عنوان پایان‌نامه
بهبود حفاظت موتورهای فشار متوسط
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-قدرت-سیستم ها فشارقوی الکتریکی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 3131;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 79550;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 3131;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 79550
- تاریخ دفاع
- ۲۷ دی ۱۳۹۵
- دانشجو
- امیرحسین زارع سخویدی
- استاد راهنما
- مجید صنایع پسند, مهدی داورپناه
- چکیده
- امروزه موتورهای فشار متوسط نقش اجتناب ناپذیری در صنعت دارند، تا حدی که خروج ناگهانی موتورهای با توان بالا ممکن است باعث خاموشی یک نیروگاه شود. بنابراین بهبود حفاظت موتورهای فشار متوسط به شدت در صنعت ضروری می باشد که در این پایان نامه به آن پرداخته شده است. مطالعات نشان می دهد افزایش بیش از حد حرارت در موتور منجر به آسیب رسیدن به عایق موتور می شود که این مورد 30 درصد آسیب های موتور را شامل می شود. در راستای حفاظت موتور در برابر اضافه حرارت، رفتار حرارتی موتور باید به دقت مورد مطالعه قرار گیرد. به همین منظور مدل های حرارتی متنوعی برای موتور در رله های مختلف صنعتی به کار گرفته شده است، اما این مدل ها اکثر علل افزایش دمای موتور را در نظر نگرفته اند. بنابراین در این پایان نامه یک مدل حرارتی دقیق با درنظر گرفتن عوامل مختلف موثر در افزایش حرارت موتور شامل هارمونیک های جریان و جریان های نامتعادل پیشنهاد شده است. مورد دیگر برای حفاظت موتور راه اندازی شده با اینورتر اینکه ممکن است ولتاژ اعمال شده به موتور با فرکانس کاری عملکرد رله اختلاف زیادی داشته باشد. این مورد ممکن است باعث کاهش قابل توجه حساسیت رله های متداول از جمله رله دیفرانسیل گردد.بنابراین الگورتیمی مناسب جهت تخمین دقیق فرکانس و محاسبه ی فاز سیگنال-های نمونه برداری شده از جریان برپایه الگوریتم حداقل مربعات خطا و الگوریتم فوریه ارائه شده است. برای بررسی صحت الگوریتم، موتوری با خطای داخلی در محیط دوبعدی نرم افزار Maxwell پیاده سازی شده است. مطالعات شبیه سازی نشان می دهد که الگوریتم پیشنهادی بطور کامل موتور تغذیه شونده با اینورتر را حفاظت می کند. آخرین مشکلی که در این پایان نامه مورد مطالعه قرار گرفته است عملکرد اشتباه رله اضافه جریان فیدر تغذیه کننده موتور است. این پدیده ممکن است در هنگام رخداد خطای اتصال کوتاه سه فاز در فیدر مجاور رخ دهد که با یک تاخیر زیاد رفع می شود. برای افزایش پایداری رله اضافه جریان الگوریتمی پیشنهاد و صحت آن با شبیه-سازی در محیط نرم افزار Pscad/EMTDC مورد بررسی قرار گرفته است. واژه‌های کلیدی: حفاظت موتور فشار متوسط، حفاظت حرارتی موتور، حفاظت موتور تغذیه شونده با اینورتر، افزایش سرعت مجدد بعد از رفع خطا
- Abstract
- Medium voltage motors are important equipment in industrial plants, in a way that unintentional outage of a large motor may interrupt whole the plant. Therefore, enhancement of the both security and reliability of the motor protection is severely demanded by industries and is discussed in this thesis. Experiments show that overheating leads to insulation damages causing about 30 percent of motor failures. To properly protect medium voltage motors against this phenomenon, the motor thermal behavior should be studied. To do this, various motor thermal models are employed by different commercial relays; however, these do not consider all major causes of motor temperature increment. Thus, an accurate thermal model is proposed in the thesis to consider various influencing factors, even current harmonics and unbalanced currents. Another issues regarding the motor protection driven by an inverter is that the voltage applied to the motor terminal may have frequency with a large deviation from the rated one. This may noticeably desensitize conventional relays, such as the differential relay. Thus, a proper algorithm is proposed to well estimate the frequency and adaptively calculate the phasor amount of sampled current signals based on least error square algorithm. It should be noted that the current signals of the induction motor with stator internal fault is obtained based on simulation studies using a 2-D finite element method model under Maxwell software environment. Simulation studies reveal the proposed algorithm can fairly improve the inverter-driven motors. The last problem investigated in this thesis is maloperation of the overcurrent relay used for a feeder supplying a large number of motors. This may happen when a close-in three-phase short circuit fault occurs and clears with a long time delay. To enhance the overcurrent relay security, an algorithm is proposed and verified based on simulation studied under PSCAD/EMTDC software environment. Keywords: Medium voltage motor protection, Motor thermal protection, Protection of motor driven by an inverter, Motor reacceleration after clearing close-in fault
