انواع خطاهای موتورهای آسنکرون به همراه فانکشن های حفاظتی آنها

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز: افزایش جریان بار موتور در طی بهره برداری و به صورت لحظه‌ای در حالات ذیل مشاهده میشود:

-راه اندازی ناموفق موتور بطوریکه مدت زمان راه اندازی ویا درجه حرارت موتور تا بیش از مقدار مجاز افزایش یابد. هنگامی که راه اندازی موتور در فاصله زمانی پیش ینی شده صورت نگرفته و دور موتور در فاصله زمانی مشخص شده به مقدار اسمی آن نرسید جریان راه اندازی به میزان قابل ملاحظه‌ای از فاصله زمانی مورد نظر ادامه یابد. یا در حالتی دیگر عدم راه اندازی و گردش رتورهمزمان با وصل کلید و اعمال ولتاژ که به عنوان قفل شدن رتور یا Locked-rotor نامیده میشود.

-توقف موتور در طی بهره برداری به عنوان stalling:هر گونه توقف ناگهانی رتور در حالی که موتور به شبکه متصل می‌باشد با افزایش لحظه‌ای جریان بار موتور تا مقدار جریان عیب همراه بوده، تا هنگام توقف رتور همچنان ادامه می‌یابد. بلافاصله پس از به کار افتادن موتور و گردش مجدد رتور، جریان کاهش یافته مقدار جریان اسمی را دارا می‌شود. توقف موتور به علل مختلف از جمله عیوب مکانیکی در یاطاقان‌ها، تغییرات بار مکانیکی، قرار گرفتن اجرام و ناخالصی‌ها در حد فاصل سطح خارجی رتور و سطح داخلی استاتور، افزایش ناگهانی جربان تغذیه موتور را موجب میشود. توقف موتور به شرح فوق به عنوان Stalling با اصطلاحا"گریپاچ موتور نامیده میشود حال در صورتی که زمان Stalling با توقف موتور از حد مشخص تجاوز نماید جریان تغذیه موتور حدود جریان خطا را دارا شده به سرعت درجه حرارت را فزونی بخشیده و با عث سوختن سیم پیچ‌ها میشود.

- افت ولتاژ و یا قطع لحظه‌ای ولتاژ در طی کار عادی موتور باعث کاهش دور و توقف موتور میشود و در صورت افزایش ولتاژ قبل از توقف موتور دور موتور تحت جریان راه اندازی افزایش یافته و با تولید حرارت قابل ملاحظه‌ای در موتور و سیم پیچ‌ها همراه میباشد، در صورت طولانی بودن افت ولتاژ احتمال توقف موتور و عدم امکان راه اندازی آن همراه با افزایش مجدد ولتاژ موجود میباشد.

-اضافه بار تدریجی موتور در حالی که موتور در حالت کار باشد Running overload.

-تک فاز و یا دو فاز شدن موتور:این حالت به علت سوختن فیوز در یک یا دو فاز روی میدهد. در صورتی که موتور دوفاز گردد جریان در دوفاز افزایش یافته و از جریان اسمی قابل قبول سیم پیچ‌ها تجاوز میکند.

-عدم تعادل ولتا‍‍ژهای تغذیه:عدم تعادل ولتاژ‌های تغذیه با عدم تعادل در جریان‌های سه فازه همراه بوده، برقراری مولفه معکوس را در موتور‌ها موجب شده، درجه حرارت رتور و سیم پیچ‌ها را فزونی میبخشد Voltage unabalance.

*کلاس ایزو لاسیون موتور‌ها در دو کلاس B و F تعریف میشود که معمولا" در کلاس عایقی F=۱۵۰ درجه سانتی گراد تعریف میشوند.

ترکیب موتور‌های فشار ضعیف LV:

۱- موتور‌های کوچکتر از ۱۸.۵ KW (P کوچکتر ۱۸.۵ KW):معمولا" این موتور‌ها دارای یک کلید حافظ موتور از نوع حفاظت ترمو- مگنتیک به همراه یک کنتاکتور از نوع موتوری AC۳ هستند.

۲- موتور‌های (P بزگتر مساوی ۱۸.۵ KW):معمولا" این موتور‌ها دارای یک کلید حافظ موتور از نوع حفاظت ترمو- مگنتیک به همراه یک کنتاکتور از نوع موتوری AC۳ و ترانس جریان از نوع کوربولانس CBCT و رله ارت فالت هستند.

۳- موتور‌های (۱۸.۵=:معمولا" این موتور‌ها دارای یک کلید حافظ موتور از نوع حفاظت ترمو- مگنتیک به همراه یک کنتاکتور از نوع موتوری AC۳ و ترانس جریان از نوع کوربولانس CBCT و رله ارت فالت هستند.

۴- موتور‌های (P بزرگتر از ۵۵KW): معمولا" این موتور‌ها دارای یک کلید کامپکت (ازکلید‌های حافظ موتور تا ۵۵kw بیشتر نمیتوان استفاده کرد) از نوع حفاظت فقط مگنتیک Only magnetic، یک کنتاکتور از نوع موتوری AC۳، ترانس جریان از نوع کوربولانس CBCT، رله ارت فالت و بیمتال الکترونیکی خارجی هستند. در این گونه موتور‌ها هم میتوان کلید را از نوع‌تر مو – مگنتیک انتخاب کرد فقط باید بیمتال داخلی کلید را روی مقدار ماکزیمم تنظیم کرد تا بیمتال خارجی فیدر زودتر عمل کند. کلید ورودی میتواند از نوع کلید کامپکت با رله الکترونیکی انتخاب نمود که این رله‌ها دارای حفاظت‌های (LSIG) هستند و دیگر نیاز به رله ارت فالت و بیمتال خارجی نیست.

انواع خطا‌های موتور‌های آسنکرون و فانکشن‌های حفاظتی آنها:

بطور کلی موتور‌ها متاثر از سه تیپ کلی خطا هستند، خطا‌ها و عیوب مربوط به بارها، خطا‌ها و عیوب مربوط به منبع تغذیه و خطا‌ها و عیوب داخلی موتور.

۱-خطا‌های مربوط به بار وفانکشن‌های حفاظتی آن‌ها عبارت است از:

الف-Overloads:برای جلوگیری از اضافه بار معمولا" سه مدل حفاظت تعریف میشود که به ترتیب با فانکشن‌های حفاظتی زیر مشخص میشوند:

- (IDMT Over current (۵۰/۵۱)

- (Thermal overloads (۴۹RMS):اندازه گیری غیر مستقیم دما از طریق CT است و دارای دو مدل With memory و Without memory میباشد.

-۴۹T:اندازه گیری مستقیم دما از طریق سنسور‌های حرارتی داخل موتور (استاتور) اندازه گیری میشود، این سنسور‌ها به RTD موسوم میباشند.

ب- (Excessive starting time (۴۸):این فانکشن به عنوان نظارت بر زمان راه اندازی است، زمان راه اندازی بیشتر از یک زمانی طول بکشد سیم پیچ و رتور می‌سوزد. در موتور‌ها دو زمان داریم یکی زمان استارتینگ و دیگری زمان استالینگ (قفل شدن و آستانه سوختن موتور است). زمان استالینگ دارای دو مد hot و cold است که تعداد استارت‌ها در مد گرم باید دو و در مد سرد باید سه بار باشد، مدت زمان استارتینگ موتور ۶ ثانیه است. به محض استارت موتور ansi۴۸ باید فعال شود و شروع به شمارش کند و مدت زمان آن باید برابر t=t (starting) +۲-۳ (sec.) باشد.

پ- (Locked rotor (۵۱LR):همان حفاظت ۴۸ است منتهی حفاظت ۴۸ دفقط در زمان راه اندازی است، اما ۵۱LR حفاظت موتور در زمان کار کرد است.

ت- (Successive start (۶۶): این فانکشن تعداد قطع و وصل مجاز در مد سرد و گرم است که تعداد استارت‌های مجاز متوالی یا پشت سر هم است.

ث- (Loss of load (۳۷):این فانکشن به عنوان یک فانکشن آپشنال است و جزو فانکشن‌های بیسیک نیست، در واقع بدون بار شدن موتور یا کاهش جریان موتور under current را نشان میدهد.

ج-Speed variation (۱۲,۱۴):۱۲ به عنوان over speed و ۱۴ به عنوان under speed است که کاهش سرعت میتواند بر اثر اضافه بار مکانیکی و یا قفل شدن رتور باشد و افزایش سرعت میتواند در اثر بی باری موتور باشد.

۲-خطا‌های مربوط به منبع تغذیه وفانکشن‌های حفاظتی آن‌ها عبارت است از:

الف- (Loss of supply (۳۲P)

ب- (Voltage sag (۲۷D)

پ- (Negative sequence/Unbalance (۴۶):مولفه منفی یا به عبارتی نامتعادلی جریانی است (I۱+I۲+I۳). زمانی که سیستم متقارن باشد چیزی به اسم مولفه منفی نداریم درواقع مولفه منفی منشاءآن نا متقارنی است و با عث گرم شدن موتور میشود در واقع مولفه منفی عکس مولفه مثبت است، درواقع مولفه منفی هر چه دامنه آن بیشتر شود حالت ترمزی موتور بیشتر میشود و باعث افزایش فرکانس و در نتیجه تلفات فوکو میشود که این تلفات در پوسته موتور خود را نشان میدهند و باعث داغ شدن پوسته موتور میشود و داغ شدن پوسته باعث سوختن سیم پیچ‌ها میشود که بدترین حالت آن قطع شدن یکی از فاز‌ها است. مثلا" در موتور‌های مجهز به فیوز در صورت سوختن فیوز‌ها در یک یا دو فاز و یا قطع یک یا دو فاز موتور به صورت یکفاز یا دو فاز تغذیه شده موتور در حالت نامتعادلی واقع میشود هرچند که رله اضافه بار شرایط فوق را مشخص میسازد، اما در موتور‌های با اهمیت بیشتر رله مخصوص عدم تعادل با استفاده از جریان‌های سه فازه به صورت مجزاء در نظر گرفته میشود که توسط سه عدد ترانس جریان هرکدام بر روی یک فاز به رله اتصال داده میشود.

ت- (Phase rotation direction (۴۷): جایی که موتور است باید باشد و واجب است، فانکشن ولتاژی است و به عنوان مولفه منفی ولتاژی فاز است؛ و مولفه منفی ولتاژ در تغذیه رله به کار میرود و هرگونه عدم تعادل ولتاژ‌های سه فازه مولفه معکوس ولتاژ را ظاهر ساخته و رله عمل میکند. رله از طریق ترانسفورماتور ولتاژ با اتصال ستاره یا مثلث باز در ثانویه تغذیه میشود. این فانکشن بالادست را میبیند واگر توالی فاز‌ها (L۱,L۲,L۳) در بالادست موتور به هم بخورد فرمان تریپ صادر میکند و اگر در سیم بندی موتور جای فاز‌ها را اشتباه ببندیم این رله نمیبیند معمولا"این رله را به عنوان رله کنترل فاز در ورودی‌ها میبینیم.

ث- (Remanent undervoltage (۲۷R):برای آماده شدن مجدد موتور باید چک شود که موتور دارای ولتاژ پسماند به مقدار مجاز باشد.

۳-خطا‌های مربوط به داخل موتور وفانکشن‌های حفاظتی آن‌ها عبارت است از:

الف- (Short circuit (phase to phase):برای جلوگیری ازاتصال کوتاه فاز به فاز داخلی موتور معمولا" سه تیپ حفاظت مطرح است:

-Fuse

- (Definite time over current (۵۰/۵۱)

- (Differential protection (۸۷M)



ب-Stator frame fault:برای استاتور سه تیپ حفاظت مطرح است:

- (Earth fault (۵۱N/۵۱G):در جایی که ارت بصورت مستقیم یا توسط یک امپدانس است.

-Neutral voltage displacement (۵۹):در سیستم‌هایی که ارت آن‌ها بصورت ایزوله است و ظرفیت الکتریکی پایینی دارند.

- (Directional earth fault (۶۷N):در سیستم‌هایی که ظرفیت الکتریکی بالای دارند و اگر فیدر موتوری ما خازنی باشد.

پ-Rotor frame fault

ت- (Overheating of bearing (۳۸)