Rotor Aardingsschakelaar Bescherming

Definitie van rotor-aardfoutbescherming

Rotor-aardfoutbescherming omvat methoden om fouten in de veldwinding van de rotor te detecteren en te verhelpen om schade te voorkomen.

Soorten rotor-aardfoutbescherming

• Potentiometermethode

• AC-injectiemethode

• DC-injectiemethode

Potentiometermethode

Het schema is zeer eenvoudig. Hier wordt een weerstand van passende waarde verbonden aan weerszijden van de veldwinding en de opwekker. De weerstand is centraal getapt en verbonden met de grond via een spanninggevoelige relay.

Zoals te zien is in de onderstaande figuur, sluit elke aardfout in de veldwinding of het opwekkercircuit het relaiscircuit via de geaarde weg. Tegelijkertijd verschijnt er spanning over het relais door de potentiometereigenschap van de weerstand.

Deze eenvoudige methode van rotor-aardfoutbescherming heeft een groot nadeel. Het kan alleen aardfouten detecteren die op elk punt behalve in het midden van de veldwinding optreden.

AC-injectiemethode

Hierbij wordt een spanninggevoelig relais verbonden aan elk punt van het veld- en opwekkercircuit. Het andere uiteinde van het spanninggevoelige relais is verbonden met de grond via een condensator en de secundaire zijde van een hulptransformator, zoals getoond in de onderstaande figuur.

Als er een aardfout optreedt in de veldwinding of in het opwekkercircuit, sluit het relaiscircuit zich via de geaarde weg, waardoor de secundaire spanning van de hulptransformator verschijnt over het spanninggevoelige relais en het relais wordt bediend.

Het belangrijkste nadeel van dit systeem is dat er altijd kans is op lekstroom door de condensatoren naar het opwekkercircuit en het veldcircuit. Dit kan onbalans veroorzaken in het magnetische veld en daardoor mechanische belasting in de lager van de machine.

Een ander nadeel van dit schema is dat het afhankelijk is van een aparte spanningbron voor de werking van het relais. Als er een storing is in de AC-toevoer, wordt de rotorbescherming inactief.

DC-injectiemethode

De DC-injectiemethode elimineert het probleem van lekstroom dat bij de AC-injectiemethode voorkomt. Bij deze methode wordt één terminal van een DC-spanningsgevoelig relais verbonden met de positieve terminal van de opwekker, en de andere terminal met de negatieve terminal van een externe DC-bron. Deze DC-bron wordt geleverd door een hulptransformator met een brugrectifier, waarvan de positieve terminal is geaard.

Uit de onderstaande figuur blijkt ook dat bij elke aardfout in het veld of de opwekker, de positieve potentiaal van de externe DC-bron verschijnt op de terminal van het relais die was verbonden met de positieve terminal van de opwekker. Op deze manier verschijnt de rectifierspanning over het spanningrelais en wordt het relais bediend.

Belang van detectie

Het detecteren en herstellen van rotor-aardfouten is cruciaal om ongebalanceerde magnetische velden en mechanische schade in alternators te voorkomen.