سیم های مجزا متصل گردد و تنها در یک نقطه زمینه شود . اگر زمینه ها در دو یا چند نقطه مختلف ساخته شوند حتی با داشتن پایگاه زمینه با مقاومت کم ، جریان های ناقصی که در زمینه کار یا پایگاه زمینه به جریان در می آیند ممکن است تفاوت های بیشتری از قوه را بین زمینه هی ر ایجاد کرده و در نتیجه باعث شوند جریان در مدار اختلافی ، به جریان در آید . چنین جریانی ممکن است سبب قطع شدن ناخواسته توسط دستگاه قطع کننده اختلافی یا آسیب به رساناهای مدار شود .
شکل 6 – حفاظت متناوب از مولد اتصال اسکات
انحراف دهنده های جریان توالی فاز صفر
]20[ منحرف کننده جریان توالی فاز صفر در فصل 7 توصیف شد . چنین منحرف کننده ای جایی مفید است که حفظ مولفه های توالی فاز صفر جریان خارج از مدارهای ثانویه خارجی جریان وای CT ممکن باشد . چنین منحرف کننده ای اجازه می دهد که انحراف دهنده های جریان توالی فاز صفر و در حالت وای به مولد وای مبدل قدرت وصل کرده و در حالت دلتا به مولد دلتا وصل کنیم . این مزیت اصلا از این احتمال به دست نمی آید چون معمولا هیچ سختی در استفاده از اتصالات سنتی و قراردادی وجود ندارد و در حقیقت اتصالات قراردادی معمولا ترجیح داده می شوند . این انحراف دهنده گاهگاهی برای کاربرد شکل 7 مفید می باشد جایی که یک مبدل زمینه کننده در قسمت دلتای یک مبدل قدرت وای دلتا در محدوده صفر حفاظت مولد اصلی به کار می رود . چنین تاکید می شود که همانطور که در شکل 7 نشان داده می شود اتصال خنثی دستگاه قطع کننده به اتصال خنثی CT یا گزینش دیگر انحراف تا وصل نشده بود کاهش خواهد یافت . همچنین CT انتخاب شده برای انحراف دهنده نباید اشباع باشد و برای اختلاف پتانسیل هایی به کار رود که بر آنها تحمیل شده است زمانی که این جریان بزرگ فاز به جریان در می آیند .
ضرایب مبدل های جریان برای دستگاه های قطع کننده اختلافی
]21[ خیلی از دستگاه های قطع کننده اختلافی مخصوص حفاظت از مبدل های قدرت پوشش ها و دریچه هایی دارند و یا همراه با مبدل های کمکی که برای جبران و تعویض ضرایب CT که خیلی مطلوب نیستند به کار می روند . وقتی چنین انتخاب خوبی از ضرایب CT وجود دارد همانند CT نوع قطع کننده ، بهترین کار انتخاب بالاترین ضریب CT می باشد تا جریان ثانویه را برابر با دریچه قطع کننده با پایین ترین جریان قرار خواهد داد . هدف از این کار به حداقل رساندن تاثیر اتصال مدار بین CT و دستگاه قطع کننده است ( به همان دلیلی که ، از اختلاف پتانسیل بالا برای به حداقل رساندن ضررهای خطی اتصالی استفاده می کنیم ) . با توجه به آنچه دریچه دستگاه قطع کننده استفاده می شود ، جریان ذخیره شده برای قطع کردن در شرایط حداکثر فشار باید تقریبا مساوی با سرعت پیوسته دریچه قرار گیرد . این تضمین می کند که دستگاه قطع کننده با حداکثر حساسیت خود عمل خواهد کرد یعنی وقتی که نقایص رخ می دهند . اگر جریانی که ذخیره شده باشد تنها نیمه سرعت دریچه باشد این دستگاه قطع کننده تنها نیمه حساسیت زا خواهد داشت و غیره .
شکل 7 – کاربرد یک انحراف دهنده جریان توالی فاز صفر
]22[ هنگام انتخاب ضرایب CT برای مبدل های قدرت با داشتن بیش از دو سیم پیچ در هر فاز ، می توان فرض کرد که هر سیم پیچ بتواند بار فاز سرعت کل را حمل کنند . معادل سازی مناسب ضرایب CT و دستگاه قطع کننده یا دریچه های مبدل خودکار بستگی به ضرایب مبدل جریان بین سیم پیچ های مبدل قدرت مختلفی دارد و به سرعت جریان کل بار بستگی ندارد این به این خاطر است که روابطی بین جریان ها وجود دارد که در طی نقایص خارجی در سیم پیچ ها وجود خواهد داشت سپس این بستگی به مقادیر سرعت جریان دارد و نه ضرایب مبدل جریان به کار رفته .
شرایط دقت مبدل های جریان برای وسایل قطع کننده اختلافی
]23[ به طور کلی ساخت طرح محاسباتی خاص در مورد دقت CT هنگام به کار بردن دستگاه های اختلافی مبدل قدرت ضروری می باشد . این محاسبات به دانش ویژگی های CT چه در شکل منحنی های عامل تصحیح ضریب یا چه به صورت اطلاعات مقاومت ظاهری و تحریک جریان ضروری می باشد .
]24[ دو نوع از محاسبات به طور کلی ضروری اند . اول ، دانستن تقریبی اینکه چه خطاهای CT برای پیش بینی نقایص خارجی لازم اند ضروری است . دستگاه های قطع کننده اختلافی درصد برای حفاظت مبدل قدرت به طور کلی منحنی های درصد قابل تنظیمی دارد . این موضوع صورت مفصل تر بحث خواهد شد ولی دانستن موارد خطاهای CT یکی از عوامل تعیین کننده گزینش منحنی درصد می باشند . نوع دیگر محاسبات اجتناب از احتمال قفل مرکز نقایص داخلی می باشد همانطور که این در فصل 10 برای حفاظت اختلافی ژنراتور به کار رفت . چنین محاسبه ای به طور خاص با رویه های منسجمی ضروری می باشد . یک نوع از آن بعدا توصیف خواهد شد . برای رویه های مفصل کاربردی ، باید دستورالعمل های تولید کنندگان را اجرا کرد .
]25[ مثالی که در فصل 10 در مورد روش محاسبه خطاهای CT حالت ثابت در یک مدار قطع کننده اختلافی ژنراتور صورت گرفت شرایط حداقل عایق بندی CT را برای یک جدول همراه نشان می دهد ، که برای دستگاه قطع کننده مبدل قدرت با کلی قابل اجرا می باشد . این حقیقت که بعضی از موارد CT ممکن است در یک جریان مولد دلتا باشند با کاربرد اندکی و با پیچیدگی کمی معرفی می شود ولی محاسبه جریان هم ساده می باشد .
]26[ مطالعه ای که بر اساس امکانات خاص تولید کنندگان برای افراد و نویسندگان خاص بوده است که مربوط به این زمینه اند نشان می دهد که شرایط حداقل برای عایق بندی CT در جدول همراه به کار می رود . این حقیقت که عایق بندی CT نوع قطع کننده باید با کمترین دریچه ضرایب چرخشی به کار رود این را ضروری می سازد که سرعت بندی سیم پیچی کامل بالاتر از موارد سیم پیچی کامل مورد استفاده قبلی باشد .
انتخاب دامنه درصدی برای دستگاه های قطع کننده اختلافی
]27[ دستگاه های قطع کننده اختلافی درصدی به طور کلی با دامنه های درصدی متفاوتی موجودند آنها ممکن است تنظیماتی داشته باشند تا جایی که دستگاه قطع کننده تنها هر یک از دامنه های متعدد را داشته باشد هدف از داشتن ویژگی های درصد دامنه جلوگیری از عملکرد نامطلوب دستگاه قطع کننده به خاطر ویژگی های عدم تعادل بین CT ها در طی نقایص خارجی ناشی از یک نوع تجمع عدم تعادلی به دلایل زیر می باشد 1 – تغییر دریچه در مبدل قدرت 2 – ناهماهنگی بین جریان CT و دریچه دستگاه قطع و سرعت آنها 3 – تفاوت بین خطاهای موجود در CT و مولد مبدل قدرت . خیلی از مبدل های قدرت خطاهایی در CT یا طرف دیگر مبدل قدرت دارند خیلی از مبدل های قدرت دریچه هایی دارند که تغییر +X درصدی را دارند که برای ضریب مبدل به کار می رود . این عمل برای انتخاب CT و ضرایب آن و دستگاه قطع کننده و دریچه های دستگاه قطع کننده خودکار و تعادل جریان ها در نیمه ضرایب تغییر دریچه ای می باشد . بر این اساس نامتعادل ترین چیزی که از این دلیل رخ می دهد X1 درصد می باشد . این حداکثر ضریب ناهماهنگی غیر قابل اجتناب بین جریان های CT و سرعت دریچه قطع کننده یکی از تفاوت های بین خطاهای CT است که باید آن را برای نقایص خارجی که خطاهای بیشتری تولید می کنند آنها را در نظر داشت . بهترین چیزی که ما انجام می دهیم محاسبه بر اساس جایگاه ثابت می باشد باید فرض کرد که همه سه ناهماهنگی موجود در همان جهت برای کسب حداکثر عدم تعادل ممکن کل می روند . سپس حداقل به این مقدار 5% افزوده و مقدار کل جدید حداکثر دامنه درصد می باشد که باید مورد استفاده قرار گیرد .
حفاظت یک مبدل سه سیم پیچی با یک دستگاه قطع کننده اختلافی درصدی دو سیم پیچه .
]28[ تنها اگر یک منبع مولد ژنراتور در هر طرف یک مبدل قدرت وجود داشته باشد یک دستگاه قطع کننده اختلافی درصدی دو سیم پیچه نباید برای حفاظت از یک مبدل سه سیم پیچه استفاده شود . شکل 8 نشان می دهد که یک دستگاه قطع کننده دو سیم پیچه استفاده شده ، موارد دوم CT هم در دو طرف مبدل های قدرت به کار رفته باید مواردی باشند . اگر یک منبع تولید پشت یکی از این دو طرف وجود داشته باشد شرایطی که توسط کمان ها و پیکان های شکل 8 نشان داده شده وجود دارد . برای یک نقص خارجی در طرف دیگر ممکن است نامتعادل بودن خاصی بین جریان های CT وجود داشته باشد که می تواند به خاطر عدم تطابق خطاها یا هر دو باشد برای ایجاد دستگاه قطع کننده اختلافی برای عملکرد نامطلوب قرار بگیرد تا با استفاده از اصل اختلافی درصدی این امر انجام می شود . در عوض تنها جریان نامتعادل در تمام سیم پیچ های عملکرد خواهد بود و نصف سیم پیچ منشاء را در بر خواهد گرفت ، در اصل این شامل 200% عدم تعادل می باشد ولی تنها ضروری است که جریان عدم تعادل فراتر از حداقل گزینش مربوط به عملکرد باشد .
شکل 8 – عدم کاربرد یک دستگاه قطع کننده اختلافی مبدل دو سیم پیچه
شکل 9- تصویر سودیک دستگاه قطع کننده با مبدل سه سیم پیچه
]29[ البته اگر دو طرف اتصال موازی CT در شکل 8 تنها بار را در بر بگیرد و به منبع تولید جریان وصل نشود یک دستگاه قطع کننده دو سیم پیچه عمل خواهد کرد .
]30[ شکل 9 نشان می دهد اگر یک دستگاه قطع کننده سه سیم پیچه استفاده شود همیشه فشار جریان کامل برای فشار دادن دستگاه قطع کننده در مقابل عملکرد نامطلوب قرار خواهد گرفت .
]31[ مزیت بیشتر یک دستگاه قطع سه سیم پیچ برای مبدل دو سیم پیچ این است که وقتی انواع دستگاه قطع شامل دریچه های هماهنگی جریان های دوم CT می شوند غالبا استفاده از هرگونه CT مکمل غیر ضروری است . پس یک دستگاه قطع سه سیم پیچ را با داشتن مزیت خاصی که دستگاه قطع دو سیم پیچ کافی باشد استفاده کرد . هیچ ضرری وجود ندارد غیر از یک افزایش کم در هزینه ها که با استفاده از دستگاه قطع سه سیم پیچ در مبدل دو سیم پیچ انجام می شود . هیچ ضرری اگر یکی از مدارهای فشار بدون اتصال بماند وجود نخواهد داشت .
]32[ تاثیر جریان وارده مغناطیسی روی دستگاه های قطع اختلافی
طرز اتصال CT ها و طرز استفاده از ضریب و دریچه های دستگاه قطع برای قطع اختلافی انتخاب می شوند که این کار مولفه جریان القایی مبدل جریان را نادیده می گیرد . واقعا این مولفه ورود جریان به سیم پیچ عملکرد دستگاه قطع می شود ولی این کار در شرایط طبیعی بار الکتریکی کم انجام می شود که دستگاه قطع هیچ تمایلی به عمل کردن ندارد با این وجود ، هرگونه شرایطی که تغییر در قطع دو وصل کننده را داشته باشد که آنی باشد با داشتن ارتباط جریان موجود در می شود یک رویه تمایلی عملکرد را در دستگاه قطع اختلافی ایجاد کرد .
]33[ بیشترین جریان ورودی و تمایل عملکرد حداکثر دستگاه قطع کننده وقتی رخ می دهد که یک مبدل به طور کامل یک مولدش خارج از انرژی شود و سپس دستگاه قطع کننده مدار بسته شود سپس با داشتن اختلاف پتانسیل سیم پیچ های یک مولد با سیم پیچ های طرف دیگر که هنوز از منبع قطع هستند این کار انجام می شود . و چون داده هایی در مورد بزرگی و تداوم چنین جریان های ورودی به ما می دهد درون دارهای جریان با مقادیر کمتر ولی با شرایط بهتر وقتی رخ می دهند که یک مبدل با بار متصل پر انرژی شود یا یک مدار کوتاه صورت گیرد یا قطع شود .
]34[ دیگر مشکل جریان درونی در شرایط حفاظت مولد های مبدل موازی بحث خواهد شد .
]35[ قطع شدن موضعی به خاطر جریان درون دار هنگامی که یک مبدل پر انرژی می شود قابل بحث است چون این کار به فعالیت در آوردن مبدل را به تاخیر می اندازد . نمی دانیم ولی اینکه مبدل ممکن است نقصی در داخل داشته باشد متحمل است .پس ، بهترین و ایمن ترین کار این است که آزمایش ها و نظارت های ضروری را برای ردیابی مشکل انجام دهیم اگر مشکلی وجود داشته باشد این کار زمان قابل توجهی می برد .
]36[ دستگاه های قطع اختلافی درصدی که با تاخیر زمانی حدود 2/0 ثانیه یا بیشتر کار می کند غالبا جریان ورودی دوره را بدون عملکرد به جریان در می آورند . وقتی دستگاه قطع با سرعت بالا لازم باشد کلا استفاده از امکانات دستگاه قطع ضروری است خصوصا اگر برای اجتناب از قطع نامطلوب جریان ورودی طراحی شده باشد .
]37[ سه روش که مورد استفاده قرار گرفت در زمینه عملیات جلوگیری جریان ورودی اکنون توصیف خواهد شد .
]38[ القاء زدایی . یک نوع امکانات القاء زدایی شامل یک دستگاه قطع با اختلاف پتانسیل خیلی پایین و تماس های b میباشد که گزینش تاخیر زمانی و بازنشاندن را دارند ، این تماس ها به صورت سری و با یک دستگاه رزیستور متناوب کم که دستگاه مورد نظر عملکرد سیم پیچ دستگاه قطع اختلافی را در هر لحظه فاز منحرف می کند کار می کنند . این دستگاه قطع با اختلاف پتانسیل کم از یک مبدل بالقوه که به سرهای مبدل قدرت متصل شده پر انرژی می شود که این سرها بین مبدل قدرت و دستگاه قطع اختلاف پتانسیل کم آن قرار دارند . وقتی مبدل قدرت انرژی اش تخلیه می شود ، بازنشانی های دستگاه قطع با اختلاف پتانسیل کم و تماس هایشان مدار منحرف کننده را در حین عملکرد سیم پیچ دستگاه قطع کننده اختلافی تکمیل خواهد کرد . دستگاه قطع با اختلاف پتانسیل کم اصلا تماس هایش را بر نمی گزیند و باز نمی کند مگر تا یک زمان کوتاه پس از این که مبدل قدرت دوره جریان درون راد را داشته باشد . در طی عملکرد معمولی مبدل قدرت ، مدار القاء شده باز می شود پس با القاء دستگاه قطع اختلافی تداخلی ندارد و باید یک نقص در مبدل قدرت وجود داشته باشد . مبدل و نقص آن اگر این گونه رخ دهند ، بازنشانی دستگاه قطع با اختلاف پتانسیل کم خوب می باشد و زمان تاخیر آن از القاء زدایی دستگاه های قطع اختلافی جلوگیری می کند تا وقتی که پس از آن بیش از زمان لازم برای عملکرد وجود داشته باشد که نشان دهد همه چیز درست کار می کند .
]39[ یک ضرر چنین روش القاء زدایی این است که ممکن است قطع تاخیر نوعی مدار کوتاه باشد و در طی دوره جریان ورودی مغناطیسی رخ دهد در حالی که دستگاه قطع اختلافی القاء زدایی می شود . اگر این نقص برای کم کردن اختلاف پتانسیل شدت کافی را داشته باشد پس دستگاه قطع القاء زا شده نمی تواند کار کرده و قطع بستگی به جریانی دارد که برای عملکرد دستگاه قطع اختلافی در حالت القاء زدایی شده اش لازم می باشد این امر تقریبا یک زیان برای مبدل از دیدگاه این حقیقت می باشد که یکی از متحمل ترین زمان هایی که نقص اتفاق می افتد هنگامی است که مولد پر انرژی می شود . دیگر زمان این است که این امکانات نمی توانند دستگاه قطع اختلافی را در مقابل احتمال عملکرد نامطلوب در طی ورود جریان مغناطیسی پس از از بین بردن نقایص خارجی القاء زدایی خواهد کرد . این چندان زیان جدی نیست چون القاء زدایی از این نوع اسیب تنها با دستگاه های قطعی که حدود زمان تاخیر 2/0 ثانیه را دارند استفاده می شود و عملا هیچ مشکلی برای قطع یک دستگاه بازگشت اختلاف پتانسیل در چنین دستگاه هایی وجود ندارد .
شکل 10 – امکانات القاء زدایی برای جلوگیری از قطع دستگاه اختلافی در جریان ورودی مغناطیسی
]40[ متوقف کننده قطع و وصل پیشرفتی که در زمینه اصلی القاء زدایی وجود داشته دستگاه متوقف کننده قطع و وصل ناحیه می باشد . سه دستگاه قطع اختلاف پتانسیل سریع که متصل می شوند تا چه در حالت فاز به فاز چه فاز به اختلاف پتانسیل به کار افتند ، قطع کنترلی توسط دستگاه های اختلافی درصدی قطع کننده رخ می دهد . اگر مبدل یا دستگاهی با جریان نقص خیلی پایین وجود نداشته باشد یک زمان سنج روی آن به کار می افتد که تماس a آن در مدار قطع کننده دستگاه اختلافی زمان تاخیری کافی را داشته باشد که قطع جریان ورودی رخ ندهد . اما ، برای نقصی که با یک دستگاه قطع اختلافی رخ می دهد و همچنین اختلاف پتانسیل را کم می کند پس حداقل یک دستگاه قطع اختلاف پتانسیل گزیده نمی شود . دستگاه قطع فورا کار می کند . به عبارت دیگر دستگاه قطع فقط با توجه به جریان و نقایص خیلی کم که اختلاف پتانسیل را خیلی کم تحت تاثیر قرار می دهند به تاخیر می افتد .
]41[ هرگونه نقص خارجی که اختلاف پتانسیل را به طور کافی کم کند تا یکی شود جریان درونی قابل توجهی هنگام از بین رفتن نقص از سامانه وجود داشته باشد ، یکی یا چند دستگاه قطع بازنشانده می شوند پس بازنشانی دستگاه زمان سنج و باز کردن دستگاه مدار قطع کمی پس از این است که دستگاه های قطع اختلافی اگر تمایل به عملکرد داشته باشند بازنشانده می شوند .
]42[ متوقف کننده قطع و وصل با دستگاه های قطع اختلافی پر سرعت یا کندتر کار می کنند ولی بیشترین کاربرد آن دستگاه های قطع پر سرعت هستند ، در حقیقت دستگاه های قطع پر سرعت که ذاتا بین ورودی جریان و جریان های ناقص گزینشی نیستند ، به متوقف کننده های قطع کننده بیشتری لازم دارند .
]43[ دستگاه جلوگیری جریان هماهنگ . اصل جلوگیری جریان هماهنگ نوعی القاء زدایی خود به خود دستگاه قطع اختلافی را در طی دوره ورودی جریان مغناطیسی ایجاد می کند ولی این دستگاه قطع اگر یک مدار کوتاه رخ داده باشد و در مبدل طی دوره ورودی مغناطیسی وجود نداشته باشد القاء زدایی نمی شود این دستگاه قطع تا درست تفاوت بین جریان ورودی مغناطیسی و جریان مدار کوتاه را با تفاوت شکل موج تشخیص دهد . جریان ورودی مغناطیسی با مولف های منظم بزرگ تشخیص داده می شود که همیشه در جریان مدار کوتاه حاظر نیستند . یک بررسی منظم از جریان ورودی مغناطیسی خاص امواج در جدول همراه نشان داده شد .
]44[ شکل 11 نشان می دهد که چگونه دستگاه قطع برای مزیت گرفتن از محتوی منظم و هماهنگ جریان موجی شکل برای گزینش درون بین نقایص و ورودی مغناطیسی چیدمان می شود .
شکل 11 – دستگاه قطع اختلافی درصدی متوقف کننده جریان هماهنگ .
]45[ شکل 11 نشان می دهد که سیم پیچ متوقف کننده از مبدل جریان موجود مقداری اصلاح از مولفه های هماهنگی و اساسی می پذیرد . سیم پیچ عملکرد از مبدل جریان اختلافی تنها مولف اساسی جریان اختلافی را دریافت می کند . در حالی که هماهنگی ها جداسازی و اصلاح شده و به سیم پیچ متوقف کننده بازخورد داده می شوند .
]46[ مولفه جریان مستقیم که در جریان مغناطیسی ورودی و هم خروجی جریان ناقص وجود دارد به طور قابل توجهی توسط جریان اختلافی سه می شود و مبدل های جریان کامل تنها یک تاثیر توقفی لحظه ای کم ایجاد می کنند .
حفاظت مولدهای مبدل موازی
]47[ از نقطه نظر دستگاه قطع حفاظتی ، عملکرد دو مولد مبدل در حالت موازی بدون قطع کننده جدا اجتناب می شود . برای ایجاد حفاظت معادل با آنچه دستگاه های قطع مورد استفاده قرار می گیرند اتصالات شکل 12 لازم خواهد بود . برای حفاظت دو مولد سرعت مساوی به عنوان یک واحد ، و استفاده از دو مولد منبع روی CT در مورد قطع کننده های جریان یک دستگاه قطع جدا که نصف القاء دهندگی هریکی از مولدها را از CT دارد این حفاظت صورت می گیرد . این به خاطر این است که چون ضرایب CT باید ده برابر ضرایب CT جداگانه باشد برای هر مولد به کار می روند و هر دو مولد فرض می شود که سرعت مساوی دارند سپس جریان ثانویه یک نقص داده شده نصف اولی است . اگر یک مولد کوچکتر از دیگری باشد این حفاظت کوچکتر از میزان القائی آن خواهد بود . با بیش از دو مولد ، حفاظت ضعیف تر خواهد شد .
شکل 12 – حفاظت از مولدهای مبدل موازی با قطع کننده های رایج
]48[ وقتی مولدهای مبدل موازی قطع کننده های فردی که در فاصله ای دورتر از ایستگاه تولید قرار دارند ف نوعی مشکل جریان ورودی مغناطیسی ایجاد می شود . اگر یک مولد از قبل انرژی خود را داشته باشد و مولد دوم پر انرژی شود جریان ورودی مغناطیسی نه تنها برای پر انرژی شدن مولد رخ خواهد داد بلکه مولد می تواند پر شود که از قبل کاری کرده است . به علاوه ، جریان ورودی بدون مولد های دیگر در حالت موازی پر انرژی بوده و در حالت کندتر از آن خراب خواهد شد . بزرگی جریان ورودی به مولدی که از قبل متصل شده به بزرگی مولدی که تغییر پیدا کرده نمی باشد ولی به سادگی می شود گفت که دو برابر سرعت و جریان بار کامل مولد خواهد بود ، حضور بار در یک مولد تا حدودی جریان درون آنرا کاهش خواهد داد و سرعت خراب آن را افزایش خواهد داد .
شکل 13 – جریان های ورودی تاخیری با مبدل های موازی
]49[ به طور مختصر می شود گفت که علت این چشم پوشی این چنین است . مولفه d_c جریان ورودی مولد جریان ها را از طریق مقاومت مدارهای خطا انتقال بین مولدهای مبدل و منبع تولید انرژی یا یک مولفه اختلاف پتانسیل پایین d-c در اختلاف پتانسیل به کار رفته در مولدها ایجاد می کند خواهد داشت . این مولف d-c اختلاف پتانسیل نوعی ساخت جریان مغناطیسی d-c را در مبدل مولد اتصال جریان خواهد داشت که سرعت آن همان سرعت مولف d-c جریان مغناطیسی در حال نزول در مولد پر انرژی شده می باشد . وقتی بزرگی مدار خط انتقال که مولدها را تغذیه می کند مساوی شود هیچ مولفه d-c در خط انتقال وجود نخواهد داشت ولی یک مولف d-c در مدار گرهی بین مولدها خواهد بود . این ضریب زمان جریان d-c سه شده با توجه به ثابت های مدار گرهی خیلی بیشتر از ثابت زمان مولف d-c در مدار خط انتقال مولدها می باشد . شکل 13 مولدهای مربوط هر مولفه های جریان مغناطیسی را در هر نمودار مدار نشان می دهد .
]50[ اهمیت این چشم پوشی دو جانبه است . اول اینکه القاء زدایی به معنی توصیف جلوگیری از عملکرد دستگاه قطع اختلافی در جریان ورودی مغناطیسی می باشد که موثر نیستند و در مولد های قبلا پر شده به کار می روند . تنها تاخیر زمانی عملکرد دستگاه قطع اختلاف پتانسیل در جلوگیری قطع نامطلوب انتخابی خواهد بود با این وجود ، اگر مولدها با دستگاه قطع جداگانه جدا شوند که توقف قطع کننده یا توقف هماهنگی داشته باشند هیچ گونه قطع نامطلوبی رخ نخواهد داد . دوم این که اگر مولدها به عنوان یک واحد حفاظت شوند همانطور نوع جلوگیری جریان منظم سبب قطع نامطلوبی خواهد شد چون همانطور که در شکل 13 نشان کل موج جریان خیلی اندکی پس از آن به صورت متقارن و برابر در می آید و حتی هماهنگی های لازم را برای فشار دیگر نخواهد داشت .
حفاظت مدار کوتاه با استفاده از دستگاه قطع جریان بیش از حد
]51[ دستگاه قطع جریان بیش از حد . برای حفاظت از نقایص مبدل هایی که قطع کننده های مدار را دارند وقتی تنها ممکن است که هزینه قطع کننده اختلافی قابل توجیه باشد . دستگاه قطع کننده جریان بیش از حد نمی تواند این مقایسه قطع کردن اختلافی را از نظر القای جریان انجام دهد .
]52[ سه CT مورد نظر در هر یک از فازها ، در هر حداقل دو دستگاه قطع فاز جریان بیش از حد و یک دستگاه قطع زمینه ای بیش از حد باید برای هر یک از مولدهای مبدل خاص که از طریق یک قطع کننده مدار به منبع جریان مدار کوتاه وصل می شود مورد ارائه و فراهم شود . این دستگاه های قطع جریان بیش از حد باید نوعی عنصر ضد زمان داشته باشند که انتخاب آنها بتواند حداکثر جریان بار مربوط را که حدود 150% حداکثر می باشد با تاخیر زمانی کافی در بر داشته باشد . که می توان آن را با در نظر داشتن شرایط تاخیری قطع کننده عناصر سامانه های مجاور که در طی نقایص خارجی ایجاد می شوند مورد استفاده قرار می گیرند . دستگاه های قطع باید هم چنین یک نوع عنصر آنی داشته باشد که انتخاب آن کمی بالاتر از حداکثر جریان مدار کوتاه برای یک نقص خارجی یا جریان ورودی مغناطیسی باشد .
]53[ وقتی مولد مبدل به بیش از یک منبع جریان کوتاه مدار وصل شود داشتن حداقل یک دستگاه قطع جریان بیش از حد برای هدایت و کسب حفاظت خوب و گزینش اشتباهات خارجی مفید می باشد .
]54[ دستگاه قطع جریان بیش از حد برای حفاظت مدار کوتاه مبدل ها همچنین حفاظت کمکی جریان خارجی را که جایی دیگر بحث می شود ارائه می کند .
]55[ دستگاه های قطع کننده فشار و جمع کننده گاز
ترکیبی از دستگاه قطع فشار و جمع کننده گاز که دستگاه قطع «باچلز » پس از اینکه به این نام آن را ابداع کرد نام گذاری شده می باشد که این نوعی خدمت موفق برای بیش از 30 سال در اروپا و 10 سال در کانادا را در بر داشته است . این دستگاه قطع کننده تنها برای مبدل نوع حفظ کننده مفید و عملی می باشد که در آن مخزن مبدل کاملا با روغن یا نفت پر می شود یا حالت نگهدارنده دارد که به عنوان یک دستگاه خاص می باشد و لوله ای است که مخزن مبدل را به یک مخزن کمکی یا نگهدارنده وصل می کند که به عنوان یک دستگاه تولید به کار می رود یک بخش از آن نوعی دستگاه جمع کننده گاز می باشد که در آن گاز در انتشار آهسته جداسازی در حضور یک جوش الکتریکی کوچک جمع آوری می شود غ وقتی یک مقدار مشخص گاز جمع آوری شود یکی از تماس ها بسته می شود که معمولا باعث ایجاد یک زنگ هوشیاری می باشد . گاز جمع آوری شده ممکن است به داخل تحلیل کننده گاز را برای تعیین نوع جداسازی که شکسته می شود در بر خواهد داشت و بعد از آن می توان یاد گرفت و فهمید که لایه ای شدن به صورت پیچ اصلی بوده یا اینکه نوعی جداسازی بوده است که بدتر شده است . این تحلیل کننده گاز قسمتی از دستگاه جداکننده « باچلز» می باشد . عنصر دیگر شامل یک بادنما می باشد که با سرعت ورودی روغن از داخل لوله بندی عمل می کند هنگامی که یک نقص شدید رخ می دهد تا تماس هایی که قطع کننده های مبدل را می بندد را در بر گیرد .
]56[ عنصر جمع کننده گاز طبق قانون « باچلز » استفاده گسترده ای در ایالات متحده نداشته خصوصا چون ارزش چنین حفاظتی ناچیز پنداشته شده است و خصوصا چون مبدل های نوع محافظتی اینجا و با یک کمیت خاص ساخته می شوند . از کانادا ، جایی که این قطع کننده ها خیلی مورد استفاده هستند گزارش های قابل توجهی از این حفاظت به دست آمده که نوعی مبدل نوع حفظ کننده را فراهم می آورد .
]57[ خیلی از این افراد که با دستگاه قطع کننده «باچلز» آشنا هستند احساس می کنند که عنصر جمع کننده گاز ارزشمندتر از عنصر فشار می باشد . عنصر جمع کننده گاز فشار اولیه را به نقایص اولیه آن می دهد که اجازه می دهد مبدل خارج از سرویس و خراب شود و قبل از خرابی کلی تعمیر شود اینکه این ویژگی چقدر می تواند ارزشمند باشد بستگی به این دارد که چقدر سهم کل تعداد نقایص در نوع اولیه وسیع می باشد مثل شکست های مهره اصلی یا جداسازی لایه لایه ای که این گونه اند و همچنین مقاومت بالا و مفاصل ناقص در سیم پیچ ها جزو سایر نقایص می باشند همچنین ویژگی جمع کننده گاز اگر به طور کامل درست باشد و امکانات محافظت مستمری داشته باشد که خیلی سریع از مبدل قطع شود هنگام انجام مدار کوتاه خیلی خوب می باشد .
]58[ با توجه به اینکه موارد چشم پوشی شده قبلی ذکر شده و آشکار است که قطع کننده های فشار و جمع کننده گاز ارزشمند هستند خصوصا این امر به صورت یک نوع مکمل می باشد که به سایر اشکال حفاظتی در می آید . سپس ، حفاظت فراهم شده تنها برای نقایص داخل مخزن مبدل می باشد ؛ انواع اختلافی یا انواع دیگر مربوط به دستگاه قطع کننده برای حفاظت در موقع عایق بندی خارجی و نقایص و لایه شدگی های ناقص به وجود آمده باید صورت گیرد تا بین یک مبدل و قطع کننده های مدار آن صورت می گیرد . اگر دستگاه های قطع کننده فشار و جمع کننده گاز عملی باشد ، سایر امکانات قطع کننده نباید خیلی القایی باشد پس مشکل جلوگیری از عملکرد نامطلوب جریان درونی مغناطیسی تا حد زیادی تسهیل می شود . در حقیقت چنین پیشنهاد شده که وقتی دستگاه قطع کننده فشار و گاز مورد استفاده قرار می گیرد ، کار کردن برای تلاش مجدد ضروری می باشد که اگر یک دستگاه قطع اختلافی یا نوع دیگر کار کند این وقت نوعی مولد مبدل پر انرژی می شود و در همان حین گاز یا واحدهای فشار هیچ نقصی در داخل نشان نمی دهند .
زمینه سازی دستگاه قطع کننده حفاظتی زمینه ای
]59[ در مورد سامانه های خنثی زمینه ای ، حفاظت باید با جداسازی یک مخزن مولد مبدل از رمین به جز اتصال به زمین از طریق یک CT به انرژی ثانویه اش به صورت یک قطع کننده جریان بیش از حد به جریان در می آید ارائه گردد . چنین چیدمانی حفاظت القایی برای جوش های بیش از حد وارده به مخزن یا هسته را در بر دارد ولی به نقایص برگشتی یا سیستمی منجر به مبدل و سرهای مبدل پاسخ نخواهد داد .
قطع کردن از راه دور
]60[ وقتی که یک خط انتقال به صورت یک مخزن مبدل تنها به پایان برسد ، این فعالیت به طور پیوسته برای هسته قطع کننده با اختلاف پتانسیل بالا به کار می رود و در نتیجه از هزینه قابل توجهی چون فعالیت انجام شده به نام قطع انتقالی یا ترجیحا قطع از راه دور صرف نظر می شود .
]61[ قطع از راه دور قطع کننده مدار در طرف دیگر خط انتقال برای خطاهایی در مبدل قدرت صورت می گیرد می باشد . این قطع کننده های حفاظتی در طرف دیگر خط به اندازه کافی برای تشخیص خطاهای برگشتی داخل مخزن مبدل مناسب نمی باشند . پس ، مخزن مبدل با توجه به مکانات قطع اختلافی قطع کننده اختلاف پتانسیل پایین محرک را قطع کرده و قطع قطع کننده را در طرف دیگر خط در یکی از دو مسیرهای اساسی ممکن می سازد .
]62[ یک راه برای ایجاد قطع کننده های از راه دور عمل کردن و قطع قطع کننده آنها برای ایجاد یک مدار کوتاه روی خط در پایانه های اختلاف پتانسیل بالای مبدل قدرت می باشد . این امر با چیدن و تنظیم قطع کننده اختلافی مبدل برای قطع کلیه قطع و تغییر نوع قطع هوایی بسته فشرده می باشد که یک یا سه فاز از خط را به زمین می چسباند یک کلیه سه فازه استفاده خواهد شد اگر بازبندی خودکار در طرف دیگر خط صورت گیرد . این امر برای محافظت مبدل در مقابل صدمات بیشتر یا جلوگیری از کاربرد مجدد اختلاف پتانسیل برای مبدل می باشد . اگر بازبندی خودکار استفاده نشود و اگر این پایگاه حفاظت شود یک فاز تغییری تنها کافی است .
]63[ یک ضرر اصلی برای روش قطع زمینه ای قطع از راه دور این است که خیلی نسبتا کند است . برای بستن و خاتمه زمان تصفیه باید زمان عملکرد امکانات قطع کننده در طرف دیگر اضافه شود و زمان قطع قطع کننده همان جا باشد ؛ این زمان کلی ممکن است حدود نصف ثانیه یا بیشتر باشد که برای حفاظت مبدل طولانی است . البته اگر یک تغییر سه فازه استفاده شود ، مبدل همین که کلیه بسته شد از انرژی تخلیه می شود . دیگر ضرر این است که جایی که بازبندی خودکار را داشته باشیم ، سامانه برای تغییر یک یا چند کلیه زمینه در معرض یک مدار کوتاه قرار می گیرد . برای تاخیر بازبندی لازم است مطمئن باشیم که کلیه زمینه ابتدا وقتی که تخلیه الکتریکی عایق مبدل اختلاف پتانسیل بالا رخ می دهد بسته شود . این ضررها همیشه خیلی جدی نیستند این امر با این حقیقت ثابت می شود که حدود نصف زمان نصب در این کشور از این روش استفاده می شود .
]64[ روش دیگر برای قطع قطع کننده از راه دور با یک دریچه سوپاپ می باشد یکی از انواع سوپاپ ( سیم جریان حمل یا ماکرویو) باید استفاده شود که به شرایط بستگی دارد . در هر رویدادی ، این امکانات باید عاری از احتمال قطع نامطلوب به خاطر علل خارجی باشند این امر با انتقال علامت قطع صورت می گیرد که سامانه تغییر فرکانس نامیده می شود نه تنها سامانه ای است که بیشترین اعتماد را دارد بلکه سرعت بالایی دارد که حدود سه چرخه برای انرژی دهی سیم پیچ قطع قطع کننده از راه دور پس از قطع کننده اختلافی مبدل بسته شود دارد که این قطع شدگی تماس های قطع کننده آن را می بندد . با استفاده از کانال های تغییر فرکانس دوگانه ، از این امکانات می تواند برای خارج از سرویس نشان دادن آن در مورد آزمایش استفاده کرد .
]65[ یک مزیت ذاتی قطع کننده از راه دور بر یک سوپاپ این است که علامت قطع شود می تواند به عنوان سامانه بازبندی خودکار سد کننده کار کند که با این وجود تاخیر باز بستن چند تا چرخه لازم است تا مطمئن شویم که این بازبندی هنگام تخلیه بار الکتریکی عایق مبدل اختلاف پتانسیل بالا سد می شود .
حفاظت پشتیبانی نقایص خارجی
]66[ یک مخزن مبدل حفاظت شده به صورت اختلافی باید قطع کننده های وارونه داشته باشد و ترجیحا این موارد از CT یا سایر موارد مربوط به قطع کننده اختلافی انرژی گرفته باشند تا قطع کننده طرف نقایص مولد صورت می گیرد که نقایص خارجی همچنان زمان طولانی مقاومت می کنند . یک استثنا این است که مخزن مبدل یک نوع تنظیم مبدل ژنراتور وجود دارد جایی که قطع کننده پشتیبانی نقایص خارجی همه حفاظت پشتیبانی لازم را فراهم می کنند . قطع کننده پشتیبان باید ترجیحا از CT موجود از شکل 14 استفاده کند این کار تنظیم قطع کننده را نه برای عمل کردن روی جریان ورودی مغناطیسی غیر ضروری نمی کند پس اجازه می دهد القای بیشتر و سرعت مطلوب صورت گیرد . وقتی مبدل به بیش از یک منبع جریان مدار کوتاه وصل شود ، قطع کننده های پشتیبان در تمام مدارها لازم هستند و حداقل بعضی از آنها به نوعی هدایت لازم دارند که در شکل 14 نشان داده می شود که برای حفاظت و گزینش خوب کافی می باشد . هر مجموعه از قطع کننده های پشتیبانی باید تنها قطع کننده مربوط خود را قطع کند .
شکل 14 – قطع کننده پشتیبان برای مبدل متصل به یک منبع
شکل 15 – قطع کننده پشتیبان با دو منبع
]67[ وقتی یک مبدل قطع کنندگی جریان بالا را برای حفاظت مدار کوتاه دارد چون هزینه قطع کننده اختلافی تنظیم شود ، قطع کننده جریان بالایی مشابه برای حفاظت کمکی استفاده می شود تشخیص داده می شود که ترکیب دو تابع ممکن است برای زیان یک یا دو تا کار کند ولی این به بهای این است که باید برای به حداقل رساندن سرمایه گذاری کار کنیم .
تنظیم مبدل های تنظیمی
]68[ مبدل های تنظیمی باید نوع فاز درون یا تغییر دهنده فاز باشد . نوع فاز داخلی وسایل افزایش یا کاهش اختلاف پتانسیل مدار را در مکان آن تحت بار الکتریکی بدون تغییر زاویه فاز ارائه می کند . نوع تغییر دهنده فاز ، زاویه فاز را تغییر می دهد و معمولا هم بزرگی اختلاف پتانسیل را به صورت زیر شرایط بار مورد ارائه می دهد .
]69[ یک مبدل تنظیمی ممکن است به تنهایی در یک مدار یا یک ترکیب با مبدل قدرت به کار رود . یا عملکرد مبدل تنظیمی ممکن است به صورت یک مبدل قدرت انجام شود .
حفاظت نوع فاز داخلی
]70[ شکل 16 به طور نموداری تجهیزات قطع کننده را نشان می دهد که توصیه می شود برای حفاظت علیه مدارهای کوتاه داخلی استفاده شود . قطع کننده اختلافی درصدی ، مثل نوع ژنراتورها ، باید برای حفاظت از سیم پیچ های سری به کار رود و اتصالات مربوط به قطع کننده را حفاظت کند . اگر مبدل تنظیمی برای یک مبدل قدرت در همان مدار به اندازه کافی مرتب باشد منطقه حفاظت اختلافی مبدل قدرت برای دربرگیری مبدل تنظیمی باید توسعه داده شود . دامنه درصد قطع کننده اختلافی باید آنقدر بالا باشد که دامنه کاملی از تغییر پتانسیل را سازگار نماید همانطور که قبلا ذکر شد این برای مبدل های تغییر سطحی می باشد .
شکل 16 – درصد حفاظت مبدل تنظیمی فاز داخلی
]71[ سیم پیچ های القایی به امکانات حفاظتی مجزایی نیاز دارند چون این امکانات حفاظت سیم پیچی سری برای سیم پیچ های القایی به اندازه کافی القایی نیست . این به دلیل این است که سرعت جریان بار الکتریکی کامل سیم پیچی های القایی خیلی کمتر از این مورد برای مبدل تنظیمی می باشند که اختلاف پتانسیل مداری را تا حدود 10± % تغییر می دهد ، سرعت جریان کامل بار الکتریکی سیم پیچی القایی برابر با 10% سیم پیچی سری می باشد این موقعیت همان چیزی است که قبلا برای حفاظت از دو مبدل قدرت با اندازه مختلف توصیف شد که با یک دستگاه قطع کننده اختلافی کت=ار می کرد . عملا یک دستگاه قطع کننده تعادل جریان از سیم پیچ های القایی حفاظت می کنند که در شکل 16 نشان داده می شود . در همان حین هیچ نقصی در سیم پیچ های القایی وجود ندارد که درصد القای مبدل 10± درصدی هر که بیش از 10 درصد جریان سیم پیچ سری نمی شود . دستگاه قطع تعادل جریان حدود عمل کردن خواهد بود . وقتی ضریب جریان سیم پیچی القایی برای جریان سیم پیچی سری حدود 25 % بالاتر از حداکثر ضریب طبیعی در شرایط حداکثر تقویت یا بالا رفتن باشد .
شکل 17 – نمودار نشان دادن علت CT متصل به دلتا لازم برای حفاظت مبدل تنظیمی
]72[ یک احتیاط مهم این است که CT موجود در منبع قطع کننده تعادل جریان باید همیشه متصل به دلتا باشد . این برای این است که جریان خنثی سیم پیچی القایی به زمین بسته باشد یا نه مهم نیست . شکل 17 نتایج یک مطالعه را در مورد کاربرد واقعی که یک نقص زمین به فاز خارجی نشان می دهد این است که باعث می شود قطع کننده تعادل جریان فاز B و C به طور نامناسبی عمل می کنند اگر CT ها به صورت وای متصل شوند .
]73[ هرجا ممکن باشد ، توصیه می شود که جمع کننده گاز و مکمل قطع فشار امکانات حفاظتی دیگری را تکمیل کنند . یا اگر مبدل تنظیم و مخزن آن از زمین جدا شوند یک دستگاه قطع محافظتی زمین باید به خاطر حفاظت حساس تر اگر ارائه گردد استفاده شود .
حفاظت نوع تغییر فاز
]74[ هر جا کمتر است ، نوع تغییر فاز مبدل تنظیمی به صورت مشابهی که در شکل نوع فاز داخلی نشان داده شد حفاظت می شود . ولی ، قطع اختلاف درصدی متداول با تغییر حالتo10 تقریبا همان چیزی است که باید مقاومت شود چنین تغییر حالتی می طلبد که قطع کنده های اختلافی حدود 40% دامنه و اداته و قطع کننده ها به دو صورت فاز قبل از بسته شدن کار کنند تا نقایص خارجی را به طور نامطلوبی نبندند .
]75[ وقتی تغییر فاز بیش از حدود o10 درگیر شود ، اشکال خاصی از امکانات قطع کننده ضروری هستند . اصلاحات مشخصی برای قطع کننده متداول اختلافی گاهی اوقات ممکن می باشد . ولی اساس چنین اصلاحاتی برای لحاظ کردن خیلی پیچیده هستند قطع کننده های فشار و جمع کننده گاز اهمیت بیشتری دارند جای که قطع کننده اختلافی کلی کاملا کافی نیست . حفاظت اختلافی درصد غالبا برای سیم پیچی های وای فراهم می شود اگر CT در هر دو طرف هر سیم پیچی ها در دسترس باشد یا حفاظت اختلافی در مقابل نقایص زمینه ای فقط اگر CT در انتهای خنثی وجود نداشته باشد صورت می گیرد . دستگاه قطع کننده بار زیاد می تواند در مقابل نقایص زمینه ای در مورد سیم پیچی های دلتا متصل شده به یک منبع خنثی زمینه می شوند .
حفاظت پشتیبانی خطای خارجی
]76[ دستگاه های قطع کننده پشتیبانی نقص خارجی مبدل قدرت یا مدار مربوط به مبدل تنظیمی حفاظت کمکی ضروری را فراهم می کند .
]77[ تنظیم کننده های اختلاف پتانسیل مرحله ای
اگر یک دستگاه قطع مدار فراهم شود ، قطع کننده فشار باید برای تنظیم کننده هایی که اندازه نسبی معادل آنها حدود 1000 کیلو و یا بیشتر است ارائه می شود .
مبدل های زمینه ای
]78[ دو نوع مبدل زمینه ای که به طور کلی استفاده می شوند اینهایند 1- مبدل دلتای وای و 2 – مبدل زیگ زاگ . خنثی نمودن این نوع ها ممکن است مستقیما یا از طریق مقاومت ظاهر محدود کننده جریان زمینه شود . فرض می شود که نه بار نه یک منبع تولید به سیم پیچی دلتا در مبدل وای دلتا وصل نشده و مبدل زیگ زاگ هیچ سیم پیچی دیگری متصل به بار ویا جریان تولیدی ندارد . چنین اتصالاتی باید وجود داشته باشند . به عنوان یک مبدل قدرت عادی عمل خواهد کرد .
]79[ شکل 18 روش بهتری برای حفاظت هر یک از انواع مولد را نشان می دهد . با توجه به نقایص زمینه خارجی تنها جریان های توالی فاز صفر از درون جریان های اولیه CT متصل به دلتا وجود خواهد داشت ، پس این جریان تنها در قطع کننده جریان بالای کمکی نقایص خارجی جاری خواهد شد . سه قطع کننده دیگر حفاظت لازم را برای مدارهای کوتاه در طرف مولد مبدل زمینه CT فراهم می کند . این قطع کننده ها ممکن است حساس باشند و کاملا سریع چون به جز جریان مغناطیسی و جریان های کوچک که از داخل قطع کننده ها به خاطر اشتباهات CT عبور می کند ، جریان فقط وقتی مدارهای کوتاه به قطع شدن نیاز داشته باشد جاری خواهد شد . گزینش دستگاه های قطع جریان بالا باید از 25% تا 50% سرعت جریان پیوسته مبدل باشد و سرعت جریان اصلی CT باید حدود سرعت جریان پیوسته به مبدل قدرت باشند .
]80[ یک آزمایش جالب و حقیقت جالب در مورد ارتباط با هر نوع از مولدهای زمینه این است که تحت شرایطی خاص داشتن انواع نقص در جانب مولد بدون محدودیت جریان مدار کوتاه توسط مقاومت ظاهری مغناطیسی غیر ممکن است . مثلا ، انواع خاصی از نقص ممکن است بدون تاثیر محدود کننده مقاومت ظاهری مغناطیسی صورت گیرد اگر تنها مولد زمینه ای دیگری برای تامین مسیر چرخشی توالی فاز صفر برای جریان های موجود در مولد ناقص وجود داشته باشد این مولد زمینه ای دیگر ممکن است نوعی سیم پیچی دلتای متصل به منبع تولید جریان داشته باشد . یا اینکه نقص ممکن است بین نقاط خاصی از سیم پیچی رخ دهد و حضور مولد زمینه ای دیگر ممکن است ضروری باشد یا نباشد . نمونه هایی از حقایق قبلی در شکل 19 الف ، ب و ج با توجه به یک مولد زیگ زاگ نشان داده شده اند . به خاطر داشته باشید که تنها اگر جریان ناقصی در همان هسته به همان شکل که چرخش های آمپر لغو می شوند به جریان در آیند ، این جریان توسط بعضی از مقاومت های مغناطیسی محدود خواهد شد . با این وجود اگر سیم پیچ کافی کوتاه شود ، اختلاف پتانسیل قابل ملاحظه زیادی روی بخش باقی مانده خواهد بود جریان مغناطیسی زیادی را به جریان در می آورد که به خاطر اشباع می باشد . شکل 19 ج نمونه ای از یک مدار کوتاه است که جریان توسط مقاومت ظاهری یک سیم پیچ محدود می شود . شکل 19 ب یک نوع از مدار کوتاه را نشان می دهد که بدون نیاز به حضور سایر مولدهای زمینه ای خواهد بود . اینجا نقص فرض می شود که بین نقاط وسطی دو سیم پیچ مربوط خواهد بود و بزرگی و جهتی نسبی جریان ها نشان داده می شوند . شکل 19 ج نوعی از نقایص لازم برای حضور یک مولد زمینه ای را یا بدون یک منبع تولید متصل به دلتا شده نشان می دهد . تمرینی خراب برای خواننده این است که جریان برگشتی از مولد زمینه دیگر را دنبال کند و همچنین انواع دیگر مدار کوتاه را به کار برد و ببیند آیا هیچ راهی وجود دارد که رد آن جریان بتواند برای لغو چرخش های آمپر روی هر هسته مربوط به کار رود یا نه . شکل 19 الف و ب و ج تنها مثال هایی از سه شرایط مختلف نیستند .
شکل 19 – مثال هایی از نقایص موجود در مبدل های زیگ زاگ . مبدل با ولتاژ بالا
]81[ چون نقایص رخ می دهند که دیگر بین جریان های بالا نمی شوند قطع کننده جمع کننده گاز اگر کاربردی باشد شرایط مکمل ارزشمندی ارائه نخواهد کرد .
مبدل های جوش گرمایی الکتریکی
]82[ مبدل های قدرت جوش گرمایی الکتریکی تحت حفاظت دستگاه های قطع کننده اختلافی درصدی به خاطر اعتراضات و مفاهیم خاص می باشند که توسط تغییر دریچه پیوسته در زمینه مبدل قدرت وجود دارد . هر لحظه یک دریچه مبدل جوش گرمایی تغییر داده شود . ضریب CT اختلاف پتانسیل کم یا دریچه روی دستگاه قطع کننده باید تغییر داده شود .
]83[ همچنین اتصال سیم پیچی های اصلی مبدل گرمایی معمولا از دلتا به وای و برعکس فراهم می شوند که تغییر اتصالات CT می طلبد .
]84[ حفاظت در مقابل مدار کوتاه داخل مبدل قدرت باید توسط فاز زمانی برعکس مهیا شود ( و زمینه اگر لازم باشد ) قطع کننده های بار زیاد در حال کار از جریان روی مبدل اختلاف پتانسیل بالا مبدل قدرت را در بر خواهد داشت . این قطع کننده فاز گشتاری سیم پیچ کنترل را داشته باشد و باید برای انتخاب جریان ها نه تنها در حضور مبدل یا سرعت کامل جریان وجود داشته باشد یا آنها باید زمان تاخیر لازم را برای جلوگیری عملکرد مبدل جریان ورودی مغناطیسی داشته باشد . قطع کننده های جریان زیاد با سرعت بالا در مبدل اختلاف پتانسیل بالا در طرف مولد اختلاف پتانسیل پایین مبدل در حالی که کمی با جریان انتخابی تنظیم شده اند به صورت بار کامل می باشند که زیر آن جریان قطع کننده های فاز اختلاف پتانسیل بالا وجود خواهد داشت و برای کنترل عملکرد دستگاه قطع کننده فاز اختلاف پتانسیل بالا از طریق سیم پیچ های گشتاری کنترلی به کار میرود که قطع کننده اختلاف پتانسیل بالا را اجازه می دهد هنگام کار اختلاف بالا کار نکند ، به این ترتیب قطع کننده های اختلاف بالا ممکن است به قطع حساس باشند و سریع باشند که فراهم کردن حفاظت خوب برای مبدل برای فراهم کردن مبدل های قطع جریان بالا ممکن باشد که در آن لحظه اجتناب از عملکرد نامطلوب را برای نقایص خارجی خواهد داشت که معمول ترین آنها مدارهای کوتاه در گرما هستند .
]85[ با توجه به مدارهای کوتاه مورد حفاظ اولیه بین قطع کننده کمکی و مبدل قدرت حفاظت کمکی در مقابل نقایص موجود در مبدل یا فراتر از آن در فاز زمانی برعکس ( و زمینه در صورت لزوم ) در مورد قطع کننده جریان بالا باید فراهم شود . این قطع کننده ها باید جریان خود را از مولد منبع قطع کننده کمکی بگیرند این سامانه قطع کننده کمکی قطع کننده ای ناحیه می شود که برای قطع جریان های مدار کوتاه در مبدل یا مولد اختلاف بالا انجام می شود و برای مبدل های متعددی مناسب است .
]86[ هر دو گروه های قبلی قطع کننده ها باید قطع کننده کمکی را قطع کنند .
مبدل های تغییر دهنده قدرت
]87[ قطع کننده های جریان بالا در زمان معکوس برای حفاظت مدار کوتاه داخلی توصیه می شوند ، عناصر زمانی برعکس تنظیم زمان تاخیری همراه ، با تاخیر کافی برای انتخاب با تجهیزات حفاظتی A-C برای مدارهای کوتاه d-c یا بار اضافه آنی دارند . این عناصر آنی باید آنقدر قابل تنظیم باشند که به ندرت برای نقایص اختلاف پایین یا ورود جریان مغناطیسی شامل اجازه جریان پیش از عمل نکنند .
]88[ یک قطع کننده دمایی که در نزدیک با یک شاخص دمای مقاومتی کار می کند باید صدای یک زنگ را تامین کند یا قطع کننده مبدل را آنچنان که لازم است فراهم کند .
شکل 20 – مسئله 1
مسائل
]89[ 1- با توجه به مبدل های قدرت سه گانه فاز جداگانه که سیم پیچی هایی در شکل 20 را دارند به اتصالات مبدل های قدرت را کامل کنید تا اتصال مخزن مبدل را برای قطع کننده های اختلافی درصدی زیگ زاگ در ظرف مولد دیگر اختلاف بالا و یک اتصال با اختلاف بالا داشته باشد که از اتصالات نشان داده شده استفاده می کند نمودارهای اختلاف بالا نمایش داده می شود . CT را به قطع کننده های اختلافی درصدی وصل کنید تا حفاظت را در مقابل مخزن مبدل و برای نقایص داخلی داشته باشید ولی قطع نامطلوب برای نقایص خارجی رخ ندهند یک نقص داخلی را وصل کنید ولی یک ضریب چرخشی 1/1 بین هر جفت از سیم پیچی های زمینه مبدل قدرت را در نظر بگیرید و فرض کنید ضریب مطلوب برای CT موجود است اتصال زمینه ثانویه CT را به آن بیفزایید .
]90[ 2- با توجه به مبدل قدرت وای دلتا که در شکل 21 نمایش داده می شود یک نقص فاز سه گانه رخ می دهد و جریان های ناقص از داخل مولد با بزرگی نشان داده می شود آیا قطع اختلافی برای قطع کردن مناسب است ؟
]91[ 3- مسئله 2 را به جز حالت اشتباه و نقص فارسه بین قطع کننده اختلاف بالا و مبدل تکرار کنید . فرض کنید که سامانه حدود 4000 آمپر فارسه را به نقص در بر دارد تا جریان ذخیره شده توسط قدرت همان یک در مسئله 2 می باشد .