پروتکسیون خرابی زمین روتور

پروتکسیون خطای زمینه‌ای روتور در مولد‌ها

روتور یک مولد معمولاً بدون زمینه باقی می‌ماند، به این معنی که به صورت الکتریکی از زمین جدا می‌شود. بنابراین، یک خطا تک‌فازی ناشی از شکست عایقی فوراً باعث جریان قابل توجهی از خطا نخواهد شد. ابتدا، چنین خطا تک‌فازی‌ای ممکن است عملکرد روتر را به طور جدی تحت تأثیر قرار ندهد. با این حال، اگر خطا ادامه یابد، می‌تواند به تدریج سیم پیچ میدان مولد آسیب برساند و ممکن است منجر به خرابی‌های سیستمی و تعمیرات گران‌قیمت شود. به همین دلیل، به ویژه در مولد‌های بزرگ، یک سیستم پروتکسیون خطای زمینه‌ای روتر برای حفاظت از سیم پیچ میدان ضروری است.

وقتی که یک خطا تک‌فازی در روتر رخ می‌دهد، همیشه لازم نیست که سیستم کامل فوراً قطع شود. به جای آن، رеле محافظ فقط وجود خطا را اعلام می‌کند، که به اپراتورها اجازه می‌دهد تا مولد را در زمان مناسبی برای تعمیرات و تعمیرات خارج از خدمت کنند. روش‌های مختلفی برای پروتکسیون خطای زمینه‌ای روتر استفاده می‌شود و یکی از روش‌های متداول در ادامه توضیح داده شده است.

پروتکسیون خطای زمینه‌ای روتر با استفاده از مقاومت بالا

در این روش، یک مؤلفه با مقاومت بالا به طور موازی با سیم پیچ میدان روتر وصل می‌شود. نقطه میانی این مقاومت سپس از طریق یک رله حساس به زمین متصل می‌شود. وقتی که یک خطا تک‌فازی در مدار روتر رخ می‌دهد، عدم تعادل الکتریکی ناشی از آن توسط رله تشخیص داده می‌شود. پس از شناسایی خطا، رله دستور قطع به برشکن ارسال می‌کند، که فرآیند جدا کردن مولفه خراب را آغاز می‌کند.

با این حال، این سیستم یک نقیصه مهم دارد. این سیستم می‌تواند به طور موثری خطاها را در بیشتر نقاط مدار روتر شناسایی کند، اما در شناسایی دقیق خطا در مرکز روتر مشکل دارد. برای رفع این محدودیت، تپ روی مقاومت می‌تواند از مرکز به موقعیت دیگری منتقل شود. با انجام این کار، حساسیت سیستم دوباره تنظیم می‌شود، که به رله اجازه می‌دهد حتی خطاها را در نقطه میانی روتر شناسایی کند و در نتیجه کارایی کلی مکانیزم محافظت را افزایش می‌دهد.

روش‌های تزریق AC و DC برای پروتکسیون خطای زمینه‌ای روتر

روش تزریق AC

روش تزریق AC برای پروتکسیون خطای زمینه‌ای روتر شامل تزریق جریان متناوب به مدار سیم پیچ میدان و زمین است. این سیستم شامل یک رله حساس از نوع overvoltage و یک خازن محدود کننده جریان است. وقتی که یک خطا تک‌فازی در روتر رخ می‌دهد، یک مدار بسته ایجاد می‌شود که شامل منبع جریان متناوب، رله حساس و نقطه خطا است. بنابراین، رله قادر است وجود خطا را با تشخیص تغییرات الکتریکی در این مدار جدید شناسایی کند.

با این حال، این روش چندین نقیصه مهم دارد. یکی از مشکلات اصلی جریان نشتی که از طریق خازن می‌گذرد است. این جریان نشتی توازن میدان مغناطیسی را مختل می‌کند و منجر به افزایش تنش بر روی محمل‌های مغناطیسی مولد می‌شود. علاوه بر این، جریان متناوب چالش دیگری ایجاد می‌کند: رله ممکن است نتواند به جریان معمولی که از طریق ظرفیت به زمین می‌گذرد واکنش نشان دهد. این بدان معناست که تدابیر ویژه‌ای باید اتخاذ شود تا از وقوع رزونانس بین ظرفیت و القای رله جلوگیری شود. رزونانس می‌تواند شرایط الکتریکی غیرعادی ایجاد کند که ممکن است منجر به تشخیص غلط (false-positives یا false-negatives) شود و حتی ممکن است رله یا مولفه‌های دیگر در سیستم محافظت را آسیب ببیند.

روش تزریق DC: راه‌حلی برای چالش‌های سیستم تزریق AC

محدودیت‌های موجود در سیستم تزریق AC برای پروتکسیون خطای زمینه‌ای روتر می‌تواند به طور موثر با استفاده از روش تزریق DC حل شود. این روش جایگزین برای سادگی و عدم وجود مشکلات جریان نشتی، که نقیصه‌های اصلی سیستم مبتنی بر AC هستند، برجسته است.

در روش تزریق DC، پیکربندی مدار ساده است. یک انتهای رله حساس به تحریک‌کننده وصل می‌شود، در حالی که انتهای دیگر به ترمینال منفی یک منبع تغذیه DC متصل می‌شود. ترمینال مثبت این منبع DC به زمین متصل می‌شود. این پیکربندی یک مسیر الکتریکی واضح برای تشخیص خطا ایجاد می‌کند. وقتی که یک خطا تک‌فازی در روتر رخ می‌دهد، مدار بسته می‌شود و جریان خطا از طریق مسیر ایجاد شده می‌گذرد. رله حساس، که بخشی از این مدار است، به سرعت وجود جریان خطا را تشخیص می‌دهد و اقدام محافظتی یا هشداری را فعال می‌کند. با حذف پیچیدگی‌های مرتبط با جریان نشتی و نگرانی‌های رزونانس که سیستم تزریق AC را تحت تأثیر قرار می‌دهند، روش تزریق DC یک راه‌حل قابل اعتماد‌تر و کارآمدتر برای پروتکسیون خطای زمینه‌ای روتر ارائه می‌دهد.