Zaštita od zemljanih grešaka rotora

Zaštita od zemljanih kvarova rotora u generatorima

Rotor generatora obično ostaje nezazemljen, što znači da je električki izoliran od zemlje. Tako jedan pojedinačni kvar izolacije neće odmah dovesti do značajnog struja kvara. Na početku takav pojedinačni kvar može ne znatno utjecati na rad rotora. Međutim, ako kvar bude trajao, može postupno oštetiti polje rotora, potencijalno dovođući do propusta sustava i skupih popravaka. Zbog toga, posebno kod velikih generatora, sustav zaštite od zemljanih kvarova rotora bitan je za zaštitu polja rotora.

Kada se pojavi jedan zemljani kvar u rotoru, nije uvijek nužno odmah isključiti cijeli sustav. Umjesto toga, zaštitni relej samo signali prisustvo kvara, omogućujući operaterima planiranje uklanjanja generatora iz rada u pogodno vrijeme za održavanje i popravke. Korišteni su različiti metodi za zaštitu od zemljanih kvarova rotora, a jedan od najčešćih pristupa opisan je u nastavku.

Zaštita od zemljanih kvarova rotora koristeći visok otpor

U ovom metodu, komponenta s visokim otporom povezuje se preko polja rotora. Sredina ovog otpornika zatim se zazemljuje putem osjetljivog releja. Kada se dogodi zemljani kvar u krugu rotora, rezultirajući elektrostatistički nesukladnost detektira relej. Nakon identifikacije kvara, relej šalje naredbu za isključivanje prekidnika, započinjući proces izolacije kvarne komponente.

Međutim, ovaj sustav ima značajan nedostatak. Može učinkovito detektirati kvarove na većini kruga rotora, ali mu je teško prepoznati kvarove točno u središnjem dijelu rotora. Da bi se ova ograničenja prevazišla, tap na otporniku može se pomaknuti s sredine na drugu poziciju. Time se osjetljivost sustava rekonfigurira, omogućujući releju da detektira kvarove čak i u središnjem dijelu rotora, time unapređujući ukupnu učinkovitost mehanizma zaštite.

Metode ubrizgavanja AC i DC struje za zaštitu od zemljanih kvarova rotora

Metoda ubrizgavanja AC struje

Metoda ubrizgavanja AC struje za zaštitu od zemljanih kvarova rotora uključuje ubrizgavanje izmjenljive struje u krug polja rotora i zemlju. Ova postavka uključuje osjetljivi relej preopterećenja i kapacitor koji ograničava struju. Kada se pojedinačni zemljani kvar pojavi u rotoru, stvara se zatvoreni krug koji uključuje izvor izmjenljive struje, osjetljivi relej i mjesto zemljanskog kvara. Rezultat je da relej može detektirati prisustvo zemljanskog kvara otkrivajući električne promjene unutar ovog novog formiranog kruga.

Međutim, ova metoda ima nekoliko značajnih nedostataka. Jedan od glavnih problema je struja koja prolazi kroz kapacitor. Ova struja ometanja ruši ravnotežu magnetskog polja, dovodeći do povećane opterećenosti magnetskih ležaja generatora. Također, izmjenljiva struja predstavlja još jedan izazov: relej može ne reagirati na normalnu struju koja teče kroz kapacitet do zemlje. To znači da moraju se poduzeti posebne mjere kako bi se spriječilo pojavljivanje rezonancije između kapaciteta i induktivnosti releja. Rezonanca može uzrokovati anormalne električne stanja, potencijalno vodeći do lažnih pozitivnih ili negativnih signala u detekciji kvara, te čak i oštećenje releja ili drugih komponenti unutar sustava zaštite.

Metoda ubrizgavanja DC struje: Rješenje za izazove sustava ubrizgavanja AC struje

Ograničenja inherentna sustavu ubrizgavanja AC struje za zaštitu od zemljanih kvarova rotora mogu se učinkovito riješiti korištenjem metode ubrizgavanja DC struje. Ovaj alternativni pristup ističe se svojom jednostavnošću i odsutnošću problema sa strujama ometanja, koje su glavni nedostaci sustava temeljenog na AC struji.

U metodi ubrizgavanja DC struje, konfiguracija kruga je jednostavna. Jedan terminal osjetljivog releja povezan je s eksciterom, dok je drugi terminal povezan s negativnim terminalom izvora DC struje. Pozitivni terminal ovog izvora DC struje zazemljen je. Ova postavka stvara jasan električni put za detekciju kvara. Kada se u rotoru pojavi zemljani kvar, zatvara se krug, omogućujući strujanju kvarne struje kroz postavljeni put. Osjetljivi relej, koji je dio ovog kruga, brzo detektira prisustvo kvarne struje, pokrećući upozorenje ili zaštitnu akciju. Eliminirajući složenosti vezane uz struje ometanja i probleme s rezonancijom koji su karakteristični za sustav ubrizgavanja AC struje, metoda ubrizgavanja DC struje nudi pouzdaniju i učinkovitiju rješenje za zaštitu od zemljanih kvarova rotora.