Chránění před zemským defektem rotoru

Definice ochrany proti zemnímu výpadku rotoru

Ochrana proti zemnímu výpadku rotoru zahrnuje metody pro detekci a odstranění vad v cívkovém vinutí rotoru, aby se zabránilo poškození.

Typy ochrany proti zemnímu výpadku rotoru

• Metoda potenciometru

• Metoda vkládání střídavého proudu

• Metoda vkládání stejnosměrného proudu

Metoda potenciometru

Tento systém je velmi jednoduchý. Zde je jeden odpovídající rezistor připojen napříč cívkovým vinutím a exicitorem. Rezistor je středně natažen a připojen k zemi přes relé citlivé na napětí.

Jak je vidět na následujícím obrázku, jakýkoliv zemní výpadek v cívkovém vinutí nebo exciterním obvodu uzavře obvod relé přes zapojenou cestu k zemi. Současně se na relé objeví napětí díky potenciometrovému účinku rezistoru.

Tato jednoduchá metoda ochrany proti zemnímu výpadku rotoru má hlavní nevýhodu. Je schopna detekovat pouze zemní výpady, které se vyskytnou v libovolném místě s výjimkou středu cívkového vinutí.

Metoda vkládání střídavého proudu

Zde je jedno relé citlivé na napětí připojeno na libovolném místě cívkového a exciterního obvodu. Druhé spojnice relé je připojena k zemi přes kondenzátor a sekundární část pomocného transformátoru, jak je znázorněno na následujícím obrázku.

Pokud dojde k jakémukoli zemnímu výpadku v cívkovém vinutí nebo exciterním obvodu, obvod relé se uzavře přes zapojenou cestu k zemi a tedy sekundární napětí pomocného transformátoru se objeví na relé citlivém na napětí a relé bude spuštěno.

Hlavní nevýhodou tohoto systému je, že vždy existuje možnost úniku proudu přes kondenzátory do exciterního a cívkového obvodu. To může způsobit nerovnováhu magnetického pole a tedy mechanické namáhání ložisek stroje.

Další nevýhodou tohoto systému je, že se spoléhá na samostatný zdroj napětí pro funkci relé. Tedy ochrana rotoru se stane neaktivní, pokud dojde k výpadku střídavého zdroje.

Metoda vkládání stejnosměrného proudu

Metoda vkládání stejnosměrného proudu eliminuje problém s únikem proudu, který se vyskytuje u metody vkládání střídavého proudu. V této metodě je jedna spojnice relé citlivého na stejnosměrné napětí připojena k kladnému pólu exicitoru a druhá spojnice je připojena k zápornému pólu externího zdroje stejnosměrného proudu. Tento zdroj stejnosměrného proudu je poskytován pomocným transformátorem s mostovým obdélníkem, jehož kladný pól je zapojen k zemi.

Je také vidět z následujícího obrázku, že při jakémkoli zemním výpadku v cívkovém vinutí nebo exciterním obvodu se kladné napětí externího zdroje stejnosměrného proudu objeví na spojnici relé, která byla připojena k kladnému pólu exicitoru. Tímto způsobem se výstupní napětí obdélníku objeví na relé citlivém na napětí a tedy je spuštěno.

Důležitost detekce

Detekce a odstranění zemních výpadků rotoru je klíčové pro prevenci nerovnováhy magnetického pole a mechanického poškození alternátorů.