Защита при земна връзка на ротора

Защита от земените дефекти на ротора в генератори

Роторът на генератор обикновено е изолиран от земята, което означава, че остава електрически изолиран. В резултат на това единична дефектна изолация не би причинила незабавно значителен дефектен ток. Напочатък такъв единичен дефект може да не окаже сериозно влияние върху работата на ротора. Обачно, ако дефектът продължи, той може постепенно да повреди полевия витник на генератора, което може да доведе до системни сърдечни пропуски и скъпи ремонти. Затова, особено при големите генератори, е съществено да се използва система за защита от земни дефекти на ротора, за да се защити полевият витник.

Когато се случи единичен земен дефект в ротора, не е винаги необходимо незабавно да се спре цялата система. Вместо това защитното реле просто сигнализира за наличието на дефект, позволявайки операторите да планират изключването на генератора от услугата в удобен момент за поддръжка и ремонт. Използват се няколко метода за защита от земни дефекти на ротора, и един от най-общи подходи е описан по-долу.

Защита от земни дефекти на ротора чрез използване на високи съпротивления

В този метод, компонент с висока съпротивност се свързва към полевия витник на ротора. Средата на този резистор след това се заземява чрез чувствително реле. Когато се случи земен дефект в кръга на ротора, резултантното електрическо несъответствие се улавя от релето. След като дефектът е идентифициран, релето изпраща команда за спиране на автоматичния ключ, започвайки процеса на изолация на дефектния компонент.

Онако, тази система има значителен недостатък. Тя може ефективно да улавя дефекти в повечето части на кръга на ротора, но трудно идентифицира дефекти точно в централната точка на ротора. За да се преодолее този ограничение, контактът на резистора може да бъде преместен от центъра на друга позиция. По този начин, чувствителността на системата се реформира, позволявайки на релето да улавя дефекти дори в средата на ротора, като това подобрява общата ефективност на механизма за защита.

Методи на инжекция на AC и DC за защита от земни дефекти на ротора

Метод на инжекция на AC

Методът на инжекция на AC за защита от земни дефекти на ротора включва инжекция на алтернативен ток в кръга на полевия витник и земята. Тази конфигурация включва чувствително реле за надвoltage и капацитет за ограничаване на тока. Когато се случи единичен земен дефект в ротора, той създава затворен кръг, който включва източника на алтернативен ток, чувствителното реле и точката на земния дефект. В резултат, релето може да улови присъствието на земния дефект, като улавя електрическите промени в този новообразуван кръг.

Онако, този метод има няколко значителни недостатъка. Един основен проблем е течението на течност, което минава през капацитета. Това теченство нарушава баланса на магнитното поле, водейки до увеличена напрегнатост в магнитните подвески на генератора. Освен това, алтернативният ток представлява още един предизвикателств: релето може да не реагира на нормалния ток, който протича през капацитета към земята. Това означава, че трябва да се предприемат специални мерки, за да се предотврати резонанс между капацитета и индуктивността на релето. Резонансът може да причини аномални електрически условия, които могат потенциално да доведат до лъжливи положителни или отрицателни реакции при улавяне на дефектите, и дори да повредят релето или други компоненти в системата за защита.

Метод на инжекция на DC: Решение на предизвикателствата на системата на инжекция на AC

Ограниченията, присъстващи в системата на инжекция на AC за защита от земни дефекти на ротора, могат ефективно да бъдат преодолени чрез използването на метода на инжекция на DC. Този алтернативен подход изглежда с простотата си и липсата на проблеми с течности, които са основни недостатъци на системата, базираща се на AC.

В метода на инжекция на DC, конфигурацията на кръга е проста. Единият край на чувствителното реле се свързва с екситера, докато другият край се свързва с отрицателния терминал на източник на DC. Положителният терминал на този DC източник се заземява. Тази конфигурация създава ясен електричен път за улавяне на дефектите. Когато се случи земен дефект в ротора, той затваря кръга, позволявайки дефектния ток да протече през установения път. Чувствителното реле, част от този кръг, незабавно улавя присъствието на дефектния ток, активирайки предупреждение или защитно действие. Отстранявайки сложностите, свързани с течностите и резонанса, които засягат системата на инжекция на AC, методът на инжекция на DC предлага по-надеждно и ефективно решение за защита от земни дефекти на ротора.