Balansadong Proteksyon sa Pagkakamali ng Ground

Balanced Earth Fault Protection Scheme para Small Generators

Ang balanced earth fault protection scheme ay isang mahalagang pananggalang, na pangunahing ginagamit para sa proteksyon ng small generators sa mga sitwasyon kung saan ang differential at self-balanced protection systems ay hindi viable options. Sa small generators, ang neutral ends ng tatlong phase windings ay nakakonekta nang internal sa isang single terminal. Bilang resulta, ang neutral end ay hindi accessible mula sa labas, na nagreresulta sa pagiging inefektibo ng mga conventional protection methods. Dito ang balanced earth protection scheme ay sumisilip, nagbibigay ng essential protection laban sa earth faults. Mahalagang tandaan na ang scheme na ito ay tiyak na disenyo upang detektoin ang earth faults at hindi nagbibigay ng proteksyon laban sa phase-to-phase faults, maliban kung ang mga phase-to-phase faults ay unti-unting lumalago tungo sa earth faults.

Koneksyon ng Balanced Earth Fault Protection Scheme

Ang pag-implement ng balanced earth fault protection scheme ay kasama ang precise configuration ng current transformers (CTs). Sa setup na ito, ang CTs ay inilalagay sa bawat phase ng generator. Ang kanilang secondary windings ay konektado nang parallel sa secondary winding ng isa pang CT. Ang additional CT na ito ay nakalagay sa conductor na naka-link sa star point (neutral) ng generator patungo sa earth. Isang protective relay ay strategic na konektado sa ibabaw ng combined secondaries ng lahat ng mga CTs. Ang arrangement na ito ay nagbibigay-daan sa protection system na monitorin ang current imbalances na nangyayari sa panahon ng earth fault condition, nagbibigay-daan sa relay na mabilis na detektoin at tumugon sa potential faults, na nagpaprotekta sa small generator mula sa pinsala dahil sa earth faults.

Balanced Earth Fault Protection Scheme: Functionality, Limitations, and Significance

Overview and Scope

Ang balanced protection schemes ay disenyo upang protektahan laban sa earth faults sa loob ng isang defined area, tiyak na ang rehiyon na nakakulong sa pagitan ng neutral-side at line-side current transformers (CTs). Ang targeted protection mechanism na ito ay pangunahing nakatuon sa deteksyon ng earth faults sa loob ng stator windings ng generator. Mahalagang tandaan na ito ay nananatiling inactive sa panahon ng external earth faults, kaya't ang scheme na ito ay karaniwang tinatawag din bilang restricted earth fault protection scheme. Sa malalaking generators, ang scheme na ito ay kadalasang ipinapatupad bilang isang additional layer ng proteksyon, komplimento sa iba pang mas comprehensive na protection systems.

Operational Mechanism

Normal Operation

Sa normal operating conditions ng generator, ang sum ng currents na umuusbong sa pamamagitan ng secondaries ng current transformers ay tiyak na zero. Bukod dito, walang current flow mula sa secondary patungo sa neutral. Bilang resulta, ang protective relay na kaugnay sa scheme ay nananatiling de-energized, nagpapahiwatig na ang sistema ay gumagana nang walang anumang fault conditions.

Fault within the Protected Zone

Kapag may earth fault na nangyari sa loob ng protected zone (ang lugar sa kaliwa ng line-side CT), ang significant change ay nangyayari. Ang fault current ay nagsisimulang umusbong sa pamamagitan ng primary windings ng current transformers. Ito, sa kanyang pagkakabili, nag-iinduce ng corresponding secondary currents na dumaan sa relay. Kapag ang magnitude ng mga secondary currents ay umabot sa predefined threshold, ang relay ay aktibado, nag-trigger ng circuit breaker upang trip at i-isolate ang faulty section ng generator. Ang mabilis na tugon na ito ay tumutulong na maiwasan ang further damage sa generator dahil sa fault.

Fault outside the Protected Zone

Kapag may fault na nangyari sa labas ng protective zone (sa kanan ng line-side CT), ang electrical behavior ay iba. Ang sum ng currents sa generator terminals ay katumbas ng current na umuusbong sa neutral connection. Ang balance na ito ay nagresulta sa walang net current na umuusbong sa operating coil ng relay. Bilang resulta, ang relay ay hindi gumagana, at ang sistema ay patuloy na gumagana, assuming na ang fault ay external at hindi direktang nagbabanta sa integrity ng protected stator windings ng generator.

Drawbacks

Bukod sa kanyang effectiveness sa maraming scenarios, ang balanced earth protection scheme ay may notable limitations. Kapag may fault na nangyari sa malapit sa neutral terminal o kapag ang neutral grounding ay itinatag sa pamamagitan ng resistance o distributing transformer, ang magnitude ng fault current na umuusbong sa secondary ng current transformer ay naging significantly reduced. Sa mga kaso na ito, ang diminished current na ito ay maaaring bumaba sa ilalim ng pick-up current ng relay, na ang minimum current na kinakailangan upang aktibado ang relay. Bilang resulta, ang relay ay hindi gumagana, pinapayagan ang fault current na magpatuloy sa loob ng generator windings. Ang prolonged exposure sa fault current ay maaaring magdulot ng overheating, insulation degradation, at potensyal na severe damage sa generator, na nagpapahalaga ng pag-unawa at addressing ng mga limitations na ito sa practical applications.