رله حفاظتی SILG

 

رله حفاظتی SILG راه حلی جامع برای حفاظت ژنراتور و فیدر است. این رله مولتی فانکشن می تواند با بهره گیری از اندازه گیری های ولتاژی، جریانی و فرکانسی حفاظتی کامل را برای ژنراتور یا فیدر ایجاد کند. کاربردهای اصلی این رله حفاظتی برای حفاظت از ژنراتورهای تولید پراکنده، و پست‌های برق تا 132kV می باشد.

رله حفاظتی SILG دارای ویژگی های منحصر به فردی است که رله حفاظتی SILG را به تجهیزی هوشمند برای مدیریت ژنراتور و فیدر تبدیل می کند.

 

توابع:

 

توصیف	کد ANSI	توصیف	کد ANSI
out of step	78	اضافه جریان آنی	50/50N
بار سرد	CLP	اضافه جریان معکوس	51/51N
بلاک هارمونیک دوم	SHB	اضافه جریان جهت دار	67/67N
حفاظت عدم عملکرد بریکر	50BF	عدم تعادل	46/46BC
اتوریکلوزر	79	اضافه بار	49
پایش بریکر	52	افت جریان	37
لاک اوت خروجی	86	اضافه ولتاژ	59/59/NG
حرارتی با سنسور	49T	توالی فاز	47
پایش مدار CT ها	74CT	افت ولتاژ	27
پایش مدار تریپ	74TCS	اضافه توان	32
پایش مدار ولتاژی	60	فرکانس کم و زیاد	81
سنکرون چک	25	فرکانس روکوف	81R

 

توضیح توابع:

 

50/51: حفاظت اضافه جریان آنی و تأخیری

حفاظت ANSI50 که معادل حفاظت IEC I>> بوده و حفاظت اضافه جریان آنی تلقی می شود. این تابع می تواند خطا را به صورت لحظه ای در سریع ترین زمان ممکن تشخیص داده و تریپ را صادر کند.

رله های حفاظت اضافه جریان می توانند از فیدر در برابر اتصال کوتاه و خطاهای زمین محافظت کنند. رله های اضافه جریان با اندازه گیری جریان ثانویه عبوری از ترانس های جریان عمل می کنند. رله های اضافه جریان دستور دادن به شنت تریپ دژنکتورها مدار را قطع می کنند. بنابراین از یان رله ها برای حفاظت از تجهیزاتی در ولتاژهای بالا استفاده می شود. شرکت های توزیع برق تعداد زیادی از رله های حفاظت جریان را برای محافظت از تجهیزات سیستم توزیع نصب کرده و بهره برداری می کنند.

جریان پیکاپ و زمان تاخیر می تواند تنظیم شود تا رله های حفاظتی با فیوزها هماهنگ شوند و به نوعی بین تمامی تجهیزات حفاظتی سیستم هماهنگی حفاظتی برقرار می شود.

یک رله حفاظت اضافه جریان تنها مقدار جریان را به عنوان معیار تشخیص خطا اندازه گیری می کند. در واقع این مقدار جریان عبوری از خط است که تعیین می کند رله باید عمل کرده و تریپ دهد یا خیر.

حفاظت ANSI51 که معادل IEC I> بوده و تابع اضافه جریان تاخیری روی منحنی اطلاق می شود. رله SILA برای این تابع دارای منحنی های مختلفی می باشد که عبارتند از:

IEC Inverse curve, IEC very inverse curve, IEC extremely inverse curve, IEC long time inverse, IEEE Inverse curve, IEEE very inverse curve, IEEE extremely inverse curve, Defined Time

50/51N/G: حفاظت خطای زمین آنی و تأخیری

67/67N: اضافه جریان جهت دار فاز و زمین

این حفاظت برای حفاظت از فیدر های مواز یا ترانسفورماتورهای موازی ضروری می باشد تا از تغذیه برعکس جریان به سمت منبع جلوگیری نماید.

37: حفاظت سه فاز در برابر کاهش جریان

حفاظت افت جریان که مناسب ترین حفاظت برای کاربردهایی همچون پمپ های الکتریکی است.

46: حفاظت نامتعادلی فاز (با منطق پیشرفته جریان توالی منفی)

حفاظت عدم تعادل جریان در نظر گرفته شده با استفاده از الگوریتم پیشرفته جریان توالی منفی طراحی شده است. رله حفاظتی SILG با استفاده از تحلیل ریاضیاتی مولفه های متقارن می تواند عدم تعادل جریان را به صورت دقیق برای بار مورد استفاده تشخیص دهد.

46BC: تشخیص قطعی فاز

حفاظت قطعی فاز در نظر گرفته شده برای رله SILA با الگوریتم میانگین جریان عمل میکند تا قطعی فاز را در سریع ترین زمان ممکن تشخیص دهد و رله فرمان قطع را صادر کند.

59/59NG: حفاظت اضافه ولتاژ فاز و زمین

47: حفاظت توالی فاز

27: حفاظت افت ولتاژ

32: حفاظت اضافه توان جهت دار

این تابع یک حفاظت ضروری برای ژنراتورها می باشد. با استفاده از این حفاظت می توان مطمئن شد که ژنراتور هیچگاه توان اضافی از شبکه دریافت نکند و به موتور تبدیل نشود. از سوی دیگر از ژنراتور در برابر تولید توان بالاتر از ظرفیتش حفاظت می کند.

81: حفاظت افزایش یا کاهش فرکانس

 این تابع می تواند در صورت افزایش یا کاهش فرکانس از مقدار مجاز تریپ را صادر نماید.

81R: حفاظت نرخ تغییر فرکانس و جزیره ای سازی (روکوف)

78: حفاظت خارج شدن ژنراتور از سنکرون (منطقی متفاوت برای تشخیص جزیره ای سازی)

49: حفاظت حرارتی مناسب برای ترانسفورماتور و موتور

رله SILA علاوه بر حفاظت های جریانی، دارای دو حفاظت حرارتی نیز می باشد. حفاظت ANSI49 به عنوان یکی از این دو حفاظت، با مدلسازی دقیق ترانسفورماتور یا موتور الکتریکی می تواند حرارت تجهیز را به صورت دقیق محاسبه کند و بدون نیاز به هیچگونه سنسوری همچون PTC یا رله بوخهلتس، از تجهیز در برابر اضافه حرارت محافظت کند. این تابع کاملا قابل تنظیم بوده و کاربر می تواند سطح تریپ را بر اساس ظرفیت حرارتی تجهیز مورد حفاظت انتخاب کند.

49T: حفاظت حرارتی با قابلیت هماهنگی سنسور یا رله بوخهلتس

تابع ANSI49T قابلیت هماهنگی با سنسورهای دمایی همچون رله بوخهلتس را برای رله SILA به ارمغان می آورد. با استفاده از این تابع می توان رله بوخهلتس را به SILA متصل نمود تا تریپ حرارتی توسط بوخهلتس به صورت واحد از رله SILA صادر شود.

50BF: حفاظت عدم قطع دژنکتور

یکی از رایج ترین دلایل عدم عملکرد مناسب سیستم حفاظتی و آسیب رسیدن به تجهیز مورد حفاظت خرابی دژنکتور می باشد. دژنکتور ها به صورت دائم در حال عبور جریان یا قطع جریان های بزرگ خطا بوده و به همین دلیل معمولا نیازمند تعمیر و نگهداری بالایی می باشند. از سوی دیگر به دلیل وجود بخش های مکانیکی آسیب پذیر در کنار خرابی بالای کویل شنت، در بسیاری از موارد هنگام رخداد خطا با وجود تشخیص خطا توسط رله و صدور فرمان تریپ، دژنکتور وظیفه قطع را انجام نمی دهد. رله SILA با استفاده از تابع 50BF این عدم عملکرد بریکر را می تواند به سرعت تشخیص دهد و با ارائه سیگنالی به رله بالادست یا مرکز کنترل، در سریع ترین زمان فرمان تریپ را به رله بالادست انتقال دهد تا جلوی آسیب بیشتر به ترانسفورماتور یا بارهای مورد حفاظت گرفته شود.

52: مانیتورینگ وضعیت دژنکتور

همانطور که بیان شد دژنکتور بسیار بیشتر از سایر تجهیزات سیستم حفاظتی در معرض آسیب و خرابی هستند، در نتیجه سرویس دوره ای آنها بسته به میزان کارکردشان یک ضرورت است. رله SILA دارای تابع پیشرفته پایش دژنکتور می باشد که با استفاده از این تابع می تواند تعداد دفعات قطع و وصل، میزان آمپراژ و انرژی قطع شده توسط دژنکتور را اندازه گیری کند و با بالا رفتن این مقادیر آلارم سرویس دوره ای را صادر کند.

74TCS: نظارت بر مدار تریپ بریکر

از دیگر دلایل رایج عدم عملکرد سیستم های حفاظتی، قطع شدن مدار تریپ از رله تا دژنکتور است. تابع 74TCS به صورت دائم مدار تریپ را بررسی می کند و به محض رخداد قطعی در مدار تریپ آن را تشخیص داده و خروجی های آلارم را فعال می کند.

74CT: نظارت بر عملکرد CT

60: نظارت بر عملکرد PT

این حفاظت به عنوان تابع تشخیص خرابی فیوز (fuse failure) نیز شناخته می شود
79: اتوریکلوزر

یکی از نقاط تمایز بزرگ رله SILA دارا بودن تابع ریکلوزر می باشد. اتوریکلوزر تابعی بسیار پیشرفته و پیچیده برای وصل مجدد دژنکتور پس از رخداد خطا می باشد. این ویژگی منحصر به فرد، رله SILA را تبدیل به یک سیستم کامل مدیریت سیستم حفاظتی می کند و می تواند جایگزین بسیاری از تجهیزات ریکلوزر مورد استفاده در بخش توزیع و فوق توزیع باشد. ریکلوزر رله SILA دارای 5 شات با زمان های قابل تنظیم می باشد.

86: حفاظت جلوگیری از وصل مجدد کلید (لاک اوت یا لچ)
CLP: حفاظت عکس العمل رله به جریان زیاد راه اندازی

این حفاظت مناسب برای راه اندازی موتورهای بزرگ است تا جلوی تریپ بیهوده در برابر جریان راه اندامزی را بگیرد.

Trip Block: حفاظت از قطع کلید در جریان های بالا

SHB: تشخیص جریان هجومی

یکی از الزامات شرکت های توزیع در ایران عدم عملکرد و تریپ رله در برابر جریان هجومی ترانسفورماتورهاست. تابع SHB با الگوریتم تشخیص هارمونیک دوم می تواند با دقت بسیار بالا جریان هجومی ترانس را تشخیص داده و مانع از عملکرد و قطع دژنکتور شود. این تابع به شکلی طراحی شده است که در صورت رخداد خطا هنگام راه اندازی ترانس، بتواند خطا را از جریان هجومی به طور کامل تشخیص دهد.

25: تابع سنکرون چک

قبل از اتصال هر ژنراتوری به شبکه باید اطمینان حاصل شود که این دو منبع برق ( ژنراتور و شبکه) با یکدیگر سنکرون هستند. معیار تشخیص سنکرون بودن این است که مقادیر سه پارامتر اندازه ولتاژ، زاویه ولتاژ و فرکانس به یکدیگر نزدیک باشند. تابع 25 به صورت هوشمند این مقادیر را بررسی کرده و در صورت تشخیص سنکرون بودن، اجازه وصل کلید را صادر می نماید.

 

ویژگی های رله حفاظتی SILG:

• قابلیت تغذیه سلف پاور از PT ها
• قابلیت اندازه گیری تا 1kV توسط ترمینال های ولتاژی. این قابلیت باعث می شود این رله برای تمامی کاربردهای LOW Voltage هیچ نیازی به PT نداشته باشد
• حفاظت در برابر جزیره ای شدن: قطع شبکه یا جزیره ای سازی زمانی رخ می دهد که شبکه ای که ژنراتور مورد حفاظت به آن متصل است قطع شود. اگر این شرایط توسط رله تشخیص داده نشود و ژنراتور از شبکه خاموش جدا نشود، خطرات ایمنی زیادی متوجه ماموران خط خواهد بود. از طرف دیگر، برقراری مجدد برق شبکه می تواند خطر بالقوه ای برای ژنراتور متصل به آن باشد، چون بدون بررسی شرایط سنکرون بودن، امکان دارد برخی پارامترها با یکدیگر سنکرون نباشند. رله حفاظتی SILG می تواند با تابع حفاظتی پیشرفته روکوف 81R به راحتی جزیره ای شدن را تشخیص داده و اقدام به قطع ژنراتور از شبکه نماید.
• قابلیت اتصال و تنظیمات به صورت WiFi
• قابلیت تشخیص قوس الکتریکی (Arc Flash Detection) با پشتیبانی از ورودی و خروجی های بسیار سریع
• تابع اتوریکلوزر با قابلیت 4 وصل مجدد با زمان های قابل تنظیم
• پشتیبانی از سه بستر مخابراتی مختلف:
  • اتصال سریال RS485: مدباس RTU، 0 و IEC 60870-5-103
  • اتصال اترنت RJ45: مودباس TCP/IP، 0 TCP/IP و IEC 61850
  • فیبر نوری: HSR- IEC 61850
• قابلیت ارائه 37 اندازه گیری مختلف شامل:
• جریان های هر فاز
• جریان زمین محاسباتی و اندازه گیری شده
• جریان ماکزیمم
• جریان توالی مثبت
• جریان توالی منفی
• جریان هارمونیک دوم در هر فاز
• ولتاژهای فازی
• ولتاژهای خطی
• ولتاژ زمین محاسباتی و اندازه گیری شده
• ولتاژ ماکزیمم
• ولتاژ طرف فیدر (برای مدل های دارای سنکرون چک)
• ولتاژ توالی مثبت
• ولتاژ توالی منفی
• زاویه جریان فاز و زمین
• زاویه ولتاژ فاز و زمین
• زاویه ولتاژ طرف فیدر (برای مدل های دارای سنکرون چک)
• توان اکتیو تک فاز و سه فاز
• توان راکتیو تک فاز و سه فاز
• توان ظاهری تک فاز و سه فاز
• تجسم حرارتی ماشین الکتریکی
• فرکانس خط
• فرکانس فیدر
• نرخ تغییر فرکانس (روکوف)
• قابلیت ثبت 100 گزارش خطا با تعداد سیکل های قابل تنظیم
• قابلیت ثبت 2048 رخداد
• قابلیت سنکرونیزاسیون زمانی-جغرافیایی با استفاده از IRIG-B و SNTP

 

سایر ویژگی های رله حفاظتی SILG :

• تغذیه کمکی مولتی رنج 24-220 Vdc/ 48-230 Vac
• اتصال MicroUSB رایج
• 16 خروجی قابل پیکر بندی
• 11 ورودی قابل پیکربندی
• 100 گزارش خطا همراه با اسیلوگرافی
• ثبت پروفایل بار با 2048 رخداد
• ساعت زمان حقیقی داخلی

 

 

---

توضیحات درباره حفاظت اتصال کوتاه و اضافه بار فیدر

اتصال کوتاه یک حادثه جدی است که روی اجزای سیستم قدرت تأثیر می گذارد. بنابراین بسیار حائز اهمیت است که رله های حفاظت خطاهای اتصال کوتاه را شناسایی کرده و تجهیزات سوئیچینگ مرتبط را تحت کنترل قرار دهد. در این مقاله به بحث حفاظت از فیدرهای MV در برابر اتصال کوتاه  می پردازیم. ما معمولاً از اصطلاح فیدر برای مدارات قدرت در سیستم های توزیع انرژی الکتریکی شعاعی استفاده می کنیم و عنوان خط را برای مدارات قدرت در یک شبکه قدرت مش به کار می بریم.

 

رله حفاظت اضافه جریان

رله حفاظت اضافه جریان (اتصال کوتاه) و رله حفاظت اضافه بار دو نوع رله کاملا متمایز هستند که از رله اضافه جریان برای حفاظت در برابر جریان های بالا و از رله اضافه بار برای حفاظت در برابر حرارت و اضافه دما بهره برده می شود. با همین منطق، یک رله حفاظت اضافه جریان برای شناسایی اتصال کوتاه روی فیدر طراحی شده است در حالی که از رله اضافه بار برای محافظت از فیدر در برابر گرمای بیش از حد استفاده می شود.

در محل رخداد خطا، اغلب یک قوس الکتریکی با قدرت بالا به وجود می آید که ممکن است آسیب های شدیدی ایجاد کند. کلیه اجزای سیستم برق که جریان های اتصال کوتاه از آن ها عبورد کند، در معرض استرس شدید مکانیکی ناشی از نیروهای الکترودینامیکی قرار می گیرند، که ممکن است به تجهیز آسیب برساند یا باعث اتصال کوتاه دیگری شود. کلیه تجهیزاتی که جریان خطا را از آن ها عبور می کند، در معرض استرس شدید حرارتی ناشی از تلفات ژول قرار می گیرند که ممکن است مقاومت مکانیکی هادی ها را از بین ببرد یا عایق را از بین ببرد. اتصال کوتاه روی فیدر در یک سیستم توزیع شعاعی باعث ایجاد اختلال در برق رسانی به مشتری خواهد شد که هم برای مشتری و هم برای تامین کننده برق (شرکت توزیع) هزینه هایی در بر خواهد داشت. آخر اینکه ، اتصال کوتاه بر روی فیدر باعث افت ولتاژ در سرتاسر سیستم می شود و ممکن است باعث قطع شدن تجهیزاتی شود که در برابر افت ولتاژ آسیب پذیر هستند.

شکل زیر یک سیستم حفاظت از فیدر با خطای سه فاز با استفاده از یک رله جریان زیاد در هر فاز را نشان می دهد. رله جریان عبوری از مدار ثانویه ترانس جریان را اندازه گیری می کند و در صورتی که مقدار عبوری از مقادیر مجاز تنظیم شده در رله بیشتر باشد، دستور تریپ صادر می شود.

 

رله های اضافه جریان نباید در اضافه بارهای جزئی در حالت پیک بار تریپ دهند. از آن مهم تر، این رله ها همچنین در زمان وصل مجدد مدار به صخصو در حضور بارهای القایی که جریان های پیک بسیار بالایی دارند نباید تریپ دهند. این ملاحظه باعث می شود در استفاده از رله های اضافه جریان برای تشخیص خطاهای زمین محدودیت هایی داشته باشیم، حتی اگر سیستم به طور موثری زمین شده باشد و جریان های خطای زمین بسیار بزرگ باشند. رله های اضافه جریان به سختی می توانند خطاهای تکفاز به مزین را در سیستم هایی که با مقاومت زمین شده اند، تشخیص دهد و در نتیجه به تنهایی کاری از دستشان برای حفاظت خطای زمین فیدرها بر نمی آید.

 

رله های حفاظت اضافه جریان جهت دار

رله های حفاظت اضافه جریان باید جریان های خطایی که در جهت مستقیم در حال عبور هستند را قطع کنند و در برابر جریان های بزرگی که در جهت معکوس هستند نباید واکنشی داشته باشند. برای دستیابی به این هدف باید از رله های جهت دار به جای رله های اضافه جریان عادی که غیرجهت دار هستند، بهره برد. رله های اضافه جریان جهت دار دو ورودی از شبکه دریافت می کنند:‌ یکی جریان فازها که از طریق ترانسفورمرهای جریان دریافت می گردد و دیگری پلاریزه خط. این پارامتر پلاریزه عموما یک مقدار ولتاژی است اما می تواند جریان نیز باشد. یک رله اضافه جریان جهت دار دارای یک تپ تریپ و زاویه قطع است.

شکل زیر مشخصه عملکردی یک رله حفاظت اضافه جریان جهت دار را نشان می دهد. در این نوع رله ها علاوه بر تنظیم تپ عبور جریان، زاویه مجاز عبور جریان نیز تنظیم می گردد.

 

 

حفاظت حرارتی اضافه بار

رله حفاظت اضافه بار برای حفاظت از تجهیز در برابر افزایش حرارت به کار گرفته می شود. منطق عملکرد رله بدین شکل است که جریان را در طی زمان در نظر می گیرد و اگر جریان از مقادیر نامی تجهیز بالاتر بود، اقدام به محاسبه دمای تجهیز با استفاده از فرمولاسیون پایه  می کند که حاصل ضرب جریان به نمای 2 در زمان عبور این جریان از تجهیز می باشد. البته این رابطه، بنیان فرمولاسیون کلی محاسبه دما است که می تواند در حد زیر پیچیده باشد:

 

 

پس از محاسبه مقدار فوق، اگر دمای از مقدار تنظیمی در ظرفیت حرارتی تجهیز بالاتر رود، رله حفاظتی اقدام به تریپ می کند. مهم ترین مزیت این حفاظت این است که دارای تاخیر بالایی برای جریان های اضافه بار کوچک می باشد و به سیستم اجازه می دهد به طور موقت اضافه بارهای کوچک را بدون قطعی و تریپ مدیریت کند. این حفاظت می تواند برای کابل های زیر زمین که از لحاظ حرارتی دارای تنش های بیشتری هستند بسیار مفید باشد.

شرکت لیان الکتریک ویرا در سال ۱۳۹۶ با هدف ارائه خدمات مهندسی و بازرگانی در عرصه صنعت برق کشور تاسیس گردید. این شرکت به واسطه رویکرد متفاوت خود در تأمین تجهیزات طی سال گذشته پروژه های خرید و تأمین کالا متعددی را با موفقیت در صنایع مختلف به انجام رسانیده و در پروژه های واگذار شده کاهش قابل توجه هزینه ها و قیمت تمام شده و رضایتمندی مشتریان را به ارمغان آورده است.فعالیت عمده این شرکت در حوزه تولید انواع رله ، رله های حفاظتی ، رله حفاظتی زیمنس و سایر محصولات می باشد.