रोटर अर्थ फ़ॉल्ट संरक्षण

जनरेटर में रोटर अर्थ फ़ॉल्ट सुरक्षा

जनरेटर का रोटर आमतौर पर ग्राउंड से इलेक्ट्रिकल रूप से अलग रहता है। इस परिणामस्वरूप, एक एकल इन्सुलेशन ब्रेकडाउन फ़ॉल्ट तुरंत एक महत्वपूर्ण फ़ॉल्ट करंट को प्रवाहित नहीं करेगा। शुरू में, ऐसा एकल फ़ॉल्ट रोटर के संचालन पर गंभीर रूप से प्रभाव नहीं डाल सकता है। हालाँकि, यदि फ़ॉल्ट जारी रहता है, तो यह धीरे-धीरे जनरेटर के फील्ड वाइंडिंग को क्षति पहुंचा सकता है, जो प्रणाली की विफलता और लागत वाले रिपेयर का कारण बन सकता है। इसलिए, विशेष रूप से बड़े जनरेटरों में, फील्ड वाइंडिंग की सुरक्षा के लिए रोटर अर्थ फ़ॉल्ट सुरक्षा प्रणाली आवश्यक है।

जब रोटर में एक एकल अर्थ फ़ॉल्ट होता है, तो यह हमेशा तुरंत पूरी प्रणाली को ट्रिप करने की आवश्यकता नहीं होती। बल्कि, सुरक्षात्मक रिले केवल फ़ॉल्ट की उपस्थिति को संकेत देता है, जिससे ऑपरेटर जनरेटर को रखरखाव और रिपेयर के लिए सुविधाजनक समय पर सेवा से हटाने की योजना बना सकते हैं। रोटर अर्थ फ़ॉल्ट सुरक्षा के लिए कई तरीके इस्तेमाल किए जाते हैं, और नीचे एक सबसे सामान्य दृष्टिकोण का वर्णन किया गया है।

उच्च प्रतिरोध का उपयोग करके रोटर अर्थ फ़ॉल्ट सुरक्षा

इस विधि में, एक उच्च-प्रतिरोध घटक को रोटर के फील्ड वाइंडिंग के पार से जोड़ा जाता है। इस प्रतिरोध के मध्य बिंदु को एक संवेदनशील रिले के माध्यम से ग्राउंड किया जाता है। जब रोटर सर्किट में अर्थ फ़ॉल्ट होता है, तो परिणामस्वरूप इलेक्ट्रिकल असंतुलन रिले द्वारा निर्धारित किया जाता है। फ़ॉल्ट की पहचान करने पर, रिले सर्किट ब्रेकर को ट्रिपिंग कमांड भेजता है, जिससे दोषपूर्ण घटक को अलग करने की प्रक्रिया शुरू हो जाती है।

हालाँकि, यह प्रणाली एक महत्वपूर्ण कमी है। यह रोटर सर्किट के अधिकांश हिस्सों में फ़ॉल्ट का प्रभावी रूप से निर्धारण कर सकती है, लेकिन यह रोटर के केंद्रीय बिंदु पर फ़ॉल्ट की पहचान करने में कठिनाई महसूस करती है। इस सीमा को दूर करने के लिए, प्रतिरोध के टैप को केंद्र से दूसरी स्थिति पर स्थानांतरित किया जा सकता है। इस प्रकार, प्रणाली की संवेदनशीलता फिर से व्यवस्थित की जाती है, जिससे रिले रोटर के मध्य बिंदु पर भी फ़ॉल्ट की पहचान कर सकता है, जिससे सुरक्षा मेकेनिज़्म की कुल प्रभावशीलता में सुधार होता है।

रोटर अर्थ फ़ॉल्ट सुरक्षा के लिए AC और DC इंजेक्शन विधियाँ

AC इंजेक्शन विधि

रोटर अर्थ फ़ॉल्ट सुरक्षा के लिए AC इंजेक्शन विधि में फील्ड वाइंडिंग सर्किट और ग्राउंड में एकांतर धारा इंजेक्ट की जाती है। इस सेटअप में एक संवेदनशील ओवरवोल्टेज रिले और एक धारा-सीमित कैपेसिटर शामिल होता है। जब रोटर में एक एकल अर्थ फ़ॉल्ट होता है, तो यह एक बंद सर्किट बनाता है जिसमें एकांतर धारा स्रोत, संवेदनशील रिले, और अर्थ फ़ॉल्ट का बिंदु शामिल होता है। इस परिणामस्वरूप, रिले इस नए बने सर्किट में इलेक्ट्रिकल परिवर्तनों को संवेदनशीलता से निर्धारित करके अर्थ फ़ॉल्ट की उपस्थिति को पहचान पाता है।

हालाँकि, यह विधि कई महत्वपूर्ण कमियों का सामना करती है। एक प्रमुख मुद्दा कैपेसिटर के माध्यम से प्रवाहित लीकेज धारा है। यह लीकेज धारा चुंबकीय क्षेत्र के संतुलन को बाधित करती है, जिससे जनरेटर के चुंबकीय बेयरिंग पर दबाव बढ़ जाता है। इसके अलावा, एकांतर धारा एक और चुनौती प्रस्तुत करती है: रिले ग्राउंड की ओर धारा की विद्युत क्षमता के माध्यम से प्रवाहित होने वाली सामान्य धारा पर प्रतिक्रिया नहीं कर सकता है। इसका मतलब है कि रिले और उसकी इंडक्टेंस के बीच कैपेसिटेंस के बीच रिझोनेंस होने से बचने के लिए विशेष सावधानी ली जानी चाहिए। रिझोनेंस असामान्य विद्युत स्थितियों का कारण बन सकता है, जो फ़ॉल्ट निर्णय में गलत-सकारात्मक या गलत-नकारात्मक परिणामों का कारण बन सकता है, और रिले या सुरक्षा प्रणाली के अन्य घटकों को क्षति पहुंचा सकता है।

DC इंजेक्शन विधि: AC इंजेक्शन प्रणाली की चुनौतियों का समाधान

रोटर अर्थ फ़ॉल्ट सुरक्षा के लिए AC इंजेक्शन प्रणाली की अंतर्निहित सीमाएं DC इंजेक्शन विधि के उपयोग से प्रभावी रूप से संबोधित की जा सकती हैं। यह वैकल्पिक दृष्टिकोण अपनी सरलता और लीकेज धारा समस्याओं की अनुपस्थिति के लिए उभरता है, जो AC-आधारित प्रणाली के प्रमुख दोष हैं।

DC इंजेक्शन विधि में, सर्किट की व्यवस्था सरल है। संवेदनशील रिले का एक टर्मिनल एक्साइटर से जुड़ा होता है, जबकि दूसरा टर्मिनल डीसी विद्युत स्रोत के नकारात्मक टर्मिनल से जुड़ा होता है। इस डीसी स्रोत का सकारात्मक टर्मिनल ग्राउंड किया जाता है। यह सेटअप फ़ॉल्ट निर्णय के लिए एक स्पष्ट विद्युत पथ बनाता है। जब रोटर में अर्थ फ़ॉल्ट होता है, तो यह सर्किट को बंद करता है, जिससे फ़ॉल्ट धारा निर्धारित पथ के माध्यम से प्रवाहित होती है। इस सर्किट का हिस्सा बनने वाला संवेदनशील रिले तुरंत फ़ॉल्ट धारा की उपस्थिति को निर्धारित करता है, जिससे एक अलर्ट या सुरक्षात्मक कार्रवाई ट्रिगर होती है। AC इंजेक्शन प्रणाली के साथ जुड़ी लीकेज धारा और रिझोनेंस समस्याओं को दूर करके, DC इंजेक्शन विधि रोटर अर्थ फ़ॉल्ट सुरक्षा के लिए एक अधिक विश्वसनीय और कार्यक्षम समाधान प्रदान करती है।