Perlindungan Beza Generator

Perlindungan Diferensial Jana

Perlindungan diferensial untuk jana terutamanya melindungi lilitan stator daripada kesalahan ke bumi dan kesalahan antara fasa. Kesalahan lilitan stator merupakan ancaman yang signifikan, mampu menyebabkan kerosakan yang serius pada jana. Untuk melindungi lilitan stator, sistem perlindungan diferensial digunakan untuk membersihkan kesalahan dalam masa yang paling singkat, dengan itu mengurangkan tahap kerosakan.

Sistem Arus Beredar Merz - Prize

Dalam skema perlindungan ini, arus di kedua-dua hujung bahagian yang dilindungi dibandingkan. Semasa operasi normal, magnitud arus di lilitan sekunder transformator arus adalah sama. Walau bagaimanapun, apabila kesalahan berlaku, arus pendek melalui sistem, menyebabkan magnitud arus berbeza. Perbezaan arus ini di bawah keadaan kesalahan dialirkan melalui gegelung operasi relai.

Apabila arus melebihi ambang praset, relai menutup kontaknya, memicu pemutus litar untuk trip. Tindakan ini mengasingkan bahagian yang rosak daripada seluruh sistem. Mekanisme perlindungan seperti ini dikenali sebagai sistem arus beredar Merz - Prize, yang sangat efektif dalam mendeteksi dan bertindak balas terhadap kesalahan ke bumi dan kesalahan antara fasa.

Hubungan Sistem Perlindungan Diferensial

Sistem perlindungan diferensial memerlukan dua transformator arus yang identik, yang dipasang di kedua-dua sisi zon yang dilindungi. Terminal sekunder transformator arus ini disambungkan dalam konfigurasi bintang, dan terminal ujung mereka disambungkan melalui wayar pilot. Sementara itu, gegelung relai disambungkan dalam konfigurasi delta. Titik neutral transformator arus dan relai kemudian disambungkan ke terminal bersama. Susunan penghubungan khusus ini memastikan deteksi tepat ketidakseimbangan arus dan membolehkan isolasi kesalahan yang segera.

Relai disambungkan di antara titik potensial sama tiga wayar pilot untuk memastikan setiap transformator arus membawa beban yang sama. Kerana titik tengah setiap wayar pilot mewakili titik potensial sama, relai diletakkan secara strategik di titik tengah wayar-wayar ini.

Untuk sistem perlindungan diferensial berfungsi secara optimal, penting untuk meletakkan gegelung relai dekat dengan transformator arus berhampiran litar utama. Ini boleh dicapai dengan memasukkan rintangan penyeimbang dalam siri dengan wayar pilot, secara berkesan menggeser titik potensial sama lebih dekat ke pemutus litar utama.

Prinsip Kerja Sistem Perlindungan Diferensial

Anggaplah terdapat keruntuhan insulasi pada fasa R jaringan, memicu kesalahan. Akibatnya, arus di sekunder transformator arus menjadi tidak seimbang. Ketidakseimbangan ini menghasilkan arus diferensial yang mengalir melalui gegelung relai. Oleh itu, relai aktif dan memberikan perintah trip kepada pemutus litar, mengasingkan bahagian yang rosak dari seluruh sistem.

Namun, sistem perlindungan ini mempunyai batasan yang signifikan: ia sangat sensitif terhadap arus inrush magnetisasi transformator. Arus inrush boleh menyebabkan relai beroperasi secara tidak wajar. Untuk mengatasi masalah ini, relai diferensial bias digunakan. Jenis relai ini membenarkan sejumlah arus tidak seimbang melewati gegelungnya tanpa memicu operasi yang tidak perlu.

Untuk lebih mengurangkan impak arus inrush magnetisasi, sebuah gegelung pembatas dimasukkan ke dalam reka bentuk. Gegelung pembatas secara efektif mengurangi pengaruh arus inrush, menjadikan relai kebal terhadap tripping palsu akibat arus inrush magnetisasi. Relai yang dilengkapi dengan konfigurasi seperti ini dikenali sebagai relai diferensial bias.

Skenario Kesalahan dan Operasi Relai

Apabila kesalahan berlaku antara mana-mana dua fasa, contohnya antara fasa Y dan B, arus pendek akan mengalir melalui kedua-dua fasa tersebut. Kesalahan ini mengganggu keseimbangan arus yang mengalir melalui transformator arus (CTs). Oleh itu, arus diferensial melewati gegelung operasi relai, menyebabkan relai trip dan membuka kontaknya, dengan itu mengasingkan bahagian yang rosak dari sistem elektrik.

Isu dengan Sistem Perlindungan Diferensial

Dalam sistem perlindungan diferensial, wayar rintangan neutral biasanya digunakan untuk mengurangi kesan buruk arus kesalahan ke bumi. Walau bagaimanapun, apabila kesalahan ke bumi berlaku berhampiran titik neutral, gaya elektromotif (emf) kecil menghasilkan arus pendek yang relatif kecil yang mengalir melalui neutral. Rintangan grounding neutral lebih lanjut mengurangi arus ini. Akibatnya, hanya arus minimal yang mencapai relai. Karena arus kecil ini tidak cukup untuk mengaktifkan gegelung relai, kesalahan mungkin tidak terdeteksi, yang mungkin menyebabkan kerosakan pada jana.

Skema Sistem Perlindungan Diferensial yang Dimodifikasi

Untuk mengatasi masalah yang disebutkan di atas, skema sistem perlindungan diferensial yang diperbaiki telah dikembangkan. Skema yang dimodifikasi ini menggabungkan dua elemen yang berbeda: satu dirancang untuk melindungi terhadap kesalahan fasa dan yang lain untuk melindungi terhadap kesalahan ke bumi.

Elemen-elemen perlindungan kesalahan fasa disambungkan dalam konfigurasi bintang bersama resistor. Sementara itu, relai kesalahan ke bumi ditempatkan antara elemen-elemen fasa yang disambungkan dalam bintang dan titik neutral. Secara spesifik, dua elemen kesalahan fasa, bersama dengan resistor penyeimbang, disambungkan dalam pola bintang, dan relai kesalahan ke bumi kemudian disambungkan antara sambungan bintang dan wayar pilot neutral. Konfigurasi ini meningkatkan kemampuan sistem untuk mendeteksi dan merespons baik kesalahan fasa maupun kesalahan ke bumi, meningkatkan keandalan keseluruhan sistem perlindungan diferensial.

Litar yang disambungkan dalam bintang menunjukkan simetri, memastikan bahwa arus aliran yang seimbang apa pun yang berasal dari titik sirkulasi arus tidak akan melewati relai kesalahan ke bumi. Sebagai hasilnya, dalam sistem ini, relai kesalahan ke bumi yang sensitif dapat beroperasi dengan tingkat stabilitas yang tinggi, mendeteksi kesalahan ke bumi dengan andal tanpa dipicu oleh fluktuasi arus seimbang normal.