Როლი აკმაყოფილებს ფაზების თანმიმდევრობის რელე ელექტროენერგიის სისტემებში?

Როგორ აღმოაჩენს და თავის არიდებს ფაზების თანმიმდევრობის რელე უკუფაზურ თანმიმდევრობას

Ძირეული მუშაობის პრინციპი: ძაბვის ფაზორის ბრუნვის ანალიზი

Ფაზების თანმიმდევრობის რელეები მონიტორინგს ახდენენ სამფაზიან სისტემებში ძაბვის ფაზორების ბრუნვის მიმართულებას, ამის გაკეთება ფაზებს შორის კუთხური ურთიერთობების შესწავლით. ისინი ძირევად განასხვავებენ სწორ თანმიმდევრობას (მაგალითად, A-B-C) არასწორი მიმართულებისგან (მაგალითად, C-B-A). როდესაც ყველაფერი საათის ისრის მიმართულებით ბრუნავს, ეს ნიშნავს ჩვეულებრივ მუშაობას. მაგრამ თუ ბრუნვა საათის ისრის საპირისპირო მიმართულებით დაიწყება — ეს ცუდი ამბავია, რადგან ეს ნიშნავს, რომ ფაზების თანმიმდევრობა დარღვეულია და სისტემა სწრაფად უნდა გამოირთქეს. რატომ არის ეს ისე მნიშვნელოვანი? მიუხედავად იმისა, რომ გამოქვეყნებული იყო გამოცემაში „ელექტროუსაფრთხოების ჟურნალი“ გასული წლის, მრეწველობის ელექტროძრავების დაზიანების 80%-ზე მეტი ფაზების პრობლემებთან არის დაკავშირებული. ეს რელეები მუშაობენ როგორც ძველი ელექტრომაგნიტური, ასევე ახალი სოლიდ-სტეიტ ტექნოლოგიებით, რომლებიც ძაბვის პატერნებს მინიმუმ 200-ჯერ აღირიცხავენ თითოეული სიმძლავრის ციკლის განმავლობაში. ეს საშუალებას აძლევს მათ საკმაოდ სწრაფად აღმოაჩენას პრობლემები მანამ, სანამ ისინი მნიშვნელოვან ზიანს მიაყენებენ.

Შიდა ლოგიკა: ნულის გადაკვეთის დრო, ფაზის კუთხის შედარება და ბლოკირებული გამომავალი სიგნალები

Რელეს შიდა ლოგიკა ასრულებს სამ საკოორდინაციო ეტაპს:

1. Ნულის გადაკვეთის დაფიქსირება : ზუსტად აღნიშნავს თითოეული ფაზის გადასვლას უარყოფითი ძაბვიდან დადებით ძაბვაზე.
2. Ფაზის კუთხის შედარება : გამოთვლის მიმდევრობითი ფაზებს შორის დროის გადახევას, რათა დადგინდეს ბრუნვის მიმართულება. მაგალითად:

   Ფაზების წყვილი	Ნორმალური მიმდევრობის გადახევა	Შებრუნებული მიმდევრობის გადახევა
   A–დან B-მდე	5,5 მს	10,5 მს
   B-დან C-ში	5,5 მს	−10,5 მს

3. Ბლოკირებული გამოსავალები : აძლევს ავარიულ სიგნალს 15 მს-ში, თუ გაზომილი დაყოვნებები განსაკუთრებული მნიშვნელობებისგან გადახრილია ±2 მს-ზე მეტად. გამოსავალი დაბლოკილი რჩება მანუალურად გადაყენებამდე — რაც თავიდან არიდებს ავტომატურ ხელახლა ჩართვას საფრთხის შემცველ პირობებში და იცავს მოწყობილობას საყრდენების დატვირთვის, პუმპის კავიტაციის ან კომპრესორის ზეთის დეფიციტის წინააღმდეგ.

Მნიშვნელოვანი დაცვა ძრავის დაზიანებისა და ტექნოლოგიური პროცესის შეწყვეტის წინააღმდეგ

Ინდუქციური ძრავების, პუმპების და კომპრესორების შებრუნების საფრთხეები

Როდესაც ძაბვის ფაზები გამოვარდება სწორი თანმიმდევრობიდან, ინდუქციური ძრავები, პუმპები და კომპრესორები უკუმიმართულებით იწყებენ ბრუნვას — ეს ხშირად ხდება რეგულარული ტექნიკური მომსახურების დროს, როდესაც ენერგომომარაგებლები გადაადგილებენ ენერგიის წყაროებს ან როდესაც ელექტროსადგურის ქსელში არის პრობლემები. ამ მოვლენის შედეგად მექანიკურად მნიშვნელოვანი ზიანი მიდის. საყრდენები ხშირად დაიბლოკება, რადგან ისინი არ არის შეიმუშავებული ამ ტიპის ტვირთის გასატანად. პუმპებში მდებარე იმპელერები უფრო სწრაფად იცხრელდება კავიტაციის ეფექტების გამო, ხოლო სილები სრულიად იღებენ მოქმედებას, რადგან წნევის სხვაობები არ არის ის, რომელიც უნდა იყოს. კერძოვანად, პუმპების შემთხვევაში უკუნაკად გადის სითხე და ისინი მშრალად მუშაობენ, რაც სწრაფ ჰიდრავლიკურ შეჯახებებს იწვევს. კომპრესორებიც თავისი პრობლემებით გამოირჩევიან — ისინი კარგავენ სიცხელის გადამცემ სითხეს და ვალვების ტაიმინგი სრულიად ირღვევა. უკუმიმართულებით უწყვეტად მუშაობად მყოფი ძრავები დაახლოებით 15–20 %-ით უფრო გახურდება, რადგან გაგრილების ვენტილატორები აღარ მუშაობენ სწორად, რაც აჩქარებს იზოლაციის დაშლის ტემპს. საინდუსტრიო ანგარიშების მიხედვით, ამ ფაზური პრობლემები პასუხისმგებელია სითხეებს მარეგულირებლად მომუშავე სისტემებში ძრავების დაზიანების დაახლოებით მეოთხედზე. აი, საინტერესო ფაქტი: უბრალოდ 2 %-იანი ძაბვის არაბალანსიც კი საათებში მნიშვნელოვან მექანიკურ ტვირთს იწვევს, თუ ამ მოვლენას ვერ შეამჩნევენ.

Რეალური გავლენა: შემთხვევის შესწავლა ავტომობილების შეკრების ხაზზე შეჩერების შესახებ

Საინდუსტრიო ანგარიშების მიხედვით, ერთ-ერთი დიდი ავტომობილების საწარმო გამოკლებული იყო დაახლოებით 740 000 აშშ დოლარი გასულ წელს, როდესაც ისინი არ აღმოაჩინეს მათი ტრანსფორმატორული ქვედგარეჯანის მუშაობის დროს ფაზების შებრუნების პრობლემა. ტრანსპორტირების ბელტები უკუმიმართულებით დაიწყეს მოძრავა, რამაც რობოტიზებული სველდერების მუშაობაში სხვადასხვა პრობლემა გამოიწვია და რამდენიმე მძრავი ჯაჭნის გატეხვა მოახდინა. ეს არეულობა 11 საათიანი შეწყვეტის მიზეზი გახდა, რომელმაც საწარმოს 2300 ავტომობილის წარმოების შეჩერება გამოიწვია. მომხდარის შემოწმების შემდეგ ექსპერტები აღნიშნავენ, რომ თუ ისინი ფაზების მიმდევრობის რელეს დამონტაჟებული ჰქონდათ, ის 0,1 წამში გამორთული იქნებოდა ელექტრომომარაგება, სანამ სიტუაცია უფრო გამოუსწორებელი გახდებოდა. ამ რელეებს შეიძლება PLC სისტემებთან დაერთოს, რათა მანქანები მაშინ დარჩეს გამორთული, სანამ ყველაფერი სწორად შემოწმდება. ეს მარტივი გადაწყვეტა მათ ბევრი ფული შეიძლება შეეზოგა, რადგან წარმოების შეჩერება ავტომობილების სამრეწველოში ყოველ საათში დაახლოებით 24 000 აშშ დოლარი ღირს. ამასთანავე ის სხვა პრობლემების თავიდან აცილებასაც უზრუნველყოფს, მაგალითად, ძრავის გამტარების გადახურება უკუმიმართულებით გრძელი ხანის მუშაობის გამო ან სიტუაციების თავიდან აცილება, როდესაც ჰიდრავლიკური პუმპები შეიძლება აფეთქდეს.

Ფაზების მიმდევრობის შემოწმების და დენის საფუძველზე დაფუძნებული დაცვის კომბინირება მისიის კრიტიკულ პროცესებში ძრავების ჩანაცვლების ხარჯებს 37%-ით ამცირებს.

Ფაზების მიმდევრობის რელეს თანამედროვე დაცვისა და მარეგულირებლის სისტემებში ინტეგრაცია

Ერთდროული მუშაობა გამორთველებთან, PLC-ებთან და ავტომატური ხელახლა ჩართვის სქემებთან

Როდესაც ფაზების თანმიმდევრობის რელეები აღმოაჩენენ არასწორ ფაზების მიმდევრობას, ისინი ერთად მუშაობენ გამორთველებთან, რათა ძალადამატების გათიშვა მოხდეს თითქმის მყისიერად და ამ გზით შეიძლება აღერკვას აღჭურვილობის ზიანი მის მოხდენამდე. ამ მოწყობილობები პროგრამირებადი ლოგიკის კონტროლერებს (PLC) უკავშირდებიან ციფრული შეყვანის/გამოტანის მოდულების მეშვეობით, რაც საშუალებას აძლევს ავტომატური მოქმედებების განხორციელებას, მაგალითად, მოძრავების სტუფენებრივი გათიშვა, ერთმანეთთან ბლოკირებული კლაპანების დახურვა ან წარმოების ხაზებზე შეტყობინებების გაზრდა. ავტომატური ხელახლაჩართვის შემთხვევებში რელეები საერთოდ სამაგრო კარგად მუშაობენ, რომლებიც არ უშვებენ ძალადამატების აღდგენის ნებისმიერ მცდელობას მანამ, სანამ სწორი ფაზების მიმდევრობა არ იქნება დადასტურებული. ამ სახის კოორდინაცია უზრუნველყოფს საწარმოებში უწყვეტ მუშაობას, თავიდან აიცილებს იმ სახის უკუბრუნებას, რომელიც შეიძლება გამოიწვიოს სამრეწველო პუმპების დაზიანება და ამ გზით კომპრესორები მზად იქნებიან მოქმედების განხორციელებისთვის საჭიროების შემთხვევაში, ყველაფერი ზუსტად დაგეგმილი ხელახლაჩართვის პროცედურების წყალობით, რომლებიც თავიდან აიცილებენ საკრიტიკო მოქმედებების დროს მოულოდნელი უფლებობის დაკარგვას.

SCADA და ციფრული ქვესადგურის ინტეგრაცია დაშორებული მონიტორინგისა და შეტყობინებებისთვის

Ციფრული ელექტროსადგურები ფაზების თანმიმდევრობის რელეებზე დამოკიდებულები არიან, რომლებიც რეალურ დროში ძაბვის ფაზორულ ინფორმაციას აგზავნის IEC 61850 GOOSE და SV შეტყობინებების საშუალებით პირდაპირ SCADA სისტემებში. როდესაც რამე არ მუშაობს სწორად, ოპერატორები მიიღებენ დასაწყისიდანვე გაფრთხილებებს და გასაგები ვიზუალურ გამოსახულებას ფაზების კუთხეების შესახებ, რაც საშუალებას აძლევს მათ სწრაფად ჩაერთონ და პრობლემების გაფართოება და უფრო მძიმე შედეგების წარმოქმნა არ მოხდეს. სისტემა ასევე ხელს უწყობს პრედიქტიული ტექნიკური მომსახურების სამუშაოებს. თუ არსებობს ძაბვის არაბალანსირებულობის ტენდენციები ან მოწყობილობა ხშირად მიაღწევს გამორთვის ზღვარს, ეს აიძულებს განსაკუთრებულად განსაზღვრული შემოწმებების ჩატარებას განსაკუთრებულად განსაზღვრული დროის წინ. წყლის გასუფთავების სადგურებსა და საავადმყოფოებში, სადაც ელექტრომომარაგების სიმდგრადობა ყველაზე მნიშვნელოვანია, დაშორებული მონიტორინგი ამცირებს პერსონალის მიერ მოწყობილობის ფიზიკური შემოწმების სიხშირეს. ამავე დროს, ეს ყველაფერი უზრუნველყოფს NFPA 70E სტანდარტების შესაბამობას რეკომენდებული სივრცის უსაფრთხოების მოთხოვნების მიხედვით, რადგან ყველა ამ აქტივობას აუდიტის ისტორია დარჩება, რომელსაც ნებისმიერ დროს შეიძლება გადამოწმდეს.

Შესაბამობა, სტანდარტები და კრიტიკული ინფრასტრუქტურის სფეროში გამოყენება

Საერთაშორისო უსაფრთხოების სტანდარტები, მაგალითად, მანქანების ელექტრო აღჭურვილობისთვის მოქმედების საერთაშორისო ელექტროტექნიკური კომისიის (IEC) სტანდარტი 60204-1 და ელექტრო მოწყობილობების ეროვნული ელექტრო კოდექსის (NEC) მუხლი 430.83(A)(2) მოძრავი წრეების შესახებ, ფაქტობრივად მოითხოვს ამ ფაზების თანმიმდევრობის რელეებს, რადგან ისინი ფაზებს მონიტორინგს ახდენენ საკრიტიკო ადგილებში საშიშროების შემცველი უკუ ბრუნვების შესაჩერებლად. წარმოიდგინეთ, როგორ არის საჭიროებული ეს რელეები საავადმყოფოებში, რათა სასიცოცხლო ვენტილატორები და გენერატორების გაგრილების ვენტილატორები სწორი მიმართულებით ბრუნავდეს. მონაცემთა ცენტრებიც ამ რელეებს აყენებენ, რათა გაგრილებული წყლის სისტემები სწორად მუშაობდეს. ელექტრო სადგურებიც ამ რელეებს დამატებითი საკვების წყლის პუმპებზე და ავარიული დიზელ გენერატორებზე აყენებენ. როდესაც საწარმოები არ აკმაყოფილებენ ამ წესებს, კატასტროფა სწრაფად მოდის. წარმოიდგინეთ, რა მოხდება, თუ სახანძრის პუმპები უკუ მიმართულებით დაიწყებენ ბრუნვას ან სერვერების ცენტრებში გაგრილების მოწყობილობები უელოდად გამოვარდება. მთლიანი ოპერაციები რამდენიმე წუთში შეიძლება შეწყდეს. ამიტომ რეგულაციები მოითხოვს ამ რელეების ერთხელ წელიწადში შემოწმებას NFPA 70E მითითების შესაბამად. ამ ტესტები შეაფასებენ მათ სიზუსტეს, რეაგირების დროს და იმ ფაქტს, ახდენენ თუ არა ისინი სწორად დაბლოკვას. ეს ხელს უწყობს მდგრადი ინფრასტრუქტურის შენარჩუნებას და ყველა მნიშვნელოვანი სტანდარტის შესაბამობის დაცვას.