رله حفاظت و مدیریت ژنراتور MiCOM P34x؛ حفاظت یکپارچه برای ژنراتورهای کوچک تا بزرگ
Schneider Electric MiCOM P34x خانوادهای از رلههای دیجیتال حفاظت ژنراتور در سری MiCOM 40 است. این خانواده برای یکپارچهسازی حفاظت، کنترل، پایش و اندازهگیری ژنراتور طراحی شده و مدلهای P342، P343، P344 و P345 را شامل میشود. Schneider Electric این خانواده را برای حفاظت ژنراتورهای کوچک، متوسط و بزرگ معرفی میکند.
معماری P34x به مهندس حفاظت اجازه میدهد سطح عملکرد رله را متناسب با اهمیت ژنراتور و Scheme حفاظتی انتخاب کند. مدلهای این خانواده از نظر تعداد ورودیهای CT و VT، تعداد I/O، ابعاد کیس و برخی توابع حفاظتی پیشرفته با یکدیگر تفاوت دارند. در نتیجه، انتخاب مدل باید بر اساس نقشه حفاظت ژنراتور انجام شود و نباید مشخصات یک مدل به کل سری تعمیم داده شود.
حفاظتهای اصلی ژنراتور
تمام مدلهای P342 تا P345 مجموعه گستردهای از حفاظتهای پایه و تخصصی ژنراتور را پوشش میدهند. از مهمترین توابع مشترک میتوان به Under-impedance 21، Overfluxing 24، Check Synchronising 25، Directional Power 32L/O/R، Loss of Field 40، Negative Sequence، Phase/Ground Overcurrent، Breaker Failure، Voltage Dependent Overcurrent، Under/Over Voltage، Restricted Earth Fault، Directional Earth Fault و Under/Over Frequency اشاره کرد.
از سوی دیگر، برخی حفاظتهای پیشرفته فقط در مدلهای بالاتر وجود دارند. برای مثال، Generator Differential 87G/87GT در P343، P344 و P345 قرار دارد. همین سه مدل از حفاظت 100% Stator Earth Fault مبتنی بر هارمونیک سوم 27TN/59TN، تشخیص Unintentional Energisation 50/27، حفاظت Interturn / Split Phase 50DT و Pole Slipping 78 نیز پشتیبانی میکنند. مدل P345 علاوه بر این قابلیتها، حفاظت 100% Stator Earth Fault با روش Low Frequency و کد ANSI 64S را ارائه میکند.
معماری سختافزاری متناسب با سطح حفاظت
سختافزار این خانواده از P342 تا P345 توسعه پیدا میکند. P342 دارای 5 ورودی CT و 4 ورودی VT است. در مقابل، P345 به 9 ورودی CT و 6 ورودی VT مجهز میشود. مدلهای P343 و P344 نیز بین این دو سطح قرار میگیرند. بنابراین تعداد ورودیهای اندازهگیری را میتوان با پیچیدگی Scheme حفاظتی و تعداد نقاط اندازهگیری هماهنگ کرد.
هر چهار مدل تا 10 ورودی RTD و حداکثر 4 ورودی و 4 خروجی آنالوگ را پشتیبانی میکنند. همچنین تعداد ورودیهای Opto و کنتاکتهای خروجی در مدلهای بالاتر به حداکثر 32 عدد میرسد. این ساختار برای پیادهسازی فرمانهای حفاظتی، Alarm، Interlock و سیگنالهای مانیتورینگ انعطاف مناسبی ایجاد میکند.
ارتباط با سیستم کنترل و اتوماسیون پست
پلتفرم MiCOM Px40 از ارتباطات صنعتی و پست برق پشتیبانی میکند. بسته به نسخه سختافزاری و Configuration سفارش، ارتباط از طریق EIA(RS)485، Ethernet RJ45 یا Fibre و پروتکلهایی مانند Modbus، IEC 60870-5-103، DNP3.0 و IEC 61850 قابل پیادهسازی است. IEC 61850 نیز برای خانواده P34x در مستندات رسمی Schneider Electric پوشش داده شده است.
نرمافزار Easergy Studio محیط مشترک تنظیم، پیکربندی، Commissioning و تحلیل اطلاعات رلههای MiCOM را فراهم میکند. همچنین Programmable Scheme Logic امکان تطبیق منطق حفاظت و کنترل با فلسفه حفاظتی پروژه را فراهم میسازد.
کاربردهای صنعتی محصول
حفاظت ژنراتورهای کوچک و متوسط
P34x برای ژنراتورهای کوچک و متوسطی مناسب است که به مجموعهای یکپارچه از حفاظتهای الکتریکی، پایش وضعیت و اندازهگیری نیاز دارند. توابع اضافهجریان، خطای زمین، عدم تعادل، اضافهشار، Loss of Field، توان جهتدار، ولتاژ و فرکانس در همه مدلهای اصلی خانواده پوشش داده میشوند.
حفاظت پیشرفته ژنراتورهای بزرگ
در ژنراتورهایی که حفاظت دیفرانسیل بخشی از فلسفه حفاظتی پروژه است، مدلهای P343، P344 و P345 گزینههای مرتبط این خانواده هستند. این مدلها تابع 87G/87GT Generator Differential را در کنار حفاظتهای مکمل ژنراتور ارائه میکنند.
تشخیص خطای زمین استاتور
برای Schemeهایی که حفاظت گستردهتر خطای زمین استاتور نیاز دارند، P343 تا P345 قابلیت 27TN/59TN را ارائه میکنند. همچنین P345 به تابع 64S Low-Frequency 100% Stator Earth Fault مجهز است. بنابراین انتخاب روش حفاظت 100 درصد استاتور باید در مرحله طراحی Scheme و انتخاب مدل بررسی شود.
سنکرونکردن ژنراتور با شبکه
تابع ANSI 25 Check Synchronising در هر چهار مدل P342 تا P345 وجود دارد. در نتیجه P34x میتواند وضعیت مناسب برای اتصال ژنراتور به شبکه را در Scheme کنترلی و حفاظتی مربوطه بررسی کند.
حفاظت در برابر شرایط غیرعادی بهرهبرداری
خانواده P34x مجموعهای از توابع مرتبط با شرایط غیرعادی ژنراتور را نیز پوشش میدهد. Loss of Field، Negative Sequence، Thermal Overload، Turbine Abnormal Frequency، Under/Over Frequency و Under/Over Voltage از جمله این موارد هستند. در نتیجه رله فقط خطاهای اتصال کوتاه را بررسی نمیکند و شرایط بهرهبرداری غیرمجاز ماشین را نیز در Scheme حفاظت پوشش میدهد.
نیروگاهها و واحدهای تولید برق صنعتی
Schneider Electric خانواده MiCOM P34x را برای ژنراتورهای کوچک، متوسط و بزرگ معرفی میکند. بنابراین این سری در سیستمهای تولید برق Utility و واحدهای تولید برق صنعتی قابل بررسی است. انتخاب نهایی P342، P343، P344 یا P345 باید با تعداد CT/VT، حفاظتهای موردنیاز، I/O و معماری ارتباطی پروژه تطبیق داده شود.