حفاظ در برابر خطا در زمین روتور

تعریف حفاظت از خطای زمین راتور

حفاظت از خطای زمین راتور شامل روش‌های تشخیص و رفع خطا در پیچک میدان راتور برای جلوگیری از آسیب است.

نوع‌های حفاظت از خطای زمین راتور

• روش پتانسیومتر

• روش تزریق جریان متناوب (AC)

• روش تزریق جریان مستقیم (DC)

روش پتانسیومتر

این طرح بسیار ساده است. در اینجا، مقاومتی با مقدار مناسب به صورت موازی با پیچک میدان و همچنین با اکستر متصل می‌شود. این مقاومت از وسط تپ شده و از طریق یک رله حساس به ولتاژ به زمین متصل می‌شود.

همانطور که در شکل زیر مشاهده می‌شود، هر خطای زمین در پیچک میدان یا مدار اکستر موجب بسته شدن مدار رله از طریق مسیر زمین شده و در همان زمان ولتاژی به دلیل عمل پتانسیومتری مقاومت در دو طرف رله ظاهر می‌شود.

این روش ساده حفاظت از خطای زمین راتور یک معایب اصلی دارد. تنها می‌تواند خطاهای زمین را که در هر نقطه‌ای به جز مرکز پیچک میدان رخ می‌دهند را تشخیص دهد.

روش تزریق جریان متناوب (AC)

در اینجا، یک رله حساس به ولتاژ در هر نقطه‌ای از مدار پیچک میدان و اکستر متصل می‌شود. دیگر سمت رله حساس به ولتاژ از طریق یک خازن و ثانویه یک ترانسفورماتور کمکی به زمین متصل می‌شود، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است.

در اینجا، اگر هر خطای زمین در پیچک میدان یا در مدار اکستر رخ دهد، مدار رله از طریق مسیر زمین بسته می‌شود و بنابراین ولتاژ ثانویه ترانسفورماتور کمکی در دو طرف رله حساس به ولتاژ ظاهر می‌شود و رله فعال می‌شود.

معایب اصلی این سیستم این است که همیشه احتمال وجود جریان نشتی از طریق خازن‌ها به مدار اکستر و پیچک میدان وجود دارد. این می‌تواند باعث عدم تعادل در میدان مغناطیسی و در نتیجه تنش‌های مکانیکی در محامل ماشین شود.

معایب دیگر این طرح این است که به یک منبع ولتاژ جداگانه برای عملکرد رله نیاز دارد. بنابراین، حفاظت راتور در صورت خرابی تامین انرژی AC غیرفعال می‌شود.

روش تزریق جریان مستقیم (DC)

روش تزریق جریان مستقیم (DC) مشکل جریان نشتی موجود در روش تزریق جریان متناوب (AC) را حذف می‌کند. در این روش، یک سر رله حساس به ولتاژ DC به سمت مثبت اکستر متصل می‌شود و سر دیگر به سمت منفی یک منبع DC خارجی متصل می‌شود. این منبع DC توسط یک ترانسفورماتور کمکی با یک مستطیل‌ساز پلی، با سمت مثبت آن به زمین متصل شده، تامین می‌شود.

همچنین از شکل زیر مشخص است که در صورت رخ دادن هر خطای زمین در پیچک میدان یا اکستر، پتانسیل مثبت منبع DC خارجی به سر رله که به سمت مثبت اکستر متصل شده است ظاهر می‌شود. به این ترتیب ولتاژ خروجی مستطیل‌ساز در دو طرف رله حساس به ولتاژ ظاهر می‌شود و رله فعال می‌شود.

اهمیت تشخیص

تشخیص و رفع خطاهای زمین راتور برای جلوگیری از عدم تعادل میدان مغناطیسی و آسیب‌های مکانیکی در مبدل‌ها بسیار مهم است.