Rotor jordfejlbeskyttelse

Rotor Jordebeskyttelse i Generatører

Generatørens rotor er typisk ubeskyttet mod jord, hvilket betyder, at den forbliver elektrisk isoleret fra jorden. Derved vil en enkelt isolationsfejl ikke med det samme forårsage en betydelig fejlstrøm. I begyndelsen kan en sådan enkelt fejl ikke alvorligt påvirke rotorens funktion. Hvis fejlen dog fortsætter, kan den gradvist skade generatørens feltspole, potentielt førende til systemfejl og dyre reparationer. Derfor er en rotor jordebeskyttelsessystem essentiel, især i store generatører, for at beskytte feltspolen.

Når en enkelt jordfejl opstår i rotoren, er det ikke altid nødvendigt at straks afbryde hele systemet. I stedet signalerer beskyttelsesrelæ blot tilstedeværelsen af fejlen, hvilket giver operatører mulighed for at planlægge generatorens udtagelse fra tjeneste på et passende tidspunkt til vedligeholdelse og reparation. Der anvendes flere metoder til rotor jordebeskyttelse, og en af de mest almindelige tilgange beskrives nedenfor.

Rotor Jordebeskyttelse Ved Brug af Høj Modstand

I denne metode er en højmodstands komponent forbundet tværs over rotorens feltspole. Midtpunktet af denne modstand er derefter jordet via et sensitivt relæ. Når en jordfejl opstår i rotorstrømkredsen, registreres den resulterende elektriske ubalance af relæet. Når fejlen er identificeret, sender relæet en afbrydelseskommando til strømbryderen, hvilket indleder processen med at isolere den defekte komponent.

Dette system har dog en betydelig ulempe. Det kan effektivt detektere fejl over det meste af rotorstrømkredsen, men det har svært ved at identificere fejl præcis i rotorens centrum. For at løse denne begrænsning kan tapet på modstanden flyttes fra midten til en anden position. Ved at gøre dette konfigureres systemets sensitivitet på ny, hvilket gør, at relæet kan detektere fejl selv i midtpunktet af rotoren, og dermed forbedrer den samlede effektivitet af beskyttelsesmekanismen.

AC- og DC-injektionsmetoder til Rotor Jordebeskyttelse

AC-injektionsmetode

AC-injektionsmetoden til rotor jordebeskyttelse indebærer at injicere alternerende strøm i feltspolekredsen og jorden. Denne opsætning inkluderer et sensitivt overspændingsrelæ og en strømbegrænset kapacitator. Når en enkelt jordfejl opstår i rotoren, oprettes en lukket kreds, der omfatter alternerende strømkilden, det sensitive relæ og punktet for jordfejlen. Som resultat kan relæet detektere tilstedeværelsen af jordfejlen ved at registrere de elektriske ændringer i denne nyligt dannede kreds.

Denne metode har dog flere betydelige ulemper. Et hovedproblem er gelekkagestrømmen, der passerer gennem kapacitoren. Denne gelekkagestrøm forstyrrer magnetfeltets balance, hvilket fører til øget stress på generatorens magnetiske læg. Desuden udgør den alternerende strøm en anden udfordring: relæet kan mislykkes med at reagere på den normale strøm, der passerer gennem kapacitansen til jorden. Dette betyder, at specielle foranstaltninger skal træffes for at forhindre resonans mellem kapacitansen og induktansen i relæet. Resonans kan forårsage anormale elektriske forhold, potentielt førende til falske positive eller negative fejlregistreringer, og kan endda skade relæet eller andre komponenter i beskyttelsessystemet.

DC-injektionsmetode: En Løsning på AC-injektionssystems Udfordringer

De begrænsninger, der findes i AC-injektionssystemet til rotor jordebeskyttelse, kan effektivt løses ved hjælp af DC-injektionsmetoden. Denne alternativte tilgang er fremherskende på grund af sin enkelhed og fraværet af problemer med gelekkagestrøm, som er store ulemper i AC-baseret system.

I DC-injektionsmetoden er kredskonfigurationen enkel. En terminal på det sensitive relæ er forbundet til excitoren, mens den anden terminal er forbundet til den negative terminal på en DC-strømkilde. Den positive terminal på denne DC-kilde er jordet. Denne opsætning skaber en klar elektrisk vej for fejlregistrering. Når en jordfejl opstår i rotoren, lukker den kredsen, hvilket tillader, at fejlstrømmen passerer gennem den etablerede vej. Det sensitive relæ, der er en del af denne kreds, registrerer hurtigt tilstedeværelsen af fejlstrømmen, hvilket udløser en advarsel eller beskyttelsesaktion. Ved at eliminere kompleksiteten forbundet med gelekkagestrøm og resonansproblemer, der plager AC-injektionssystemet, tilbyder DC-injektionsmetoden en mere pålidelig og effektiv løsning til rotor jordebeskyttelse.