Keha generaatori diferentsiaalkaitse

Dženeratori diferentsiaalne kaitse

Dženeratori diferentsiaalkaitse peamiselt kaitseb statoripitside eest maa- ja faasisidemõjude eest. Statoripitside vead moodustavad olulise ohu, mis võivad dženeratorile tekitada tõsise kahju. Dženeratori statoripitside kaitseks kasutatakse diferentsiaalkaitset, mis viib vead lühima võimaliku ajaga välja, vähendades nii kahju ulatust.

Merz-Prize tsirkuleeriva ströömi süsteem

Selle kaitsemeetodi puhul võrreldakse kaitstud osa kahe otsa strömide suurusi. Tavalisel tööajal on ströömitransformatorite sekundaarvividil ströömisuurused võrdsed. Kui aga tekib viga, läbib süsteemi lülitusströömi, mis tekitab ströömisuuruste erinevuse. See ströömisuuruse erinevus vigast tingitud tingimustes suunatakse releekitsevatele spoolidele.

Kui strööm ületab eelnevalt seatud piiri, sulgeb relee oma kontaktid, käivitades lüliti, mis lülitab vikti välja. See toiming isoleerib vigast osa süsteemist. Sellist kaitsemeetodit nimetatakse Merz-Prize tsirkuleeriva ströömi süsteemiks, mis on väga tõhus maa- ja faasisidemõjude tuvastamisel ja reageerimisel.

Diferentsiaalkaitse süsteemi ühendamine

Diferentsiaalkaitse süsteem nõuab kahte identset ströömitransformatorit, mis paigutatakse kaitstud ala poolt. Nende ströömitransformatorite sekundaarterminalsid ühendatakse tähistega ja nende lõppterminalid ühendatakse juhtmeitega. Samas ühendatakse releekitsevad spoolid kolmnurgakujul. Ströömitransformatorite ja releede neutraalsed punktid ühendatakse ühisele terminalile. See spetsiifiline ühendusskeem tagab täpse ströömisaldo tuvastamise ja võimaldab kiiresti vigu isoleerida.

Relee ühendatakse kolme juhtmeite ekvipotentsiaalsete punktide vahel, et tagada, et iga ströömitransformator kandaks võrdset koormat. Kuna igas juhtmeites on selle keskpunkt ekvipotentsiaalne punkt, paigutatakse relee neid juhtmeite keskmes.

Et diferentsiaalkaitse süsteem toimiks optimaalselt, on oluline asetada releekitsevad spoolid lähedale ströömitransformatoritele peamise ringi lähedal. Selle saavutamiseks saab juhtmeitele ridade paralleelsed tasakaalustavad vastukid, mis viivad ekvipotentsiaalsete punktide lähemale peamise lülitusele.

Diferentsiaalkaitse süsteemi töötamise printsiip

Oletame, et võrgu R faasis tekib isolatsioonilüli, mis tekitab viga. Seetõttu muutuvad ströömitransformatorite sekundaarvividil ströömid ebavõrdsed. See ebavõrdsus tekitab diferentsiaalströömi, mis läbib releekitsevat spooli. Relee aktiveerub ja andestab lülituse, isoleerides vikti süsteemist.

See kaitsemeetod aga on tundlik transformaatori magnetiseerimispinge suhtes. Magnetiseerimispinge võib tekitada releed valesti käivituma. Selle probleemi lahendamiseks kasutatakse harikut diferentsiaalrelee. See tüüp relee lubab mingi taseme ebavõrdset ströömi läbida oma spooli, ilma et see ei käivitaks ebavajalikku toimingut.

Magnetiseerimispinge mõju veelgi vähendamiseks lisatakse disainisse takistav spool. See spool vähendab magnetiseerimispinge mõju, muutes relee immuune valede käivituste suhtes. Selliste konfiguratsioonidega relid on tuntud kui harikut diferentsiaalreleed.

Viga ja relee toimimine

Kui tekib viga üheksa fasi vahel, näiteks Y ja B fasi vahel, läbib nende kahe fasi kaudu lülitusströöm. See viga häirib ströömitransformatorite (CT) kaudu virtsiva ströömi tasakaalu. Seetõttu läbib diferentsiaalströöm releekitseva spooli, käivitades relee ja avades tema kontaktid, isoleerides vikti elektrisüsteemist.

Diferentsiaalkaitse süsteemi probleemid

Diferentsiaalkaitse süsteemis kasutatakse tavaliselt neutraalse takistuspärase draadi, et vähendada maaledade negatiivseid mõjusid. Kuid kui maaled tegutseb lähedal neutraalpunktini, tekitab väike elektromotorkoostis (emf) suhteliselt väikest lülitusströömi, mis läbib neutraali. Neutraali maandamise takistus vähendab seda ströömi veelgi. Tulemuseks jääb minimaalne strööm, mis jõuab releeni. Kuna see väike strööm ei ole piisav relee spooli aktiveerimiseks, võib viga jäta märkimata, mis võib viia dženeratori kahjustumiseni.

Muudetud diferentsiaalkaitse süsteemi skeem

Järgnevate probleemide lahendamiseks on arendatud parandatud diferentsiaalkaitse süsteemi skeem. See muudetud skeem sisaldab kahte erinevat elementi: üht faasisidemõjude eest kaitsta ja teist maaledade eest kaitsta.

Faasisidemõjude eest kaitsta elemente ühendatakse tähistega koos vastukiga. Maalederelee paigutatakse tähistega ühendatud faasidelementide ja neutraalpunkti vahel. Konkreetsemalt ühendatakse kaks faasisidemõjude eest kaitsta elementi koos tasakaalustava vastukiga tähistega, ja maalederelee ühendatakse tähistega ühenduse ja neutraaljuhtmeite vahel. See konfiguratsioon parandab süsteemi võimet täpselt tuvastada ja reageerida nii faasisidemõjudel kui ka maalededel, parandades diferentsiaalkaitse süsteemi üldist usaldusväärsust.

Tähistega ühendatud voogustruktuur on sümmeetriline, tagades, et mis tahes tasakaalustatud ülevirtsus, mis algatab ströömitringi, ei läbi maalederelee. Seetõttu sellises süsteemis saab tundlik maalederelee stabiilselt töötada, tuvastades maaleded ilma, et see aktiviseeruks normaalsete tasakaalustatud ströömite muutusteta.