Sakārtota zemes kļūdas aizsardzība

Līdzsvarota zemeskārtējā aizsardzības shēma maziem ģeneratoriem

Līdzsvarotā zemeskārtējā aizsardzības shēma darbojas kā svarīgs aizsargmechanisms, galvenokārt izmantojams mazo ģeneratoru aizsardzībai situācijās, kad diferenciālā un pašbalancējošā aizsardzības sistēmas nav piemērotas. Mazo ģeneratoros trīs fāžu virvi ir iekšēji savienoti ar vienu terminālu. Tādēļ, neitrālais gals nav pieejams ārpusē, padarot parastās aizsardzības metodes nedarbīgām. Šeit iejaucās līdzsvarotā zemeskārtējā aizsardzības shēma, nodrošinot būtisku aizsardzību pret zemeskārtējām bojām. Svarīgi atzīmēt, ka šī shēma ir speciāli izstrādāta, lai detektētu zemeskārtējās bojas, un tā neatbilst aizsardzībai pret fāžu starpnieka bojām, izņemot gadījumus, kad šīs fāžu starpnieka bojas vēlāk attīstās par zemeskārtējām bojām.

Līdzsvarotās zemeskārtējās aizsardzības shēmas savienojums

Līdzsvarotās zemeskārtējās aizsardzības shēmas ieviešanai nepieciešama precīza strāvas transformatoru (CT) konfigurācija. Šajā izvietojumā CT tiek instalēti uz katras ģeneratora fāzes. To sekundārie virvi tiek savienoti paralēli ar citā CT sekundāro virvi. Šis papildu CT tiek montēts uz vadām, kas savieno ģeneratora zvaigznaino punktu (neitrālo) ar zemi. Aizsardzības relejs tiek stratēģiski savienots ar visu šo CT sekundāro virvi. Šī izvietojuma dēļ aizsardzības sistēma var monitorēt strāvas neapmierinājumus, kas notiek zemeskārtējās bojas stāvoklī, ļaujot relejam ātri detektēt un reaģēt uz potenciālajām bojām, tādējādi aizsargājot mazo ģeneratoru no zemeskārtējām bojām radītās kaitēšanas.

Līdzsvarotās zemeskārtējās aizsardzības shēma: Funkcionalitāte, ierobežojumi un nozīme

Pārskats un apmērs

Līdzsvarotās aizsardzības shēmas ir izstrādātas, lai aizsargātu pret zemeskārtējām bojām noteiktā teritorijā, konkrēti telpā starp neitrālās puses un līnijas puses strāvas transformatoriem (CT). Šis mērķtiecīgais aizsardzības mehānisms ir galvenokārt vērsts uz zemeskārtējo boju detektēšanu ģeneratora stators virvēs. Atzīmējams, ka tā paliek neaktīva ārējo zemeskārtējo boju gadījumos, tāpēc šo shēmu bieži sauc arī par ierobežoto zemeskārtējo aizsardzības shēmu. Lielos ģeneratoros šo shēmu bieži ievieš kā papildu aizsardzības slāni, papildinot citas plašākas aizsardzības sistēmas.

Darbības mehānisms

Normāla darbība

Normālas darbības stāvoklī ģeneratorā, cauruļu transformatoru sekundāros virvos plūstošo strāvu summa ir precīzi nulle. Turklāt neitrālajā savienojumā nav strāvas plūsmas. Tā rezultātā shēmai atbilstošais aizsardzības relejs paliek neenerģētisks, norādot, ka sistēma darbojas bez jebkādu boju stāvokļu.

Boja aizsargāmajā zonā

Ja aizsargāmajā zonā (līnijas puses CT kreisajā pusē) notiek zemeskārtēja boja, notiek nozīmīga izmaiņa. Bojas strāva sāk plūstēt cauri strāvas transformatoru primārajām virvēm. Tas savukārt izraisa atbilstošas sekundārās strāvas, kas plūst cauri relejam. Kad šo sekundāro strāvu lielums sasniedz iepriekš definēto slodzi, relejs aktivizējas, aktivizējot šķērsošanas releju, lai atsekošana un izolētu bojājos ģeneratora daļu. Šī ātrā reakcija palīdz novērst turpmāku bojā radīto kaitējumu ģeneratoram.

Boja ārpus aizsargājamo zonu

Ja boja notiek ārpus aizsargājamo zonu (līnijas puses CT labajā pusē), elektriskā uzvedība ir atšķirīga. Ģeneratora terminālos plūstošo strāvu summa ir vienāda ar strāvu, kas plūst neitrālajā savienojumā. Šis līdzsvars rezultē tā, ka operatīvā spuldze releja virvē nav neto strāvas plūsmas. Tādējādi relejs nedarbojas, un sistēma turpinājot darboties, pieņemot, ka boja ir ārēja un neatrada tiešu draudu ģeneratora aizsargājamajiem stators virviem.

Trūkumi

Neraugoties uz to, ka daudzos gadījumos līdzsvarotā zemeskārtējā aizsardzības shēma ir efektīva, tā ir ievērojami ierobežota. Ja boja notiek tuvā neitrālajam terminālam vai ja neitrālās zemeskārtējās savienojuma veidošana notiek caur pretestību vai sadalīšanas transformatoru, bojas strāvas, kas plūst cauri strāvas transformatoru sekundārajām virvēm, samazinās. Šādos gadījumos šī samazinātā strāva var kļūt zemāka par releja uzņemšanas strāvu, kas ir minimālā strāva, kas nepieciešama, lai aktivizētu releju. Tādējādi relejs nedarbojas, ļaujot bojas strāvai turpināt plūstēt cauri ģeneratora virvēm. Šī ilgstošā bojas strāves iedarbība var izraisīt pārmērīgu siltumu, izolācijas pasliktināšanos un potenciāli smagu kaitējumu ģeneratoram, uzsverot šo ierobežojumu sapratnes un risināšanas nozīmi praktiskajā lietošanā.