مهمترین وظایف سیستم حفاظت دیزل ژنراتور
وقتی از حفاظت ژنراتور دیزلی یا هر دستگاه دیگر صحبت می کنیم منظورمان حفاظت از بخش های مختلف دستگاه است. در ادامه اجزای اصلی سیستم حفاظت دیزل ژنراتور بررسی می شوند. سیستم کنترل اضطراری ژنراتور هم به عنوان بخشی در نظر گرفته می شود که بخش های مهم را کنترل و مدیریت می کند.
حفاظت از موتور: برای این منظور باید دمای آب، فشار روغن، سطح آب رادیاتور و دور موتور مرتبا چک شود.
حفاظت از آلترناتور: برای این منظور باید حواستان به ولتاژ، فرکانس و میزان جریان باشد. همچنین حفاظت در برابر اتصال کوتاه و توان معکوس را هم باید در نظر داشته باشید.
حفاظت از تابلو و سیستم کنترل: شارژ باتری باید مرتبا چک شده و همچنین مدار تحریک چک شود.
حفاظت از ایمنی کاربر و تجهیزات جانبی: موارد مختلفی هست که در این جا هم باید به آنها دقت کنید. مشکلات سوخت از جمله نشت آن می تواند حتی باعث خطرات جانی مختلف برای افراد شود. لرزش های بیش از اندازه دستگاه باعث آسیب به آن می شود.
اجزای اصلی سیستم حفاظتی دیزل ژنراتور
برخی از مهم ترین اجزای این سیستم از قرار زیر است.
رلههای حفاظتی (Protection Relays)
رله حفاظتی ژنراتور از اجزای مهم در حفاظت دیزل ژنراتور محسوب می شود. وظیفه رله ها این است که شرایط غیر عادی را شناسایی کرده و از آلترناتور و تجهیزات متصل به آن محافظت کنند. رله ها پارامترهای مختلفی مثل فرکانس، توالی فاز، جریان و ولتاژ را بررسی می کنند. خطاهای مختلفی مثل اضافه جریان، ولتاژ نامناسب، اتصال کوتاه، فرکانس نامتعارف و موارد مشابه مکن است پیش بیاید. رله ها در این حالت مدار را قطع کرده و هشدارهای لازم را می دهند. رله ها ممکن است به شکل مستقیم و یا به صورت توکار در کنترل های مختلفی گنجانده شوند.
به صورت کلی رله ها از دستگاه در برابر بارهای خطرناک محافظت کرده و در نتیجه بسیاری از هزینه ها را کاهش می دهند. خطاها سریعا تشخیص داده شده و مدار به موقع قطع می شود. همه این موارد باعث می شود عملکرد دستگاه ایمن و پایدار بماند.
سنسورها و ماژولهای نظارتی
سنسورها و ماژول ها نقش مهمی در حفاظت از دیزل ژنراتور دارند. این بخش ها شرایط موتور و ژنراتور را به صورت لحظه ای بررسی می کنند. برخی از سنسورها مهم تر از بقیه هستند. این سنسورها عبارتند از: فشار روغن، دمای آب، سطح سوخت، دور موتور، سنسورهای جریان، ولتاژ و غیره. ماژول های نظارتی هم داده های این سنسورها را تحلیل کرده و در زمان های لازم هشدار یا فرمان توقف را صادر می کنند.
بسیار مهم است که این بخش به درستی کار کند تا از آسیب های مختلف به موتور و آلترناتور جلوگیری شود.
تابلو کنترل و اتوماسیون حفاظتی
تابلو کنترل نقش مهمی در مدیریت دستگاه و ثبات مدار الکتریکی ژنراتور دارد. این بخش مرکز پردازش و حفاظت دیزل ژنراتور است. این قسمت شامل اجزای مختلفی است که عبارتند از:
- کنترلر دیجیتال
- رله های حفاظتی
- نمایشگر
- کلیدهای کنترلی
- ماژول شارژ
- سیستم آلارم
این تابلو حفاظت های مختلف را به عمل آورده و علاوه بر آن اتوماسیون را هم مدیریت می کند. منظور از اتوماسیون استارت خودکار در مواقع لازم، کنترل بار، ثبت رخدادها و مدیریت عملکرد ژنراتور در مواقع خاص است. اگر تابلو کنترل به درستی کار کند باعث عملکرد پایدار و ایمن سیستم می شود. Automatic Transfer Switch (ATS) نوعی از تابلو کنترل است که قطع و وصل دستگاه را به صورت خودکار انجام داده و از خطرات مختلفی مثل آتش سوزی و سوختن دستگاه های مختلف جلوگیری می کند. باید دستگاه را به صورت دوره ای بررسی کنید تا در صورت نیاز تعمیر سیستم حفاظتی ژنراتور به موقع انجام شود.
مدار فرمان و قطع اضطراری (Emergency Shutdown)
آخرین لایه حفاظت از دستگاه مدار فرمان است. موتور در شرایط خطرناک متوقف می شود تا جلوی آسیب های بعدی گرفته شود. مدار فرمان شامل بخش های مختلفی است که عبارتند از: کلید توقف اضطراری، مدار خاموش کن، رله های مواقع بحران و مسیرهای ایزوله برای مدیریت خطاهای ناخواسته.
اما این مدار در چه مواقعی فعال می شود؟ در شرایط مختلفی مثل افت فشار، دمای خیلی زیاد، اتصال کوتاه و یا خطرات بزرگ این مدار فعال می شود. خیلی مهم است که این بخش به درستی کار کند تا در لحظه های بحرانی از سیستم محافظت نماید.
انواع حفاظت در دیزل ژنراتورها
حفاظت ژنراتورها در برابر خطرات با راه های مختلفی انجام می شود. حفاظت در دیزل ژنراتورها انواع مختلفی دارد که در ادامه آنها را بررسی می کنیم. کنترل پنل (Control Panel) دستگاه بخش مهمی از حفاظت های لازم را انجام می دهد. حفاظت جریان بیش از حد یکی از حفاظت های مهم این دستگاه محسوب می شود.
حفاظت در مقابل اضافه بار (Overcurrent Protection)
یکی از مهم ترین مکانیزم های حفاظتی دیزل ژنراتور و روشهای ایمنسازی دیزل ژنراتور ، حفاظت در مقابل اضافه بار است که باعث می شود جلوی آسیب های مختلف به سیم پیچ ها گرفته شود. اگر جریان بیش از اندازه باشد این سیم پیچ ها آسیب می بینند. هنگامی که بار مصرفی از توان ژنراتور بیشتر است سیم پیچ ها گرم شده و عمر عایق ها کم می شود. رله های گفته شده در این شرایط میزان جریان خروجی را سنجیده و اگر افزایش غیر مجازی داشته باشیم هشدار لازم را صادر می کند. پس از آن کلید اصلی قطع شده و ژنراتور از شبکه جدا می شود. حفاظت گفته شده باعث می شود جلوی سوختن سیم پیچ ها، ایجاد مشکل در قطعات و هزینه های ناشی از آنها گرفته شود.
حفاظت در برابر اتصال کوتاه
جریان بیش از اندازه می تواند به تابلو برق و کابل ها آسیب جدی بزند. دقت کنید که حتی چند لحظه وجود این جریان هم باعث آسیب های جبران ناپذیری می شود. جریان اتصال کوتاه از جریان نامی خیلی بیشتر است و باعث آسیب دیدن به کلیدها، ذوب اتصالات مختلف و سوختن قطعات می شود. برای جلوگیری از این شرایط از کلیدهای قدرت استفاده می شود که از رله های لحظه ای بهره می برد تا بتواند خطاها را در سریع ترین زمان ممکن رفع نماید. رعایت این موارد می تواند از اتفاقات زیان باری مثل آتش سوزی جلوگیری کند.
حفاظت دیفرانسیلی (Differential Protection)
سیستم حفاظتی دیفرانسیلی از روش های حفاظت سیستم های الکتریکی از جمله دیزل ژنراتورها است. سیستم حفاظت دیفرانسیلی دیزل ژنراتور بر اساس مقایسه جریان ورودی و جریان خروجی ایفای نقش می کند. در صورتی که ژنراتور سالم باشد جریان خروجی با جریان ورودی برابر خواهد بود و یا تفاوت بسیار کمی خواهد داشت. در صورتی که ژنراتور دچار مشکل شده باشد و مثلا اتصال کوتاه رخ داده باشد، تفاوت بین این دو جریان زیاد شده و رله دیفرانسیل دستور قطع می دهد. عملکرد رله دیفرانسیل در سلامت دستگاه بسیار پر رنگ است. به این اختلاف جریان، جریان دیفرانسیل گفته می شود.
