発電機または交流発電機の差動保護

発電機または交流発電機の定子巻線内の内部障害は主に発電機の差動保護方式によってクリアされます。
差動保護は、発電機において縦方向の差動リレーを使用して提供されます。

通常、この目的のために瞬時吸引アーマチュア型リレーが使用されます。これは高速動作ができ、また電力回路のAC一時現象の影響を受けにくいからです。

二組の電流変換器があり、一方のCTは発電機のライン側に接続され、もう一方は各相の発電機の中性側に接続されています。各相に対して設置されたすべての電流変換器の特性が一致していることは言うまでもありません。もし発電機の両側の電流変換器の特性に大きな不一致がある場合、定子巻線外の障害や発電機の正常運転条件下で差動リレーの誤作動の可能性が高くなります。保護方式の動作ゾーン外の障害に対するリレーの動作を防ぐために、安定化用の抵抗がリレー動作油と直列に取り付けられます。これにより、ある一組のCTが飽和した場合でも、差動リレーの誤作動の可能性はありません。

差動保護の目的のために専用の電流変換器を使用することが常に好ましいです。なぜなら、共通の電流変換器は他の機能による二次負荷の不均等を引き起こす可能性があるからです。また、発電機または交流発電機の差動保護に使用されるすべての電流変換器は同じ特性を持つことが望ましいですが、実際には発電機のライン側と中性側に設置された電流変換器の特性に若干の違いがあるかもしれません。

これらの不一致により、リレー動作コイルを通過する溢れ電流が生じます。溢れ電流の影響を避けるために、差動リレーにパーセンテージバイアシングが導入されます。

パーセンテージバイアス付き差動リレーは、各相につき二つの制約コイルと一つの動作コイルで構成されています。リレーでは、動作コイルによって生じるトルクは遮断器の即時トリップのためにリレーの接触点を閉じようとするが、同時に制約コイルによって生じるトルクは動作コイルのトルクと反対方向に作用し、リレーの接触点を閉じることを防ぎます。そのため、通過障害時にはリレーの設定値が制約コイルによって増加し、また溢れ電流によるリレーの誤作動も防げます。しかし、定子巻線内の内部障害時には、制約コイルによるトルクは効果的ではなく、設定電流が動作コイルを通過するとリレーは接触点を閉じます。
リレーの差動電流ピックアップ設定/バイアス設定は、許容可能な不一致の最大パーセンテージに安全マージンを加えたものに基づいて採用されます。
リレーが動作するための溢れ電流レベルは、それを引き起こす通過障害電流のパーセンテージとして経験されます。このパーセンテージはリレーのバイアス設定と定義されます。

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