การป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรที่สมดุล

แผนการป้องกันความผิดพลาดทางดินที่สมดุลสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็ก

แผนการป้องกันความผิดพลาดทางดินที่สมดุลเป็นการป้องกันที่สำคัญ โดยส่วนใหญ่ใช้สำหรับการป้องกันเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กในสถานการณ์ที่ระบบป้องกันแบบต่างๆ เช่น แบบดิฟเฟอร์เรนเชียลและแบบสมดุลตนเองไม่สามารถใช้งานได้ ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็ก ปลายกลางของวงจรสามเฟสจะถูกเชื่อมต่อภายในไปยังเทอร์มินัลเดียว ทำให้ปลายกลางไม่สามารถเข้าถึงจากภายนอกได้ ทำให้วิธีการป้องกันแบบดั้งเดิมไม่สามารถใช้งานได้ ซึ่งเป็นจุดที่แผนการป้องกันความผิดพลาดทางดินที่สมดุลเข้ามาทำงานโดยให้การป้องกันที่จำเป็นต่อความผิดพลาดทางดิน ควรทราบว่าแผนการนี้ออกแบบมาเพื่อตรวจจับความผิดพลาดทางดินโดยเฉพาะ และไม่ให้การป้องกันความผิดพลาดระหว่างเฟส เว้นแต่ว่าความผิดพลาดระหว่างเฟสจะพัฒนาเป็นความผิดพลาดทางดิน

การเชื่อมต่อของแผนการป้องกันความผิดพลาดทางดินที่สมดุล

การดำเนินการของแผนการป้องกันความผิดพลาดทางดินที่สมดุลประกอบด้วยการกำหนดค่าทรานสฟอร์เมอร์กระแส (CTs) อย่างแม่นยำ ในระบบนี้ ทรานสฟอร์เมอร์กระแสจะติดตั้งบนเฟสของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแต่ละเฟส แล้วสายรองของ CTs จะถูกเชื่อมต่อขนานกับสายรองของ CT อีกตัวหนึ่ง ซึ่งติดตั้งบนสายที่เชื่อมต่อจุดกลางของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (กลาง) กับดิน รีเลย์ป้องกันจะเชื่อมต่ออยู่ระหว่างสายรองรวมของ CTs ทั้งหมด การจัดวางนี้ช่วยให้ระบบป้องกันสามารถตรวจสอบความไม่สมดุลของกระแสที่เกิดขึ้นในระหว่างความผิดพลาดทางดิน ทำให้รีเลย์สามารถตรวจจับและตอบสนองต่อความผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็ว ทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กได้รับการปกป้องจากการเสียหายที่เกิดจากความผิดพลาดทางดิน

แผนการป้องกันความผิดพลาดทางดินที่สมดุล: การทำงาน ข้อจำกัด และความสำคัญ

ภาพรวมและขอบเขต

แผนการป้องกันที่สมดุลได้ถูกออกแบบมาเพื่อป้องกันความผิดพลาดทางดินภายในพื้นที่ที่กำหนด คือ พื้นที่ระหว่างทรานสฟอร์เมอร์กระแส (CTs) ด้านกลางและด้านสาย กลไกการป้องกันที่มุ่งเน้นนี้มีเป้าหมายในการตรวจจับความผิดพลาดทางดินภายในวงจรสเตเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม มันจะไม่ทำงานในกรณีที่เกิดความผิดพลาดทางดินภายนอก ซึ่งเป็นเหตุผลที่แผนการนี้มักถูกเรียกว่าแผนการป้องกันความผิดพลาดทางดินที่จำกัด ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่ แผนการนี้มักถูกนำมาใช้เป็นชั้นป้องกันเสริม ควบคู่กับระบบป้องกันอื่นๆ ที่ครอบคลุมมากขึ้น

กลไกการทำงาน

การทำงานปกติ

ภายใต้เงื่อนไขการทำงานปกติของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ปริมาณรวมของกระแสที่ไหลผ่านสายรองของทรานสฟอร์เมอร์กระแสจะเท่ากับศูนย์ นอกจากนี้ยังไม่มีกระแสใดๆ ไหลจากสายรองไปยังกลาง ทำให้รีเลย์ป้องกันที่เกี่ยวข้องยังคงอยู่ในสถานะไม่ทำงาน แสดงว่าระบบทำงานโดยไม่มีความผิดพลาด

ความผิดพลาดภายในพื้นที่ที่ได้รับการป้องกัน

เมื่อมีความผิดพลาดทางดินเกิดขึ้นภายในพื้นที่ที่ได้รับการป้องกัน (พื้นที่ทางซ้ายของ CT ด้านสาย) จะเกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างมาก กระแสความผิดพลาดจะเริ่มไหลผ่านสายหลักของทรานสฟอร์เมอร์กระแส ซึ่งจะทำให้เกิดกระแสรองที่ไหลผ่านรีเลย์ เมื่อปริมาณของกระแสรองเหล่านี้ถึงค่าที่กำหนดไว้ รีเลย์จะทำงาน กระตุ้นให้เบรกเกอร์ทำงานและแยกส่วนที่มีความผิดพลาดออกจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า การตอบสนองอย่างรวดเร็วนี้ช่วยป้องกันความเสียหายเพิ่มเติมที่เกิดจากความผิดพลาด

ความผิดพลาดนอกพื้นที่ที่ได้รับการป้องกัน

ในกรณีที่มีความผิดพลาดเกิดขึ้นนอกพื้นที่ที่ได้รับการป้องกัน (ทางขวาของ CT ด้านสาย) พฤติกรรมทางไฟฟ้าจะแตกต่างกัน ปริมาณรวมของกระแสที่ปลายเทอร์มินัลของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเท่ากับกระแสที่ไหลในสายเชื่อมต่อกลาง ความสมดุลนี้ทำให้ไม่มีกระแสรวมที่ไหลผ่านวงจรปฏิบัติงานของรีเลย์ ทำให้รีเลย์ไม่ทำงาน และระบบจะยังคงทำงานต่อไป โดยยอมรับว่าความผิดพลาดนั้นอยู่ภายนอกและไม่ได้เป็นภัยคุกคามโดยตรงต่อความสมบูรณ์ของวงจรสเตเตอร์ที่ได้รับการป้องกันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ข้อเสีย

แม้ว่าแผนการป้องกันความผิดพลาดทางดินที่สมดุลจะมีประสิทธิภาพในหลายสถานการณ์ แต่ก็มีข้อจำกัดที่สำคัญ เมื่อมีความผิดพลาดเกิดขึ้นใกล้กับเทอร์มินัลกลางหรือเมื่อมีการต่อกราวน์ผ่านตัวต้านทานหรือทรานสฟอร์เมอร์กระจาย ปริมาณของกระแสความผิดพลาดที่ไหลผ่านสายรองของทรานสฟอร์เมอร์กระแสจะลดลงอย่างมาก ในกรณีดังกล่าว กระแสที่ลดลงนี้อาจต่ำกว่าค่ากระแสที่จำเป็นในการทำงานของรีเลย์ ทำให้รีเลย์ไม่ทำงาน ทำให้กระแสความผิดพลาดยังคงอยู่ภายในวงจรสเตเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า การสัมผัสกับกระแสความผิดพลาดอย่างต่อเนื่องนี้สามารถนำไปสู่การร้อนเกิน การเสื่อมสภาพของฉนวน และความเสียหายรุนแรงต่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้า แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของการเข้าใจและแก้ไขข้อจำกัดเหล่านี้ในการใช้งานจริง