Kiegyensúlyozott földhízás-védelem

Kiegyensúlyozott földhíz-biztonsági rendszer kis generátorok számára

A kiegyensúlyozott földhíz-biztonsági rendszer egy kulcsfontosságú védelmi intézkedés, amely főleg kis generátorok védettségére szolgál olyan esetekben, amikor a differenciális és önbiztosító védelmi rendszerek nem alkalmazhatók. Kis generátorokban a háromfázis vonalak neutrális végpontjai belsőleg egyetlen csatlakozóponthoz vannak csatlakoztatva. Ennek eredményeként a neutrális végpont nem elérhető a külsőből, így a hagyományos védelmi módszerek hatástalanok. Ezen a ponton lép be a kiegyensúlyozott földhíz-biztonsági rendszer, amely létfontosságú védelmet nyújt a földhíz-hibák ellen. Fontos megjegyezni, hogy ez a rendszer kifejezetten a földhíz-hibák észlelésére van kialakítva, és nem biztosít védelmet a fázis-közti hibákkal szemben, hacsak ezek a fázis-közti hibák nem fejlődnek ki földhíz-hibává.

A kiegyensúlyozott földhíz-biztonsági rendszer kapcsolása

A kiegyensúlyozott földhíz-biztonsági rendszer implementálását pontos konfigurációval ellátott áramerősségek (CT) jellemzik. Ez a beállításban CT-ek kerülnek telepítésre a generátor minden fázisán. A CT-ek másodlagos tekercseit párhuzamosan kötik egy másik CT másodlagos tekercsével. Ez a további CT a vezetékön van telepítve, amely a generátor csillagpontját (neutrális) köti a földre. Védelmi relé kerül a mindezek CT-ek kombinált másodlagos tekercseihez. Ez a beállítás lehetővé teszi, hogy a védelmi rendszer figyelje a földhíz-hiba állapotban fellépő áramegyenlőtlenségeket, lehetővé téve a relénak, hogy gyorsan észlelje és reagáljon a potenciális hibákra, ezzel védve a kis generátort a földhíz-hibák által okozott károktól.

A kiegyensúlyozott földhíz-biztonsági rendszer: működés, korlátozások és jelentősége

Áttekintés és hatály

A kiegyensúlyozott védelmi rendszerek kifejezetten a neutrális oldali és vonaloldali áramerősségtranszformátorok (CT) közötti területen fellépő földhíz-hibák elleni védelmet szolgálnak. Ez a célozott védelmi mechanizmus elsősorban a generátor statorvonalaiban fellépő földhíz-hibák detektálására koncentrál. Megjegyzendő, hogy külső földhíz-hibák esetén inaktív marad, ezért ezt a rendszert gyakran korlátozott földhíz-védelmi rendszernek is nevezik. Nagyobb generátorokban ez a rendszer gyakran további rétegként jelenik meg, kiegészítve a többi, átfogóbb védelmi rendszert.

Működési mód

Normál működés

A generátor normál működési állapotában az áramerősségtranszformátorok másodlagos tekercsein áramló áramok összege pontosan nulla. Továbbá nincs áram a másodlagos tekercsről a neutrális felé. Erre alapozva a rendszerrel kapcsolatos védelmi relé de-energizált állapotban marad, ami azt jelenti, hogy a rendszer bármilyen hiba nélkül működik.

Hiba a védett zónában

Amikor a védett zónában (a vonaloldali CT bal oldalán) földhíz-hiba történik, jelentős változás történik. A hibaáram kezd áramlani az áramerősségtranszformátorok elsődleges tekercsein. Ez, természetesen, a relén átmenő megfelelő másodlagos áramokat indukálja. Amint ezek a másodlagos áramok elérnek egy előre meghatározott küszöböt, a relé aktiválódik, és a hibás részt a generátortól elválasztó átkapcsoló triggert. Ez a gyors reakció segít megelőzni a generátor további károsodását a hiba miatt.

Hiba a védett zónán kívül

Ha a hiba a védett zónán kívül (a vonaloldali CT jobb oldalán) történik, az elektromos viselkedés eltérő. A generátor termináljain áramló áramok összege megegyezik a neutrális kapcsolaton áramló árrammal. Ez a kiegyensúlyozottság azt eredményezi, hogy nincs netto áram a relé működtető tekercsén. Így a relé nem működik, és a rendszer folytatja a működést, feltételezve, hogy a hiba külső, és nem veszélyezteti közvetlenül a generátor védett statorvonala integritását.

Hátrányok

Bár a kiegyensúlyozott földhíz-biztonsági rendszer sok esetben hatékony, jelentős korlátozásai is vannak. Ha a hiba nagyon közel van a neutrális terminálhoz, vagy ha a neutrális leföldítése rezisztancia vagy elosztó transzformátoron keresztül történik, akkor a hibaáram, amely a CT másodlagos tekercsen áramlik, jelentősen csökken. Ilyen esetekben ez a csökkentett áram alá eshet a relé aktiváláshoz szükséges minimális áram alá, ami azt eredményezi, hogy a relé nem működik, és a hibaáram továbbra is a generátor vonalakban marad. Ez a hosszú távú expozíció a hibaáramnak súlyos hőtartási problémákat, izolációs romlást, és potenciálisan komoly károkat okozhat a generátorban, ami hangsúlyozza annak fontosságát, hogy ezeket a korlátozásokat megfelelően meg kell érteni és kezelni a gyakorlati alkalmazásokban.