Bảo vệ ngắn mạch rotor

Bảo vệ sự cố đất ở Rotor trong Máy phát điện

Rotor của máy phát điện thường được để không nối đất, có nghĩa là nó vẫn cách điện với mặt đất. Do đó, một lỗi cách điện đơn lẻ sẽ không ngay lập tức gây ra dòng điện lỗi lớn. Ban đầu, lỗi đơn này có thể không ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động của rotor. Tuy nhiên, nếu lỗi kéo dài, nó có thể dần dần làm hỏng cuộn dây từ trường của máy phát, có thể dẫn đến sự cố hệ thống và chi phí sửa chữa đắt đỏ. Vì lý do này, đặc biệt là trong các máy phát lớn, hệ thống bảo vệ sự cố đất rotor là cần thiết để bảo vệ cuộn dây từ trường.

Khi xảy ra một sự cố đất đơn lẻ ở rotor, không phải lúc nào cũng cần phải ngắt toàn bộ hệ thống ngay lập tức. Thay vào đó, rơle bảo vệ chỉ báo hiệu sự hiện diện của lỗi, cho phép người vận hành lên lịch để rút máy phát khỏi dịch vụ tại thời điểm thuận tiện cho việc bảo dưỡng và sửa chữa. Có nhiều phương pháp được sử dụng cho bảo vệ sự cố đất rotor, và một trong những phương pháp phổ biến nhất được mô tả dưới đây.

Bảo vệ sự cố đất Rotor bằng Điện trở Cao

Trong phương pháp này, một thành phần điện trở cao được kết nối qua cuộn dây từ trường của rotor. Điểm giữa của điện trở này sau đó được nối đất thông qua một rơle nhạy. Khi xảy ra sự cố đất trong mạch rotor, sự mất cân đối điện được rơle phát hiện. Sau khi xác định lỗi, rơle gửi lệnh ngắt đến cầu chì, bắt đầu quá trình tách rời thành phần lỗi.

Tuy nhiên, hệ thống này có một nhược điểm đáng kể. Nó có thể phát hiện lỗi trên hầu hết mạch rotor, nhưng gặp khó khăn trong việc xác định chính xác lỗi ở trung tâm rotor. Để khắc phục hạn chế này, điểm đấu của điện trở có thể được di chuyển từ trung tâm sang vị trí khác. Bằng cách làm như vậy, độ nhạy của hệ thống được cấu hình lại, cho phép rơle phát hiện lỗi thậm chí ở trung tâm rotor, do đó tăng cường hiệu quả tổng thể của cơ chế bảo vệ.

Phương pháp Tiêm AC và DC cho Bảo vệ Sự cố Đất Rotor

Phương pháp Tiêm AC

Phương pháp tiêm AC cho bảo vệ sự cố đất rotor bao gồm việc tiêm dòng điện xoay chiều vào mạch cuộn dây từ và đất. Hệ thống này bao gồm một rơle quá áp nhạy và một tụ điện hạn chế dòng. Khi xảy ra một sự cố đất đơn lẻ ở rotor, nó tạo ra một mạch đóng bao gồm nguồn dòng điện xoay chiều, rơle nhạy và điểm sự cố đất. Kết quả là, rơle có thể phát hiện sự tồn tại của sự cố đất bằng cách cảm nhận sự thay đổi điện trong mạch mới hình thành này.

Tuy nhiên, phương pháp này có một số nhược điểm đáng kể. Một vấn đề lớn là dòng rò rỉ đi qua tụ điện. Dòng rò rỉ này làm mất cân đối trường từ, gây áp lực tăng lên cho ổ đỡ từ của máy phát. Ngoài ra, dòng điện xoay chiều mang lại một thách thức khác: rơle có thể không phản ứng với dòng điện bình thường đi qua tụ điện đến đất. Điều này có nghĩa là phải thực hiện các biện pháp phòng ngừa đặc biệt để ngăn chặn sự cộng hưởng giữa tụ điện và độ tự cảm của rơle. Cộng hưởng có thể gây ra điều kiện điện bất thường, có thể dẫn đến các tín hiệu giả mạo hoặc bỏ sót trong việc phát hiện lỗi, và thậm chí có thể làm hỏng rơle hoặc các thành phần khác trong hệ thống bảo vệ.

Phương pháp Tiêm DC: Giải pháp cho Các Thách thức của Hệ thống Tiêm AC

Các hạn chế nội tại của hệ thống tiêm AC cho bảo vệ sự cố đất rotor có thể được giải quyết hiệu quả thông qua việc sử dụng phương pháp tiêm DC. Phương pháp thay thế này nổi bật bởi sự đơn giản và không có vấn đề về dòng rò rỉ, là những nhược điểm lớn của hệ thống dựa trên AC.

Trong phương pháp tiêm DC, cấu hình mạch rất đơn giản. Một đầu của rơle nhạy được kết nối với bộ kích từ, trong khi đầu kia được liên kết với cực âm của nguồn điện DC. Cực dương của nguồn điện DC này được nối đất. Cấu hình này tạo ra một đường dẫn điện rõ ràng cho việc phát hiện lỗi. Khi xảy ra sự cố đất ở rotor, nó đóng mạch, cho phép dòng điện lỗi chảy qua đường dẫn đã thiết lập. Rơle nhạy, là một phần của mạch này, nhanh chóng phát hiện sự tồn tại của dòng điện lỗi, kích hoạt cảnh báo hoặc hành động bảo vệ. Bằng cách loại bỏ sự phức tạp liên quan đến dòng rò rỉ và mối quan ngại về cộng hưởng mà hệ thống tiêm AC gặp phải, phương pháp tiêm DC cung cấp một giải pháp đáng tin cậy và hiệu quả hơn cho bảo vệ sự cố đất rotor.