Engineer Power
عضو جدید
در اين پست بر اي شما انواع خطاهاي مربوط به موتورهاي آسنكرون به همراه معرفي فانكشن هاي حفاظتي آنها با كد مربوطه را درنظر گرفتم كه اميدوارم مفيد واقع شود.منتظر نظرات ارزشمند شما هستم.
خطا و شرايط كار غير عادي موتور:
افزايش جريان بار موتور در طي بهره برداري و به صورت لحظه اي در حالات ذيل مشاهده ميشود:
-راه اندازي ناموفق موتور بطوريكه مدت زمان راه اندازي ويا درجه حرارت موتور تا بيش از مقدار مجاز افزايش يابد.هنگامي كه راه اندازي موتور در فاصله زماني پيش يني شده صورت نگرفته و دور موتور در فاصله زماني مشخص شده به مقدار اسمي آن نرسيد جريان راه اندازي به ميزان قابل ملاحظه اي از فاصله زماني مورد نظر ادامه يابد.يا در حالتي ديگر عدم راه اندازي و گردش رتورهمزمان با وصل كليد و اعمال ولتاژ كه به عنوان قفل شدن رتور يا Locked-rotor ناميده ميشود.
-توقف موتور در طي بهره برداري به عنوان stalling :هر گونه توقف ناگهاني رتور در حالي كه موتور به شبكه متصل مي باشد با افزايش لحظه اي جريان بار موتور تا مقدار جريان عيب همراه بوده ،تا هنگام توقف رتور همچنان ادامه مي يابد.بلافاصله پس از به كار افتادن موتور و گردش مجدد رتور،جريان كاهش يافته مقدار جريان اسمي را دارا مي شود .توقف موتور به علل مختلف از جمله عيوب مكانيكي در ياطاقانها ،تغييرات بار مكانيكي ،قرار گرفتن اجرام و ناخالصيها در حد فاصل سطح خارجي رتور و سطح داخلي استاتور،افزايش ناگهاني جربان تغذيه موتور را موجب ميشود.توقف موتور به شرح فوق به عنوان Stalling با اصطلاحا"گريپاچ موتور ناميده ميشود حال در صورتي كه زمان Stalling با توقف موتور از حد مشخص تجاوز نمايد جريان تغذيه موتور حدود جريان خطا را دارا شده به سرعت درجه حرارت را فزوني بخشيده و با عث سوختن سيم پيچ ها ميشود.
- افت ولتاژ و يا قطع لحظه اي ولتاژ در طي كار عادي موتور باعث كاهش دور و توقف موتور ميشود و در صورت افزايش ولتاژ قبل از توقف موتور دور موتور تحت جريان راه اندازي افزايش يافته و با توليد حرارت قابل ملاحظه اي در موتور و سيم پيچ ها همراه ميباشد ،در صورت طولاني بودن افت ولتاژ احتمال توقف موتور و عدم امكان راه اندازي آن همراه با افزايش مجدد ولتاژ موجود ميباشد.
-اضافه بار تدريجي موتور در حالي كه موتور در حالت كار باشد Running overload .
-تك فاز و يا دو فاز شدن موتور:اين حالت به علت سوختن فيوز در يك يا دو فاز روي ميدهد.در صورتي كه موتور دوفاز گردد جريان در دوفاز افزايش يافته و از جريان اسمي قابل قبول سيم پيچ ها تجاوز ميكند .
-عدم تعادل ولتاژهاي تغذيه:عدم تعادل ولتاژهاي تغذيه با عدم تعادل در جريانهاي سه فازه همراه بوده ،برقراري مولفه معكوس را در موتورها موجب شده،درجه حرارت رتور و سيم پيچها را فزوني ميبخشدVoltage unabalance .
*كلاس ايزو لاسيون موتورها در دو كلاس B و F تعريف ميشود كه معمولا" در كلاس عايقي F=150 درجه سانتي گراد تعريف ميشوند.
تركيب موتورهاي فشار ضعيف LV :
1- موتورهاي كوچكتر از 18.5 KW (P<18.5 KW) :معمولا" اين موتورها داراي يك كليد حافظ موتور از نوع حفاظت ترمو- مگنتيك به همراه يك كنتاكتور از نوع موتوري AC3 هستند.
2- موتورهاي (P>=18.5 KW) :معمولا" اين موتورها داراي يك كليد حافظ موتور از نوع حفاظت ترمو- مگنتيك به همراه يك كنتاكتور از نوع موتوري AC3 و ترانس جريان از نوع كوربولانسCBCT و رله ارت فالت هستند.
3- موتورهاي ( 18.5= :معمولا" اين موتورها داراي يك كليد حافظ موتور از نوع حفاظت ترمو- مگنتيك به همراه يك كنتاكتور از نوع موتوري AC3 و ترانس جريان از نوع كوربولانسCBCT و رله ارت فالت هستند.
4- موتورهاي (P>55KW): معمولا" اين موتورها داراي يك كليد كامپكت(ازكليد هاي حافظ موتور تا 55kw بيشتر نميتوان استفاده كرد) از نوع حفاظت فقط مگنتيكOnly magnetic ، يك كنتاكتور از نوع موتوري AC3 ، ترانس جريان از نوع كوربولانسCBCT ، رله ارت فالت و بيمتال الكترونيكي خارجي هستند. در اين گونه موتورها هم ميتوان كليد را از نوع تر مو – مگنتيك انتخاب كرد فقط بايد بيمتال داخلي كليد را روي مقدار ماكزيمم تنظيم كرد تا بيمتال خارجي فيدر زودتر عمل كند.كليد ورودي ميتواند از نوع كليد كامپكت با رله الكترونيكي انتخاب نمود كه اين رله ها داراي حفاظت هاي (LSIG)هستند و ديگر نياز به رله ارت فالت و بيمتال خارجي نيست .
انواع خطا هاي موتورهاي آسنكرون و فانكشن هاي حفاظتي آنها:
بطور كلي موتورها متاثر از سه تيپ كلي خطا هستند،خطا ها و عيوب مربوط به بارها،خطا ها و عيوب مربوط به منبع تغذيه و خطاها و عيوب داخلي موتور.
1-خطا هاي مربوط به بار وفانكشن هاي حفاظتي آنها عبارت است از:
الف-Overloads:براي جلوگيري از اضافه بار معمولا" سه مدل حفاظت تعريف ميشود كه به ترتيب با فانكشن هاي حفاظتي زير مشخص ميشوند:
- (IDMT Over current(50/51)
- (Thermal overloads(49RMS):اندازه گيري غير مستقيم دما از طريق CT است و داراي دو مدل With memory و Without memory ميباشد.
-49T :اندازه گيري مستقيم دما از طريق سنسورهاي حرارتي داخل موتور (استاتور) اندازه گيري ميشود ،اين سنسورها به RTD موسوم ميباشند .
ب- (Excessive starting time(48) :اين فانكشن به عنوان نظارت بر زمان راه اندازي است ،زمان راه اندازي بيشتر از يك زماني طول بكشد سيم پيچ و رتور مي سوزد .در موتورها دو زمان داريم يكي زمان استارتينگ و ديگري زمان استالينگ(قفل شدن و آستانه سوختن موتور است).زمان استالينگ داراي دو مد hot و cold است كه تعداد استارت ها در مد گرم بايد دو و در مد سرد بايد سه بار باشد ،مدت زمان استارتينگ موتور 6 ثانيه است. به محض استارت موتور ansi48 بايد فعال شود و شروع به شمارش كند و مدت زمان آن بايد برابرt=t(starting)+2-3(sec.) باشد.
پ- (Locked rotor(51LR) :همان حفاظت 48 است منتهي حفاظت 48 دفقط در زمان راه اندازي است اما 51LRحفاظت موتور در زمان كار كرد است.
ت- (Successive start(66) : اين فانكشن تعداد قطع و وصل مجاز در مد سرد و گرم است كه تعداد استارت هاي مجاز متوالي يا پشت سر هم است .
ث- (Loss of load(37) :اين فانكشن به عنوان يك فانكشن آپشنال است و جزو فانكشن هاي بيسيك نيست ،در واقع بدون بار شدن موتور يا كاهش جريان موتور under current را نشان ميدهد.
ج-Speed variation(12,14) :12 به عنوان over speed و 14 به عنوان under speed است كه كاهش سرعت ميتواند بر اثر اضافه بار مكانيكي و يا قفل شدن رتور باشد و افزايش سرعت ميتواند در اثر بي باري موتور باشد.
2-خطا هاي مربوط به منبع تغذيه وفانكشن هاي حفاظتي آنها عبارت است از:
الف- (Loss of supply(32P)
ب- (Voltage sag(27D )
پ- (Negative sequence/Unbalance(46 ) :مولفه منفي يا به عبارتي نامتعادلي جرياني است(I1+I2+I3).زماني كه سيستم متقارن باشد چيزي به اسم مولفه منفي نداريم درواقع مولفه منفي منشاءآن نا متقارني است و با عث گرم شدن موتور ميشود در واقع مولفه منفي عكس مولفه مثبت است،درواقع مولفه منفي هر چه دامنه آن بيشتر شود حالت ترمزي موتور بيشتر ميشود و باعث افزايش فركانس و در نتيجه تلفات فوكو ميشود كه اين تلفات در پوسته موتور خود را نشان ميدهند و باعث داغ شدن پوسته موتور ميشود و داغ شدن پوسته باعث سوختن سيم پيچ ها ميشود كه بدترين حالت آن قطع شدن يكي از فازها است.مثلا" در موتورهاي مجهز به فيوز در صورت سوختن فيوزها در يك يا دو فاز و يا قطع يك يا دو فاز موتور به صورت يكفاز يا دو فاز تغذيه شده موتور در حالت نامتعادلي واقع ميشود هرچند كه رله اضافه بار شرايط فوق را مشخص ميسازد اما در موتورهاي با اهميت بيشتر رله مخصوص عدم تعادل با استفاده از جريانهاي سه فازه به صورت مجزاء در نظر گرفته ميشود كه توسط سه عدد ترانس جريان هركدام بر روي يك فاز به رله اتصال داده ميشود.
ت- (Phase rotation direction(47) : جايي كه موتور است بايد باشد و واجب است،فانكشن ولتاژي است و به عنوان مولفه منفي ولتاژي فاز است .و مولفه منفي ولتاژ در تغذيه رله به كار ميرود و هرگونه عدم تعادل ولتاژهاي سه فازه مولفه معكوس ولتاژ را ظاهر ساخته و رله عمل ميكند .رله از طريق ترانسفورماتور ولتاژ با اتصال ستاره يا مثلث باز در ثانويه تغذيه ميشود .اين فانكشن بالادست را ميبيند واگر توالي فازها(L1,L2,L3) در بالادست موتور به هم بخورد فرمان تريپ صادر ميكند و اگر در سيم بندي موتور جاي فازها را اشتباه ببنديم اين رله نميبيند معمولا"اين رله را به عنوان رله كنترل فاز در وروديها ميبينيم.
ث- (Remanent undervoltage(27R) :براي آماده شدن مجدد موتور بايد چك شود كه موتور داراي ولتاژ پسماند به مقدار مجاز باشد .
3-خطا هاي مربوط به داخل موتور وفانكشن هاي حفاظتي آنها عبارت است از:
الف- (Short circuit(phase to phase) :براي جلوگيري ازاتصال كوتاه فاز به فاز داخلي موتور معمولا" سه تيپ حفاظت مطرح است:
-Fuse
- (Definite time over current(50/51)
- (Differential protection(87M)
ب-Stator frame fault :براي استاتور سه تيپ حفاظت مطرح است:
- (Earth fault(51N/51G) :در جايي كه ارت بصورت مستقيم يا توسط يك امپدانس است.
-Neutral voltage displacement(59) :در سيستم هايي كه ارت آنها بصورت ايزوله است و ظرفيت الكتريكي پاييني دارند.
- (Directional earth fault(67N) :در سيستم هايي كه ظرفيت الكتريكي بالاي دارند و اگر فيدر موتوري ما خازني باشد.
پ-Rotor frame fault
ت- (Overheating of bearing(38)
خطا و شرايط كار غير عادي موتور:
افزايش جريان بار موتور در طي بهره برداري و به صورت لحظه اي در حالات ذيل مشاهده ميشود:
-راه اندازي ناموفق موتور بطوريكه مدت زمان راه اندازي ويا درجه حرارت موتور تا بيش از مقدار مجاز افزايش يابد.هنگامي كه راه اندازي موتور در فاصله زماني پيش يني شده صورت نگرفته و دور موتور در فاصله زماني مشخص شده به مقدار اسمي آن نرسيد جريان راه اندازي به ميزان قابل ملاحظه اي از فاصله زماني مورد نظر ادامه يابد.يا در حالتي ديگر عدم راه اندازي و گردش رتورهمزمان با وصل كليد و اعمال ولتاژ كه به عنوان قفل شدن رتور يا Locked-rotor ناميده ميشود.
-توقف موتور در طي بهره برداري به عنوان stalling :هر گونه توقف ناگهاني رتور در حالي كه موتور به شبكه متصل مي باشد با افزايش لحظه اي جريان بار موتور تا مقدار جريان عيب همراه بوده ،تا هنگام توقف رتور همچنان ادامه مي يابد.بلافاصله پس از به كار افتادن موتور و گردش مجدد رتور،جريان كاهش يافته مقدار جريان اسمي را دارا مي شود .توقف موتور به علل مختلف از جمله عيوب مكانيكي در ياطاقانها ،تغييرات بار مكانيكي ،قرار گرفتن اجرام و ناخالصيها در حد فاصل سطح خارجي رتور و سطح داخلي استاتور،افزايش ناگهاني جربان تغذيه موتور را موجب ميشود.توقف موتور به شرح فوق به عنوان Stalling با اصطلاحا"گريپاچ موتور ناميده ميشود حال در صورتي كه زمان Stalling با توقف موتور از حد مشخص تجاوز نمايد جريان تغذيه موتور حدود جريان خطا را دارا شده به سرعت درجه حرارت را فزوني بخشيده و با عث سوختن سيم پيچ ها ميشود.
- افت ولتاژ و يا قطع لحظه اي ولتاژ در طي كار عادي موتور باعث كاهش دور و توقف موتور ميشود و در صورت افزايش ولتاژ قبل از توقف موتور دور موتور تحت جريان راه اندازي افزايش يافته و با توليد حرارت قابل ملاحظه اي در موتور و سيم پيچ ها همراه ميباشد ،در صورت طولاني بودن افت ولتاژ احتمال توقف موتور و عدم امكان راه اندازي آن همراه با افزايش مجدد ولتاژ موجود ميباشد.
-اضافه بار تدريجي موتور در حالي كه موتور در حالت كار باشد Running overload .
-تك فاز و يا دو فاز شدن موتور:اين حالت به علت سوختن فيوز در يك يا دو فاز روي ميدهد.در صورتي كه موتور دوفاز گردد جريان در دوفاز افزايش يافته و از جريان اسمي قابل قبول سيم پيچ ها تجاوز ميكند .
-عدم تعادل ولتاژهاي تغذيه:عدم تعادل ولتاژهاي تغذيه با عدم تعادل در جريانهاي سه فازه همراه بوده ،برقراري مولفه معكوس را در موتورها موجب شده،درجه حرارت رتور و سيم پيچها را فزوني ميبخشدVoltage unabalance .
*كلاس ايزو لاسيون موتورها در دو كلاس B و F تعريف ميشود كه معمولا" در كلاس عايقي F=150 درجه سانتي گراد تعريف ميشوند.
تركيب موتورهاي فشار ضعيف LV :
1- موتورهاي كوچكتر از 18.5 KW (P<18.5 KW) :معمولا" اين موتورها داراي يك كليد حافظ موتور از نوع حفاظت ترمو- مگنتيك به همراه يك كنتاكتور از نوع موتوري AC3 هستند.
2- موتورهاي (P>=18.5 KW) :معمولا" اين موتورها داراي يك كليد حافظ موتور از نوع حفاظت ترمو- مگنتيك به همراه يك كنتاكتور از نوع موتوري AC3 و ترانس جريان از نوع كوربولانسCBCT و رله ارت فالت هستند.
3- موتورهاي ( 18.5= :معمولا" اين موتورها داراي يك كليد حافظ موتور از نوع حفاظت ترمو- مگنتيك به همراه يك كنتاكتور از نوع موتوري AC3 و ترانس جريان از نوع كوربولانسCBCT و رله ارت فالت هستند.
4- موتورهاي (P>55KW): معمولا" اين موتورها داراي يك كليد كامپكت(ازكليد هاي حافظ موتور تا 55kw بيشتر نميتوان استفاده كرد) از نوع حفاظت فقط مگنتيكOnly magnetic ، يك كنتاكتور از نوع موتوري AC3 ، ترانس جريان از نوع كوربولانسCBCT ، رله ارت فالت و بيمتال الكترونيكي خارجي هستند. در اين گونه موتورها هم ميتوان كليد را از نوع تر مو – مگنتيك انتخاب كرد فقط بايد بيمتال داخلي كليد را روي مقدار ماكزيمم تنظيم كرد تا بيمتال خارجي فيدر زودتر عمل كند.كليد ورودي ميتواند از نوع كليد كامپكت با رله الكترونيكي انتخاب نمود كه اين رله ها داراي حفاظت هاي (LSIG)هستند و ديگر نياز به رله ارت فالت و بيمتال خارجي نيست .
انواع خطا هاي موتورهاي آسنكرون و فانكشن هاي حفاظتي آنها:
بطور كلي موتورها متاثر از سه تيپ كلي خطا هستند،خطا ها و عيوب مربوط به بارها،خطا ها و عيوب مربوط به منبع تغذيه و خطاها و عيوب داخلي موتور.
1-خطا هاي مربوط به بار وفانكشن هاي حفاظتي آنها عبارت است از:
الف-Overloads:براي جلوگيري از اضافه بار معمولا" سه مدل حفاظت تعريف ميشود كه به ترتيب با فانكشن هاي حفاظتي زير مشخص ميشوند:
- (IDMT Over current(50/51)
- (Thermal overloads(49RMS):اندازه گيري غير مستقيم دما از طريق CT است و داراي دو مدل With memory و Without memory ميباشد.
-49T :اندازه گيري مستقيم دما از طريق سنسورهاي حرارتي داخل موتور (استاتور) اندازه گيري ميشود ،اين سنسورها به RTD موسوم ميباشند .
ب- (Excessive starting time(48) :اين فانكشن به عنوان نظارت بر زمان راه اندازي است ،زمان راه اندازي بيشتر از يك زماني طول بكشد سيم پيچ و رتور مي سوزد .در موتورها دو زمان داريم يكي زمان استارتينگ و ديگري زمان استالينگ(قفل شدن و آستانه سوختن موتور است).زمان استالينگ داراي دو مد hot و cold است كه تعداد استارت ها در مد گرم بايد دو و در مد سرد بايد سه بار باشد ،مدت زمان استارتينگ موتور 6 ثانيه است. به محض استارت موتور ansi48 بايد فعال شود و شروع به شمارش كند و مدت زمان آن بايد برابرt=t(starting)+2-3(sec.) باشد.
پ- (Locked rotor(51LR) :همان حفاظت 48 است منتهي حفاظت 48 دفقط در زمان راه اندازي است اما 51LRحفاظت موتور در زمان كار كرد است.
ت- (Successive start(66) : اين فانكشن تعداد قطع و وصل مجاز در مد سرد و گرم است كه تعداد استارت هاي مجاز متوالي يا پشت سر هم است .
ث- (Loss of load(37) :اين فانكشن به عنوان يك فانكشن آپشنال است و جزو فانكشن هاي بيسيك نيست ،در واقع بدون بار شدن موتور يا كاهش جريان موتور under current را نشان ميدهد.
ج-Speed variation(12,14) :12 به عنوان over speed و 14 به عنوان under speed است كه كاهش سرعت ميتواند بر اثر اضافه بار مكانيكي و يا قفل شدن رتور باشد و افزايش سرعت ميتواند در اثر بي باري موتور باشد.
2-خطا هاي مربوط به منبع تغذيه وفانكشن هاي حفاظتي آنها عبارت است از:
الف- (Loss of supply(32P)
ب- (Voltage sag(27D )
پ- (Negative sequence/Unbalance(46 ) :مولفه منفي يا به عبارتي نامتعادلي جرياني است(I1+I2+I3).زماني كه سيستم متقارن باشد چيزي به اسم مولفه منفي نداريم درواقع مولفه منفي منشاءآن نا متقارني است و با عث گرم شدن موتور ميشود در واقع مولفه منفي عكس مولفه مثبت است،درواقع مولفه منفي هر چه دامنه آن بيشتر شود حالت ترمزي موتور بيشتر ميشود و باعث افزايش فركانس و در نتيجه تلفات فوكو ميشود كه اين تلفات در پوسته موتور خود را نشان ميدهند و باعث داغ شدن پوسته موتور ميشود و داغ شدن پوسته باعث سوختن سيم پيچ ها ميشود كه بدترين حالت آن قطع شدن يكي از فازها است.مثلا" در موتورهاي مجهز به فيوز در صورت سوختن فيوزها در يك يا دو فاز و يا قطع يك يا دو فاز موتور به صورت يكفاز يا دو فاز تغذيه شده موتور در حالت نامتعادلي واقع ميشود هرچند كه رله اضافه بار شرايط فوق را مشخص ميسازد اما در موتورهاي با اهميت بيشتر رله مخصوص عدم تعادل با استفاده از جريانهاي سه فازه به صورت مجزاء در نظر گرفته ميشود كه توسط سه عدد ترانس جريان هركدام بر روي يك فاز به رله اتصال داده ميشود.
ت- (Phase rotation direction(47) : جايي كه موتور است بايد باشد و واجب است،فانكشن ولتاژي است و به عنوان مولفه منفي ولتاژي فاز است .و مولفه منفي ولتاژ در تغذيه رله به كار ميرود و هرگونه عدم تعادل ولتاژهاي سه فازه مولفه معكوس ولتاژ را ظاهر ساخته و رله عمل ميكند .رله از طريق ترانسفورماتور ولتاژ با اتصال ستاره يا مثلث باز در ثانويه تغذيه ميشود .اين فانكشن بالادست را ميبيند واگر توالي فازها(L1,L2,L3) در بالادست موتور به هم بخورد فرمان تريپ صادر ميكند و اگر در سيم بندي موتور جاي فازها را اشتباه ببنديم اين رله نميبيند معمولا"اين رله را به عنوان رله كنترل فاز در وروديها ميبينيم.
ث- (Remanent undervoltage(27R) :براي آماده شدن مجدد موتور بايد چك شود كه موتور داراي ولتاژ پسماند به مقدار مجاز باشد .
3-خطا هاي مربوط به داخل موتور وفانكشن هاي حفاظتي آنها عبارت است از:
الف- (Short circuit(phase to phase) :براي جلوگيري ازاتصال كوتاه فاز به فاز داخلي موتور معمولا" سه تيپ حفاظت مطرح است:
-Fuse
- (Definite time over current(50/51)
- (Differential protection(87M)
ب-Stator frame fault :براي استاتور سه تيپ حفاظت مطرح است:
- (Earth fault(51N/51G) :در جايي كه ارت بصورت مستقيم يا توسط يك امپدانس است.
-Neutral voltage displacement(59) :در سيستم هايي كه ارت آنها بصورت ايزوله است و ظرفيت الكتريكي پاييني دارند.
- (Directional earth fault(67N) :در سيستم هايي كه ظرفيت الكتريكي بالاي دارند و اگر فيدر موتوري ما خازني باشد.
پ-Rotor frame fault
ت- (Overheating of bearing(38)
