Захист від земельних замикань ротора

Захист від заземлення ротора у генераторах

Ротор генератора зазвичай залишають не заземленим, що означає його електричну ізоляцію від землі. В результаті, одне порушення ізоляції не призведе до негайного значного потоку струму пошкоди. Спочатку таке одне порушення може не сильно вплинути на роботу ротора. Однак, якщо порушення триває, воно може поступово пошкодити полевий обмотування генератора, що може призвести до системних збоїв та дорого коштувати ремонту. З цієї причини, особливо в великі генератори, система захисту від заземлення ротора є важливою для забезпечення безпеки полевого обмотування.

При виникненні одного заземлення ротора не завжди необхідно негайно відключати всю систему. Замість цього, захисний реле просто сигналізує про наявність порушення, дозволяючи операторам планувати вилучення генератора з експлуатації в зручний час для обслуговування та ремонту. Для захисту від заземлення ротора використовуються кілька методів, один з найпоширеніших описаний нижче.

Захист від заземлення ротора за допомогою високої опору

У цьому методі компонент з високою опорою підключається через полеве обмотування ротора. Середина цього резистора потім заземлюється через чуткий реле. Коли виникає заземлення в колі ротора, виникаюча електрична дисбаланс виявляється реле. Після виявлення порушення, реле надсилає команду на відключення автоматичного вимикача, започатковуючи процес ізоляції аварійного компонента.

Проте, ця система має значну недолік. Вона може ефективно виявляти порушення в більшості частин кола ротора, але вона не може точно визначити порушення саме в центральній точці ротора. Для подолання цього обмеження, контакт на резисторі можна перемістити з центру на іншу позицію. Роблячи це, чутливість системи перенастроюється, дозволяючи реле виявляти порушення навіть в середині ротора, таким чином підвищаючи загальну ефективність механізму захисту.

Методи введення АС та ДС для захисту від заземлення ротора

Метод введення АС

Метод введення АС для захисту від заземлення ротора передбачає введення чергового струму в коло полевого обмотування та землі. Ця схема включає чутливий реле перевищення напруги та конденсатор, що обмежує струм. Коли виникає одне заземлення ротора, створюється замкнений контур, що включає джерело чергового струму, чутливе реле та точку заземлення. В результаті, реле може виявити наявність заземлення, виявляючи електричні зміни в цьому новоствореному контурі.

Проте, цей метод має кілька значних недоліків. Один з основних проблем — це струм утечки, що проходить через конденсатор. Цей струм утечки порушує баланс магнітного поля, що призводить до збільшення напруженості на магнітних підшипниках генератора. Крім того, черговий струм представляє ще одну проблему: реле може не реагувати на нормальний струм, що пройде через ємність до землі. Це означає, що необхідно приймати спеціальні заходи для запобігання резонансу між ємністю та індуктивністю реле. Резонанс може спричинити аномальні електричні умови, що можуть призвести до хибних позитивних або негативних виявлень порушень, а також можуть пошкодити реле або інші компоненти системи захисту.

Метод введення ДС: Рішення проблем системи введення АС

Обмеження, властиві системі введення АС для захисту від заземлення ротора, можна ефективно подолати за допомогою методу введення ДС. Цей альтернативний підхід виділяється своєю простотою та відсутністю проблем со струмом утечки, які є головними недоліками системи на основі АС.

У методі введення ДС, конфігурація кола проста. Один контакт чутливого реле підключається до ексцітера, а інший — до від'ємного контакту джерела ДС. Додатний контакт цього джерела ДС заземлюється. Ця схема створює чіткий електричний шлях для виявлення порушень. Коли виникає заземлення ротора, закривається коло, дозволяючи струму пошкоди протікати через встановлений шлях. Чутливе реле, що є частиною цього кола, негайно виявляє наявність струму пошкоди, активуючи сигнал або захисну дію. Елімінування складностей, пов'язаних со струмом утечки та проблемами резонансу, що характерні для системи введення АС, метод введення ДС пропонує більш надійне та ефективне рішення для захисту від заземлення ротора.