Perdita di Campo o Protezione dell'Eccitazione dell'Alternatore o Generatore

La perdita del campo o dell'eccitazione può essere causata nel generatore a causa di un malfunzionamento dell'eccitazione. Nei generatori di dimensioni maggiori, l'energia per l'eccitazione è spesso prelevata da una sorgente ausiliaria separata o da un generatore DC separatamente alimentato. Il malfunzionamento dell'alimentazione ausiliaria o del motore di trascinamento può anche causare la perdita dell'eccitazione in un generatore. Il malfunzionamento dell'eccitazione, ovvero il malfunzionamento del sistema di campo nel generatore, fa funzionare il generatore a una velocità superiore alla velocità sincrona.
In tale situazione, il generatore o alternatore diventa un generatore a induzione che preleva la corrente di magnetizzazione dal sistema. Anche se questa situazione non crea problemi immediati nel sistema, l'overload dello statore e il surriscaldamento del rotore dovuti all'operazione continua della macchina in questo modo possono creare problemi a lungo termine. Pertanto, si deve prestare particolare attenzione per riparare il sistema di eccitazione o di campo del generatore immediatamente dopo il malfunzionamento di quel sistema. Il generatore dovrebbe essere isolato dal resto del sistema fino a quando il sistema di campo non viene opportunamente ripristinato.

Ci sono principalmente due schemi disponibili per la protezione contro la perdita del campo o dell'eccitazione di un generatore. Nel primo schema, utilizziamo un relè di sottocorrente connesso in derivazione con il circuito del deviatore principale. Questo relè si attiverà se la corrente di eccitazione scende al di sotto del suo valore predeterminato. Se il relè deve operare per una completa perdita del campo, deve avere un settaggio ben al di sotto del valore minimo di corrente di eccitazione, che può essere l'8% della corrente nominale a pieno carico. Ancora, quando si verifica la perdita del campo a causa del malfunzionamento dell'eccitatore ma non a causa di un problema nel circuito di campo (il circuito di campo rimane integro), ci sarà una corrente indotta a frequenza di scivolamento nel circuito di campo. Questa situazione fa sì che il relè si attivi e disattivi in base alla frequenza di scivolamento della corrente indotta nel campo. Questo problema può essere superato nel seguente modo.

In questo caso, si raccomanda un settaggio del 5% della corrente nominale a pieno carico. C'è un contatto normalmente chiuso collegato al relè di sottocorrente. Questo contatto normalmente chiuso rimane aperto poiché la bobina del relè è alimentata dalla corrente di eccitazione in derivazione durante l'operazione normale del sistema di eccitazione. Appena si verifica un malfunzionamento del sistema di eccitazione, la bobina del relè si de-energizza e il contatto normalmente chiuso chiude l'alimentazione attraverso la bobina del relè temporizzato T1.

Quando la bobina del relè è energizzata, il contatto normalmente aperto di questo relè T1 si chiude. Questo contatto chiude l'alimentazione attraverso un altro relè temporizzato T2 con un ritardo di pickup regolabile tra 2 e 10 secondi. Il relè T1 ha un ritardo sul dropout per stabilizzare lo schema rispetto all'effetto della frequenza di scivolamento. Il relè T2 chiude i suoi contatti dopo il ritardo prescritto per spegnere l'impianto o iniziare un allarme. È ritardato sul pickup per prevenire l'operazione spuria dello schema durante un guasto esterno.


Per generatori o alternatori di grandi dimensioni, utilizziamo uno schema più sofisticato per questo scopo. Per macchine di grandi dimensioni, si consiglia di spegnere la macchina dopo un certo ritardo prescritto in presenza di una condizione oscillante risultante dalla perdita del campo. In aggiunta a ciò, deve esserci un successivo smaltimento di carico per mantenere la stabilità del sistema. In questo schema di protezione, è richiesto anche un smaltimento automatico di carico al sistema se il campo non viene ripristinato entro il ritardo descritto. Lo schema comprende un relè mho compensato e un relè di sottotensione istantaneo. Come abbiamo detto prima, non è sempre necessario isolare il generatore immediatamente in caso di perdita del campo, a meno che non ci sia una significativa perturbazione nella stabilità del sistema. Sappiamo che la tensione del sistema è l'indicazione principale della stabilità del sistema. Pertanto, il relè mho compensato è predisposto per spegnere la macchina istantaneamente quando l'operazione del generatore è accompagnata da un crollo della tensione del sistema. La diminuzione della tensione del sistema viene rilevata da un relè di sottotensione impostato a circa il 70% della tensione nominale del sistema. Il relè mho compensato è predisposto per iniziare lo smaltimento di carico al sistema fino a un valore sicuro e quindi iniziare un relè di spegnimento master dopo un tempo predeterminato.

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