Диференцијална заштита на генератор

Диференцијална заштита на генераторот

Диференцијалната заштита на генераторот првенствено го заштитува статорските виткања од земјишни и фазно-фазни грешки. Грешките во статорските виткања представуваат значајна опасност, способна да нанесе тешко повредување на генераторот. За да се заштитат статорските виткања, се користи систем за диференцијална заштита за брзо изчистување на грешките, со што се минимизира степенот на повредување.

Систем за циркулација на стројот Мерц-Прајз

Во овој систем за заштита, се споредуваат строевите на две крајности на заштитениот дел. Во нормална работа, величините на строевите во вторичните виткања на трансформаторите за строј се еднакви. Меѓутоа, кога се случи грешка, краткосечен строј протече низ системот, што доведува до расхождање на величините на строевите. Оваа разлика во строј под услови на грешка се пренесува низ оперативната бобина на релеот.

Кога стројот надмине предварително поставената граница, релеот затвора своите контактни точки, што активира прекинувачот да се отвори. Оваа акција го изолира повредениот дел од остатокот на системот. Таков систем за заштита е познат како систем за циркулација на стројот Мерц-Прајз, кој е многу ефективен во детектирање и реагирање на земјишни и фазно-фазни грешки.

Поврзување на системот за диференцијална заштита

Системот за диференцијална заштита бара два идентични трансформатори за строј, кои се инсталираат на секоја страна на заштитената зона. Вторичните терминали на овие трансформатори за строј се поврзуваат во ѕвезден конфигурација, а нивните крајни терминали се поврзуваат со помошни жици. На исто време, бобините на релеот се поврзуваат во делта конфигурација. Непреклопените точки на трансформаторите за строј и релеот потоа се поврзуваат со заедничка точка. Оваа специфична поврзана аранжмана осигурува точна детекција на несходимост на строевите и овозможува брзо изолирање на грешките.

Релеот е поврзан напреку еквипотенцијалните точки на три помошни жици за да се осигура дека секој трансформатор за строј носи еднаква бременост. Бидејќи средината на секоја помошна жица претставува нејзината еквипотенцијална точка, релеот е стратегиски поставен во средината на овие жици.

За да функционира оптимално системот за диференцијална заштита, е важно да се постават бобините на релеот близу до трансформаторите за строј близу до главниот циклус. Ова може да се постигне со уметнување на балансирачки резистори во серија со помошните жици, што ефективно ги придвижува еквипотенцијалните точки поблизу до главниот прекинувач.

Принцип на работа на системот за диференцијална заштита

Претпоставете дека се случува изолација на R фазата на мрежата, што предизвика грешка. Како резултат, строевите во вторичните виткања на трансформаторите за строј стануваат несходими. Оваа несходимост генерира диференцијални строеви кои протече низ бобината на релеот. Консеквентно, релеот се активира и испраќа командата за прекинување на прекинувачот, изолирајќи повредениот дел од остатокот на системот.

Меѓутоа, овој систем за заштита има значајна ограничена: е многу чувствителен на магнетизациониот вршењен строј на трансформаторот. Вршењен стројот може да предизвика релеот да малифункионира. За да се реши овој проблем, се користи реле со пристрасност. Овој тип реле дозволува да протече одредена нивоа на несходим строј низ неговата бобина без да предизвика ненужна акција.

За да се понатамо намали влијанието на магнетизациониот вршењен строј, во дизајнот се вклучува бобина за ограничување. Бобината за ограничување ефективно намалува влијанието на вршењен строј, правејќи го релеот имун на лажно прекинување предизвикано од магнетизациониот вршењен строј. Реле со такова конфигурација се познати како реле со пристрасност.

Сценарио на грешка и работа на релеот

Кога се случи грешка меѓу било кои две фази, на пример, меѓу фазите Y и B, краткосечен строј ќе протече низ овие две фази. Оваа грешка нарушува балансот на строевите кои текат низ трансформаторите за строј (CTs). Консеквентно, диференцијален строј протече низ оперативната бобина на релеот, што предизвика релеот да прекине и отвори неговите контактни точки, изолирајќи повредениот дел од електричниот систем.

Проблеми со системот за диференцијална заштита

Во системот за диференцијална заштита, типички се користи жица со непреклопен резистор за да се намали неблагоприятното влијание на земјишните грешкови. Меѓутоа, кога се случи земјишна грешка близу до непреклопената точка, мал електромоторска сила (emf) генерира релативно мал краткосечен строј кој теке низ непреклопената. Резистивноста на земјишното земање дополнително го намалува овој строј. Како резултат, само минимален строј стигнува до релеот. Бидејќи овој мал строј не е доволен за да активира бобината на релеот, грешката може да остане недетектирана, што потенцијално може да доведе до повредување на генераторот.

Изменичен систем за диференцијална заштита

За да се реши поменатиот проблем, е развиен подобрен систем за диференцијална заштита. Овој изменичен систем вклучува два различни елемента: еден дизајниран за заштита против фазни грешки, а друг за заштита против земјишни грешки.

Елементите за заштита против фазни грешки се поврзуваат во ѕвезден конфигурација заедно со резистор. Меѓутоа, релеот за земјишни грешки е поставен меѓу ѕвездените поврзани фазни елементи и непреклопената точка. Специфично, два фазни елементи за грешки, заедно со балансирачки резистор, се поврзуваат во ѕвезден модел, а релеот за земјишни грешки потоа се поврзува меѓу ѕвездената поврзување и непреклопената помошна жица. Оваа конфигурација го подобрува системот да точно детектира и реагира на фазни и земјишни грешки, подобрувајќи го целосниот надеженост на системот за диференцијална заштита.

Џвездената поврзана кола покажува симетрија, што осигурува дека било кој балансиран префрлачан строј кој потекнува од точката за циркулација на строј не ќе протече низ релеот за земјишни грешки. Како резултат, во овој систем, чувствителното реле за земјишни грешки може да работи со високо ниво на стабилност, надежно детектирајќи земјишни грешки без да се активира од нормални балансиране на стројни флуктуации.