로터 대지 고장 보호

발전기의 로터 대지 고장 보호

발전기의 로터는 일반적으로 대지되지 않아 전기적으로 지면으로부터 절연됩니다. 따라서 단일 절연 부상 고장이 발생하더라도 즉시 큰 고장 전류가 흐르지는 않습니다. 초기에는 이러한 단일 고장이 로터의 작동에 심각한 영향을 미치지 않을 수 있습니다. 그러나 고장이 지속되면 점차 발전기의 필드 와인딩을 손상시키고 시스템 고장과 비싼 수리를 초래할 수 있습니다. 이 때문에 특히 대형 발전기에서는 필드 와인딩을 보호하기 위해 로터 대지 고장 보호 시스템이 필수적입니다.

로터에서 단일 대지 고장이 발생하면 항상 전체 시스템을 즉시 트립할 필요는 없습니다. 대신 보호 릴레이가 고장의 존재를 신호하여 운영자가 유지보수와 수리를 위한 편리한 시간에 발전기를 운전에서 제거하도록 할 수 있습니다. 로터 대지 고장 보호를 위한 여러 방법이 사용되며, 가장 일반적인 접근 방식 중 하나는 아래에 설명되어 있습니다.

고저항을 사용한 로터 대지 고장 보호

이 방법에서는 고저항 컴포넌트가 로터의 필드 와인딩에 연결됩니다. 이 저항의 중점은 민감한 릴레이를 통해 대지됩니다. 로터 회로에서 대지 고장이 발생하면 릴레이는 발생하는 전기 불균형을 감지합니다. 고장을 식별하면 릴레이는 회로 차단기에 트리핑 명령을 보내 고장 컴포넌트를 격리하는 과정을 시작합니다.

그러나 이 시스템은 중요한 단점이 있습니다. 대부분의 로터 회로에서 고장을 효과적으로 감지할 수 있지만, 로터의 중심점에서 정확히 고장을 식별하는 데 어려움을 겪습니다. 이를 해결하기 위해 저항의 탭을 중심에서 다른 위치로 이동할 수 있습니다. 이렇게 하면 시스템의 감도가 재구성되어 릴레이가 로터의 중점에서도 고장을 감지할 수 있게 되어 보호 메커니즘의 전반적인 효율성을 향상시킵니다.

로터 대지 고장 보호를 위한 교류 및 직류 주입 방법

교류 주입 방법

로터 대지 고장 보호를 위한 교류 주입 방법은 교류를 필드 와인딩 회로와 지면에 주입하는 것을 포함합니다. 이 구조는 민감한 과전압 릴레이와 전류 제한 콘덴서를 사용합니다. 로터에서 단일 대지 고장이 발생하면 교류 소스, 민감한 릴레이, 그리고 대지 고장 지점이 포함된 폐회로가 생성됩니다. 결과적으로 릴레이는 이 새로 형성된 회로 내의 전기 변화를 감지하여 대지 고장의 존재를 감지할 수 있습니다.

그러나 이 방법은 몇 가지 중요한 단점을 가지고 있습니다. 한 가지 주요 문제는 콘덴서를 통과하는 누설 전류입니다. 이 누설 전류는 자기장 균형을 교란하여 발전기의 자기 베어링에 추가 스트레스를 가합니다. 또한 교류는 또 다른 도전을 제기합니다: 릴레이는 콘덴서를 통해 지면으로 흐르는 정상 전류에 반응하지 못할 수 있습니다. 이는 콘덴서와 릴레이의 인덕턴스 사이에서 공진이 발생하지 않도록 특별한 주의가 필요함을 의미합니다. 공진은 비정상적인 전기 상태를 유발하여 고장 감지에서 거짓 양성 또는 거짓 음성이 발생할 수 있으며, 심지어 릴레이나 보호 시스템 내의 다른 구성 요소를 손상시킬 수도 있습니다.

직류 주입 방법: 교류 주입 시스템의 문제 해결

로터 대지 고장 보호를 위한 교류 주입 시스템의 한계는 직류 주입 방법을 사용하여 효과적으로 해결할 수 있습니다. 이 대안적 접근 방식은 간단하며 누설 전류 문제가 없으며, 이는 교류 기반 시스템의 주요 단점입니다.

직류 주입 방법에서는 회로 구조가 간단합니다. 민감한 릴레이의 한 단자는 엑시터에 연결되고, 다른 단자는 DC 전원의 음극에 연결됩니다. 이 DC 소스의 양극은 대지됩니다. 이 구조는 고장 감지를 위한 명확한 전기 경로를 생성합니다. 로터에서 대지 고장이 발생하면 회로가 닫혀 고장 전류가 설정된 경로를 통해 흐릅니다. 이 회로의 일부인 민감한 릴레이는 고장 전류의 존재를 즉시 감지하여 경보 또는 보호 조치를 트리거합니다. 누설 전류와 공진 문제 등 교류 주입 시스템의 복잡성을 제거함으로써, 직류 주입 방법은 로터 대지 고장 보호를 위한 더 안정적이고 효율적인 솔루션을 제공합니다.