Perlindungan Keseimbangan Kesalahan ke Bumi

Skim Penyelenggaraan Keseimbangan Kesalahan Bumi untuk Jana Pembangkit Elektrik Kecil

Skim penyelenggaraan keseimbangan kesalahan bumi berfungsi sebagai perlindungan penting, terutamanya digunakan untuk melindungi jana pembangkit elektrik kecil dalam situasi di mana sistem perlindungan pembezaan dan keseimbangan sendiri tidak menjadi pilihan yang layak. Dalam jana pembangkit elektrik kecil, hujung neutral dari tiga fasa belitan disambungkan secara dalaman ke satu terminal. Oleh itu, hujung neutral tidak boleh diakses dari luar, menyebabkan kaedah perlindungan konvensional tidak berkesan. Di sinilah skim perlindungan keseimbangan bumi masuk, memberikan perlindungan penting terhadap kesalahan bumi. Perlu diperhatikan bahawa skim ini direka khusus untuk mengesan kesalahan bumi dan tidak menawarkan perlindungan terhadap kesalahan fasa-ke-fasa, kecuali jika kesalahan fasa-ke-fasa tersebut kemudiannya berkembang menjadi kesalahan bumi.

Sambungan Skim Penyelenggaraan Keseimbangan Kesalahan Bumi

Pelaksanaan skim penyelenggaraan keseimbangan kesalahan bumi melibatkan konfigurasi tepat transformator arus (CTs). Dalam susunan ini, CTs dipasang pada setiap fasa jana pembangkit elektrik. Belitan sekunder mereka kemudian disambungkan secara selari dengan belitan sekunder CT lain. CT tambahan ini dipasang pada penghantar yang menghubungkan titik bintang (neutral) jana pembangkit elektrik ke bumi. Sebuah relai perlindungan disambung secara strategik merentasi belitan sekunder gabungan semua CT ini. Susunan ini membolehkan sistem perlindungan memantau ketidakseimbangan arus yang berlaku semasa keadaan kesalahan bumi, membolehkan relai mendeteksi dan bertindak balas dengan cepat terhadap potensi kesalahan, dengan demikian melindungi jana pembangkit elektrik kecil daripada kerusakan akibat kesalahan bumi.

Skim Penyelenggaraan Keseimbangan Kesalahan Bumi: Fungsionaliti, Had, dan Kepentingan

Tinjauan dan Lingkup

Skim perlindungan keseimbangan direka untuk melindungi terhadap kesalahan bumi dalam kawasan yang ditentukan, khususnya kawasan yang dibatasi antara transformator arus (CTs) sisi neutral dan sisi garis. Mekanisme perlindungan yang ditarget ini terutamanya fokus pada pendeteksian kesalahan bumi dalam belitan stator jana pembangkit elektrik. Nota bene, ia tetap tidak aktif semasa kesalahan bumi luaran, itulah sebabnya skim ini juga sering dirujuk sebagai skim perlindungan kesalahan bumi terbatas. Dalam jana pembangkit elektrik besar, skim ini sering dilaksanakan sebagai lapisan perlindungan tambahan, melengkapkan sistem perlindungan yang lebih komprehensif.

Mekanisme Operasi

Operasi Normal

Dalam keadaan operasi normal jana pembangkit elektrik, jumlah arus yang mengalir melalui belitan sekunder transformator arus adalah tepat sifar. Selain itu, tiada aliran arus dari sekunder ke neutral. Oleh itu, relai perlindungan yang berkaitan dengan skim ini kekal tanpa tenaga, menunjukkan bahawa sistem beroperasi tanpa sebarang keadaan kesalahan.

Kesalahan dalam Zon Dilindungi

Apabila kesalahan bumi berlaku dalam zon dilindungi (kawasan di sebelah kiri CT sisi garis), perubahan yang signifikan berlaku. Arus kesalahan bermula mengalir melalui belitan utama transformator arus. Ini, seterusnya, menginduksi arus sekunder yang berkenaan yang melewati relai. Apabila magnitud arus sekunder ini mencapai ambang yang ditentukan, relai diaktifkan, memicu pemutus litar untuk trip dan mengasingkan bahagian jana pembangkit elektrik yang rosak. Tanggapan yang cepat ini membantu mencegah kerosakan lanjut kepada jana pembangkit elektrik akibat kesalahan.

Kesalahan di Luar Zon Dilindungi

Dalam kejadian kesalahan berlaku di luar zon perlindungan (di sebelah kanan CT sisi garis), tingkah laku elektrikal berbeza. Jumlah arus pada terminal jana pembangkit elektrik adalah sama dengan arus yang mengalir dalam sambungan neutral. Keseimbangan ini menghasilkan tiada arus bersih mengalir melalui koil operasi relai. Akibatnya, relai tidak beroperasi, dan sistem terus berfungsi, mengandaikan bahawa kesalahan tersebut adalah luaran dan tidak mengancam integriti belitan stator jana pembangkit elektrik yang dilindungi secara langsung.

Kerugian

Walaupun efektif dalam banyak skenario, skim perlindungan keseimbangan bumi memiliki had yang ketara. Apabila kesalahan berlaku dekat dengan terminal neutral atau apabila grounding neutral ditubuhkan melalui rintangan atau transformator penyebar, magnitud arus kesalahan yang mengalir melalui belitan sekunder transformator arus menjadi berkurangan secara signifikan. Dalam kes-kes seperti ini, arus yang berkurang ini mungkin jatuh di bawah arus pick-up relai, yang merupakan arus minimum yang diperlukan untuk mengaktifkan relai. Akibatnya, relai gagal beroperasi, membolehkan arus kesalahan terus mengalir dalam belitan jana pembangkit elektrik. Paparan yang panjang terhadap arus kesalahan ini boleh menyebabkan overheat, pengurangan isolasi, dan potensi kerosakan yang serius kepada jana pembangkit elektrik, menyoroti kepentingan pemahaman dan penyelesaian had-had ini dalam aplikasi praktikal.