Balansirana zaščita pred zemeljskimi kemi

Balansirana zaščita pred krmilnimi napakami za majhne generatorje

Balansirana zaščita pred krmilnimi napakami je ključna zaščitna shema, ki se predvsem uporablja za zaščito majhnih generatorjev v situacijah, ko diferencialne in samobalansirane zaščitne sisteme ni mogoče uporabiti. V majhnih generatorjih so neutralni konci trehfaznih navojev notranje povezani z eno terminalno točko. Tako je neutralni konec zunaj nedostopen, kar naredi konvencionalne metode zaščite neučinkovite. Tukaj stopi v igro balansirana zaščita pred krmilnimi napakami, ki zagotavlja bistveno zaščito pred krmilnimi napakami. Pomembno je omeniti, da ta shema posebej zaznava krmilne napake in ne zagotavlja zaščite pred fazno-faznimi napakami, razen če te fazno-fazne napake kasneje postanejo krmilne napake.

Povezava balansirane zaščite pred krmilnimi napakami

Implementacija balansirane zaščite pred krmilnimi napakami vključuje natančno konfiguracijo pretvornikov tokov (CT). V tej nastavitvi so CT nameščeni na vsaki fazi generatorja. Njihovi sekundarni navoji so potem vzporedno povezani s sekundarnim navojem drugega CT. Ta dodatni CT je nameščen na vodnik, ki povezuje zvezdno točko (neutral) generatorja z krmilom. Zaščitni relej je strateško povezan preko kombiniranih sekundarnih navojev vseh teh CT. Ta razpostavitev omogoča zaščitnemu sistemu, da spremlja neravnovesja tokov, ki se pojavijo med krmilno napako, kar omogoča releju, da hitro zazna in odzove na morebitne napake, tako varuje majhen generator pred škodo, povzročeno krmilnimi napakami.

Balansirana zaščita pred krmilnimi napakami: Funkcionalnost, omejitve in pomen

Pregled in obseg

Balansirane sheme zaščite so zasnovane za zaščito pred krmilnimi napakami znotraj določenega območja, konkretno območja, omejenega med neutralnimi in faznimi pretvorniki tokov (CT). Ta ciljna mehanizma zaščite je predvsem usmerjen v zaznavanje krmilnih napak znotraj statornih navojev generatorja. Opomba, ostane neaktivna med zunanjimi krmilnimi napakami, zato se ta shema tudi pogosto imenuje omejena zaščita pred krmilnimi napakami. V velikih generatorjih se ta shema pogosto izvaja kot dodatna vrstva zaščite, ki dopolnjuje druge bolj celovite sisteme zaščite.

Operativni mehanizem

Normalna operacija

Pod normalnimi delovnimi pogoji generatorja je vsota tokov, ki tečejo skozi sekundarne navoje pretvornikov tokov, natančno enaka nič. Poleg tega ni toka, ki bi tekla od sekundarnega do neutralnega. Tako ostane zaščitni relej, povezan s shemo, deenergiziran, kar kaže, da sistem deluje brez kakršnekoli stanja napake.

Napaka znotraj zaščitenega območja

Ko se v zaščitenem območju (območje levo od faznega CT) zgodi krmilna napaka, se zgodi pomemben sprememba. Tok napake začne teči skozi primarne navoje pretvornikov tokov. To inducirajo ustrezne sekundarne tokove, ki tečejo skozi relej. Ko dosežejo velikost teh sekundarnih tokov preddefinirano prag, se relej aktivira, sproži padec preklopnika in izolira defektne del generatorja. Ta hitri odziv pomaga preprečiti nadaljnjo škodo generatorju zaradi napake.

Napaka zunaj zaščitenega območja

V primeru, da se napaka zgodi zunaj zaščitenega območja (desno od faznega CT), je električno obnašanje drugačno. Vsota tokov na generatorjih je enaka toku, ki teče v neutralni povezavi. Ta ravnovesje rezultira v tem, da skozi delovalni navoj releja ne teče noben neto tok. Tako relej ne deluje, in sistem nadaljuje z delovanjem, pri čemer se privzame, da je napaka zunanja in neposredno ne ogroža integritete zaščitenih statornih navojev generatorja.

Nedostatki

Čeprav je balansirana zaščita pred krmilnimi napakami učinkovita v mnogih situacijah, ima znatne omejitve. Ko se napaka zgodi blizu neutralnega terminala ali kadar je neutralno priklop izveden preko upora ali distribucijskega transformatorja, se velikost toka napake, ki teče skozi sekundarni navoj pretvornika tokov, znatno zmanjša. V takšnih primerih se ta zmanjšan tok lahko spusti pod pragove toka releja, ki je najmanjši tok, potreben za aktiviranje releja. Tako relej ne deluje, omogoča, da tok napake ostane v navojih generatorja. To dolgotrajno izpostavljenost toka napake lahko vodi do pregrevanja, degradacije izolacije in potencialno težke škode generatorju, kar poudarja pomembnost razumevanja in reševanja teh omejitev v praktičnih aplikacijah.