Differensiaalbeskerming van 'n generator
Generator Differensiaalbeskerming
Differensiaalbeskerming vir 'n generator beskerm hoofsaaklik die statorwindings teen aardfoute en fase-na-fase foute. Foute in die statorwindings vorm 'n bedreiging wat ernstige skade aan die generator kan veroorsaak. Om die statorwindings te beskerm, word 'n differensiaalbeskermingsisteem gebruik om foute so vinnig moontlik uit te skakel, daarmee die mate van skade minsteer.
Merz-Prize Sirkuleerstroomstelsel
In hierdie beskermingskema word die strome by die twee einde van die beskermde afdeling vergelyk. Tydens normale operasie is die grootte van die strome in die sekondêre windings van die stroomeomvormers dieselfde. Wanneer egter 'n fout voorkom, vloei 'n kortsluitstroom deur die stelsel, wat die stroomgroottes laat verskil. Hierdie verskil in stroom onder fouttoestande word deur die relais se werkskool geleid.
Wanneer die stroom die vooraf ingestelde drempel oorskry, sluit die relais sy kontakte, wat die sirkuitskruiwer laat uitskyn. Hierdeur word die foutieve afdeling van die res van die stelsel geïsoleer. So 'n beskermingsmechanisme staan bekend as die Merz-Prize sirkuleerstroomstelsel, wat baie effektief is in die opsporing en reaksie op aard- en fase-na-fase foute.
Aansluiting van die Differensiaalbeskermingsstelsel
Die differensiaalbeskermingsstelsel vereis twee identiese stroomeomvormers, wat aan elke kant van die beskermde sone geïnstalleer word. Die sekondêre terminals van hierdie stroomeomvormers word in 'n sterkonfigurasie aangesluit, en hul eindterminals word deur pilotdrae verbind. Intussen word die relaiskole in 'n delta-konfigurasie aangesluit. Die neutrale punte van die stroomeomvormers en die relais word dan met 'n gemeenskaplike terminal verbonden. Hierdie spesifieke draadskemasorg dat stroomonevenwigte akkuraat opgespoor word en maak dit moontlik om foute vinnig te isoleer.
Die relais word oor die equipotentieëlpunte van die drie pilotdrae aangesluit om te verseker dat elke stroomeomvormer 'n gelyke belasting dra. Aangesien die middelpunt van elke pilotdraad sy equipotentieël punt verteenwoordig, word die relais strategiesies by die middelpunt van hierdie drade geplaas.
Vir die differensiaalbeskermingsstelsel om optimaal te funksioneer, is dit belangrik om die relaiskole naby die stroomeomvormers langs die hoofkring te plaas. Dit kan bereik word deur balanserweerstande in reeks met die pilotdrae in te voeg, wat effektief die equipotentieëlpunte nader aan die hoofkruitskruiwer skuif.
Werkprinsipe van die Differensiaalbeskermingsstelsel
Gestel 'n isolasiebreek op die R-fase van die netwerk voorkom, wat 'n fout veroorsaak. As gevolg daarvan word die strome in die sekondêre van die stroomeomvormers onevenwichtig. Hierdie onevenwichtigheid genereer differensiaalstrome wat deur die relaiskool vloei. Gevolglik aktiveer die relais en gee 'n uitskynbevel aan die sirkuitskruiwer, wat die foutieve afdeling van die res van die stelsel isoleer.
Hierdie beskermingsstelsel het egter 'n betekenisvolle beperking: dit is hoogs sensitief vir die magneetiseringsoorlaadsstroom van die transformator. Die oorlaadsstroom kan die relais laat misluk. Om hierdie probleem te hanteer, word 'n bevooroordeelde differensiaalrelais gebruik. Hierdie tipe relais toelaat 'n sekere vlak van onevenwigtige stroom om deur sy kool te vloei sonder om onnodige operasie te veroorsaak.
Om die impak van die magneetiseringsoorlaadsstroom verder te verminder, word 'n remkool in die ontwerp ingesluit. Die remkool vermindert effektief die invloed van die oorlaadsstroom, wat die relais immuun maak teen vals uitskyns veroorsaak deur magneetisering. Relais met so 'n konfigurasie staan bekend as bevooroordeelde differensiaalrelais.
Foutscenario en Relaisoperasie
Wanneer 'n fout tussen enige twee fases voorkom, byvoorbeeld tussen fases Y en B, sal 'n kortsluitstroom deur hierdie twee fases vloei. Hierdie fout versteur die ewewig van die strome wat deur die stroomeomvormers (CT's) vloei. Gevolglik vloei 'n differensiaalstroom deur die relais se werkskool, wat die relais laat uitskyn en sy kontakte oop, waardoor die foutieve afdeling van die elektriese stelsel geïsoleer word.
Probleme met die Differensiaalbeskermingsstelsel
In 'n differensiaalbeskermingsstelsel word tipies 'n neutrale weerstandsdraad gebruik om die negatiewe effekte van aardfoutstrome te verminder. Wanneer egter 'n aardfout naby die neutrale punt voorkom, genereer 'n klein elektromotoriese krag (emf) 'n relatief klein kortsluitstroom wat deur die neutrale punt vloei. Die weerstand van die neutrale gronding verder verminder hierdie stroom. As gevolg hiervan bereik slegs 'n minimale stroom die relais. Aangesien hierdie klein stroom nie genoeg is om die relaiskool te aktiveer, kan die fout onopgemerk bly, wat potensieel tot skade aan die generator kan lei.
Aangepaste Differensiaalbeskermingsstelsel Skema
Om die bovermelde probleem te hanteer, is 'n verbeterde differensiaalbeskermingsstelsel skema ontwikkel. Hierdie aangepaste skema inkorporeer twee onderskeidelike elemente: een ontwerp vir beskerming teen fasefoute en die ander vir beskerming teen aardfoute.
Die fasefoutbeskermingselemente word in 'n sterkonfigurasie saam met 'n weerstand aangesluit. Intussen word die aardfoutrelais tussen die ster-aangeslote faseelemente en die neutrale punt geplaas. Spesifiek word twee fasefoutelemente, saam met 'n balanserweerstand, in 'n sterpatroon aangesluit, en die aardfoutrelais word dan tussen die sterverbinding en die neutrale pilotdraad geplaas. Hierdie konfigurasie verhoog die stelsel se vermoë om beide fase- en aardfoute akkuraat op te spoor en daarop te reageer, wat die algehele betroubaarheid van die differensiaalbeskermingsstelsel verbeter.
Die ster-aangeslote skakeling wys simmetrie, wat verseker dat enige gebalanseerde oorloopstroom afkomstig van die stroom-sirkulasiepunt nie deur die aardfoutrelais sal vloei nie. As gevolg hiervan kan die sensitiewe aardfoutrelais binne hierdie stelsel met 'n hoë vlak van stabiliteit funksioneer, betroubaar aardfoute opspoorge sonder om deur normale gebalanseerde stroomfluktuasies getrig te word.
