مقاله ترجمه شده طرح حفاظت مبنی بر جریان خرابی و الگوریتم مکان‌یابی برای خرابی زمین استاتور در یک ژنراتور بزرگ

توضیحات

عنوان فارسی: طرح حفاظت مبنی بر جریان خرابی و الگوریتم مکان‌یابی برای خرابی زمین استاتور در یک ژنراتور بزرگ

عنوان انگلیسی:

The Fault-Current-Based Protection Scheme and Location Algorithm for Stator Ground Fault of a Large Generator

چکیده

در این مقاله یک طرح حفاظت زمین استاتور بر اساس جریان خرابی جاری در کانال از کار افتاده، ارائه می‌شود. تنها اگر جریان خرابی فراتر از حد تحمل جریان خرابی ژنراتور شود، این حفاظت اعمال می‌شود. در غیر اینصورت، تنها سیگنال هشدار پخش می‌شود. در نتیجه، می‌توان از کار افتادن غیر ضروری ژنراتور بزرگ جلوگیری کرد. با این‌کار، پایداری سیستم قدرت و امنیت ژنراتور قابل حصول است. برای دستیابی به طرح، روش‌های محاسبه جریان خرابی بصورت بلادرنگ برای سه روش رایج زمین شدن نقطه‌ی نوترال ژنراتور براساس مدارات معادل توالی صفر، پیشنهاد شده‌اند. به‌علاوه، یک الگوریتم مکان‌یابی خرابی زمین ارائه شده است که می‌تواند بطور خودکار کویل خراب شده در ژنراتور بزرگ با سیم‌پیچی استاتور چند مداری را شناسایی کند. این عمل، حجم کار را تعمیر بشدت پایین می‌آورد. همچنین، یک طرح پیاده‌سازی شده بر اساس دستگاه حفاظت تزریق زیر هارمونیک ارائه شده است. نتایج شبیه‌سازی، اعتبار طرح حفاظتی و دقت الگوریتم مکان‌یابی خرابی را نشان می‌دهند.

کلمات کلیدی: جریان خرابی، ژنراتور بزرگ، موقعیت مکانی، حفاظت، سیم‌پیچ استاتور

1- مقدمه

خرابی زمین، یکی از رایج‌ترین خرابی‌ها در ژنراتور است. با افزایش ظرفیت یک ژنراتور واحد، جریان خرابی زمین بشدت بزرگ می‌شود که سیم‌پیچ استاتور و هسته آهنی را بشدت به مخاطره می‌اندازد. وقتی یک ژنراتور بزرگ آسیب ببیند، تعمیر آن بخاطر تعداد زیاد کویل‌ها و ساختار پیچیده، سخت می‌شود. در نتیجه، برای طرح حفاظت زمین استاتور خراب، لازم است که اگر جریان خرابی فراتر از حد تحمل شد، به‌سرعت ژنراتور خراب شده را از کار بیاندازد. با این حال، از کار افتادن ژنراتور بزرگ منجر به از دست رفتن ناگهانی تعادل توان سیستم قدرت می‌گردد و پایداری آن را به مخاطره می‌اندازد. بنابراین، باید از کار افتادن ژنراتور بزرگ وقتی‌که جریان خرابی کمتر از سطح تحمل است، اجتناب شود.

در حال حاضر، سه طرح حفاظتی که بطور گسترده در عمل استفاده می‌شود، وجود دارد: حفاظت ولتاژ توالی صفر [1](ZSV)، حفاظت ولتاژ هارمونیک سوم [2](THV) و حفاظت تزریق زیر هارمونیک[3] (SHI). در طرح حفاظت ZSV، ZSV ها اندازه‌گیری می‌گردند تا در مورد قطع ژنراتور تصمیم‌گیری شود. طرح حفاظت THV، مرتبط با طرح حفاظت ZSV است. هر دو طرح مکمل یکدیگر هستند و بخش‌های مختلف از سیم‌پیچ را با همپوشانی محافظت می‌کنند. طرح حفاظت THV توسط THV ها در نوترال ژنراتور و در پایانه، اعمال می‌شود. طرح حفاظت SHI، بر اساس تشخیص مقاومت سیم‌پیچ نسبت به زمین که شرایط عایق سیم‌پیچ استاتور را منعکس می‌کند، تصمیم‌گیری می‌نماید. در این سه طرح حفاظتی، از آنجا که تصمیم‌گیری بطور مستقیم براساس جریانات خرابی انجام نمی‌گیرد، ممکن است ژنراتور بطور غیر ضروری از کار بیافتد. برای مثال، جریان خرابی در طیِ خرابی زمین نزدیک به نوترال ژنراتور، علی‌رغم مقاومت خرابی کوچک، باتوجه به اینکه ولتاژ پایین است بزرگ نخواهد بود. ممکن است ژنراتور بتواند با این جریان خرابی کوچک به کارش ادامه دهد اما بخاطر مقاومت خرابی کوچک در طرح حفاظت SHI، از کار خواهد افتاد.

در این بررسی، یک طرح حفاظت مبنی بر جریان خرابی [4](FCP) و پیاده‌سازی آن پیشنهاد شده است. چالش اصلی آن است که جریان خرابی در محل خرابی نمی‌تواند بطور مستقیم اندازه‌گیری شود. در این مقاله یک روش محاسبه‌ی جریان خرابی زمین بصورت بلادرنگ بر اساس مدارات معادل توالی صفر ژنراتور، پیش‌ برده می‌شود. این روش بصورت جزئی برای سه روش رایج زمین شدن نوترال توسعه یافته است. طرح حفاظتی با طرح‌های حفاظتی موجود، با تحلیل‌‌ شبیه‌سازی‌ها مقایسه شده است. نتایج نشان می‌دهد که در طرح پیشنهادی، تصمیم‌گیری‌ها می‌توانند بطور منطقی‌تری انجام گیرند.

پس‌از اینکه خرابی زمین در سیم‌پیچ استاتور ژنراتور اتفاق افتاد، تعمیرکار از یک مولتی‌متر برای اندازه‌گیری مقاومت زمین هر بخش از سیم‌پیچ استاتور استفاده می‌کند و سپس منطقه جستجو را کوچکتر می‌کند تا زمانی‌که کویل خراب شده شناسایی گردد. مکان‌یابی خودکار خرابی می‌تواند حجم کار تعمیر را به‌ویژه برای ژنراتورهای بزرگ که در آن سیم‌پیچ‌های استاتور کویل‌های زیادی دارند، بطور قابل توجهی پایین بیاورد.

در این مقاله یک الگوریتم مکان‌یابی خرابی زمین استاتور برای سیم‌پیچ استاتور چند مداری که اغلب در ژنراتورهای بزرگ استفاده می‌شوند، ارائه شده است. این الگوریتم بطور خودکار در دستگاه حفاظتی پس از اینکه تابع حفاظت اجرا شد، انجام می‌گیرد. برای بررسی دقت این الگوریتم، شبیه‌سازی‌هایی برای خرابی‌های زمین در مکان‌های مختلف از طریق مقاومت‌های خرابی مختلف تحت روش‌های مختلف زمین شدن نوتورال ژنراتور، اجرا شده است.

توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه لطفا اقدام به خرید فرمایید.
• پس از خرید بلافاصله لینک دانلود فایل برای شما ایمیل خواهد شد.