Generatorbeskerming
'n generator word blootgestel aan elektriese spanning wat op die isolasie van die masjien gedruk word, meganiese kragte wat op verskillende dele van die masjien werk, en temperatuurverhoging. Hierdie is die hooffaktore wat beskerming noodsaaklik maak vir die generator of alternator. Selfs wanneer dit regtig gebruik word, behou 'n masjien in sy perfekte bedryfsstoestand nie slegs sy gespesifiseerde prestasiekapasiteit vir baie jare nie, maar dit kan ook herhaaldelik sekere oorlastings hanteer.
Voorbereidende maatreëls moet geneem word teen oorlastings en ongewone toestande van die masjien sodat dit veilig kan dien. Selfs al verseker 'n doeltreffende ontwerp, konstruksie, operasie en voorkomende beskermingsmaatreëls – die risiko van 'n fout kan nie volledig uit enige masjien verwyder word nie. Die toestelle wat in generatorbeskerming gebruik word, verseker dat wanneer 'n fout ontstaan, dit so gou as moontlik uitgeskakel word.
'n Elektriese generator kan blootgestel word aan óf 'n interne fout, óf 'n eksterne fout, óf beide. Generators is normaalweg aan 'n elektriese kragstelsel verbonden, dus enige fout wat in die kragstelsel ontstaan, moet ook so gou as moontlik van die generator weggevee word, anders kan dit permanente skade aan die generator veroorsaak.
Die aantal en verskeidenheid foute wat in 'n generator voorkom, is groot. Daarom word 'n generator of alternator met verskeie beskermingskemas beskerm. Generatorbeskerming is van beide diskriminerende en nie-diskriminerende tipe. Groot sorg moet geneem word om die stelsels wat gebruik word, en die instellings wat aangeneem word, te koördineer om te verseker dat 'n sensitiewe, selektiewe en diskriminerende generatorbeskermingskema bereik word.
Tipes Generatorbeskerming
Die verskeie vorme van beskerming wat op die generator toegepas word, kan in twee maniere gedefinieer word,
Beskermrele om foute buite die generator op te spoor.
Beskermrele om foute binne die generator op te spoor.
Behalwe beskermrele, wat direk met die generator en sy geassosieerde transformator verbind is, is daar ligningafleier, oorskootspoedveiligheidsmiddels, olievoertoelewitoestelle en temperatuurmeettoestelle vir lasings, statorwinding, transformatorwinding en transformatorolie ens. Sommige van hierdie beskermingskemas is nie-trip-tipe, dit wil sê hulle genereer net waarskuwinge tydens abnormaliteite.
Maar ander beskermingskemas bring uiteindelik die meestertrippingsreël van die generator in werking. Dit moet opgemerk word dat geen beskermreël kan voorkom dat 'n fout ontstaan nie, dit wys net en verminder die duur van die fout om hoë temperatuurverhoging in die generator te voorkom, anders kan daar permanente skade wees.
Dit is wenslik om enige onnodige spanning in die generator te vermy, en daarom is dit algemene praktyk om 'n golfkapasitor of golfafleier, of beide, te installeer om die effek van ligting en ander spanningsgolwe op die masjien te verminder. Die beskermingskemas wat gewoonlik op die generator toegepas word, word hieronder kortliks bespreek.
Beskerming teen Isolasieverlies
Die hoofbeskerming wat in die statorwinding teen fase tot fase of fase tot aarde fout verskaf word, is longitudinale differensiële beskerming van die generator. Die tweede belangrikste beskermingskema vir die statorwinding is interturnfoutbeskerming.
Hierdie tipe beskerming is in die verlede as onnodig beskou omdat die afbreek van isolasie tussen punte in dieselfde fasewinding, wat in dieselfde sleuf bevat word, en tussen wie 'n potensiaalverskil bestaan, baie vinnig verander in 'n aardfout, en dan word dit deur die statordifferensiële beskerming of die statoraardfoutbeskerming opgespoor.
'n Generator word ontwerp om relatief hoë spanning te produseer in vergelyking met sy uitset en het daarom 'n groot aantal geleiërs per sleuf. Met toenemende grootte en spanning van die generator, word hierdie tipe beskerming noodsaaklik vir alle groot genererende eenhede.
Statoraardfoutbeskerming
Wanneer die statorneutrale aarde deur 'n weerstand geaard word, word 'n stroomelement in die neutrale-aarde-verbinding gemonteer. 'n Inverse tyd reël word oor die SE sekondêre gebruik wanneer die generator direk aan die busbalans verbonden is. In die geval van 'n generator wat krag via 'n delta ster-transformator voorsien, word 'n instantaneus reël vir dieselfde doel gebruik.
In die eerste geval, moet die aardfoutreël met ander foutreëls in die stelsel geklassifiseer word. Dit is die rede waarom 'n inverse tyd reël in hierdie geval gebruik word. Maar in die laaste geval, is die aardfoutlus beperk tot die statorwinding en primêrewinding van die transformator, dus is daar geen noodsaak om dit met ander aardfoutreëls in die stelsel te klassifiseer nie. Dit is die rede waarom 'n Instantaneus Reël in hierdie geval voorkeurlik is.
Rotor Aardfout Beskerming
'n Enkele aardfout skep nie 'n groot probleem in die generator nie, maar as 'n tweede aardfout ontstaan, sal egter 'n deel van die veldwinding kortgesluit word en 'n ongebalanceerde magnetiese veld in die stelsel en gevolglik kan daar groot meganiese skade aan die lasings van die generator wees. Daar is drie metodes beskikbaar om die tipes fout in die rotor op te spoor. Die metodes is
Potentiometer metode
AC inspui metode
DC inspui metode
Ongebalanceerde Statorbelastingbeskerming
Ongelykmatige belasting veroorsaak negatiewe rykvolgorde strome in die statorkring. Hierdie negatiewe rykvolgorde stroom veroorsaak 'n reaksieveld wat tweemaal so vinnig as die sinchronese spoed ten opsigte van die rotor draai en dus 'n dubbele frekwensiestroom in die rotor indukt. Hierdie stroom is baie groot en veroorsaak oorverhitting in die rotorkring, veral in die alternator.
As enige ongebalanceerdheid as gevolg van 'n fout in die statorwinding self ontstaan, sal dit onmiddellik deur die differensiële beskerming wat in die generator verskaf word, weggevee word. As die ongebalanceerdheid as gevolg van enige eksterne fout of ongebalanceerde belasting in die stelsel ontstaan, kan dit onopgemerk bly of vir 'n betydelike tydperk voortduur, afhangende van die beskermingkoördinasie van die stelsel. Hierdie foute kan dan deur die installasie van 'n negatiewe fasevolgorde reël met eienskappe om die weerstandscurve van die masjien te pas, weggevee word.
Beskerming teen Stator Oorverhitting
Oorbelasting kan oorverhitting in die statorwinding van die generator veroorsaak. Nie slegs oorbelasting, maar ook die mislukking van koelsisteme en isolasie-mislukking van statorlamina's kan oorverhitting van die statorwinding veroorsaak.
Oorverhitting word op verskillende plekke in die statorwinding deur ingeboude temperatuursdetektore opgespoor. Die temperatuurdetektorspoole is gewoonlik weerstand elemente wat een arm van die Wheatstonebrugkrets vorm. In die geval van kleiner generators, gewoonlik onder 30 MW, is die generators nie met ingeboude temperatuurskroepe toegerus nie, maar word gewoonlik met 'n termiese reël toegerus en word gerangskik om die stroom wat in die statorwinding vloei, te meet.
Hierdie rangskikking detecteer slegs oorverhitting as gevolg van oorbelasting en verskaf geen beskerming teen oorverhitting as gevolg van mislukking van koelsisteme of kortsluiting van statorlamina's nie. Alhoewel oorspanningsreëls, negatiewe fasevolgorde reëls, en toestelle vir die monitering van konstante vloei ook gebruik word om 'n sekere graad van termiese oorlaast beskerming te verskaf.
Lage Vakuümbeskerming
Hierdie beskerming, is gewoonlik in die vorm van 'n reguleerder wat die vakuüm teen atmosferiese druk vergelyk, en word gewoonlik by generatorset bo 30 MW geïnstalleer. Die moderne praktyk is dat die reguleerder die set via die sekondêre goewerneur ontlaai totdat normale vakuümtoestande herstel word. As die vakuümtoestande nie onder 21 duim verbeter nie, word die stopkleppe gesluit en die hoof hoofstraalklem getrip.
Beskerming teen Smeerolie Mislukking
Hierdie beskerming word nie as noodsaaklik beskou nie, aangesien die smeerolie gewoonlik van dieselfde pomp as die goewerneurolie verkry word, en 'n mislukking van die goewerneurolie sal outomaties die stopkleppe laat sluit.
Beskerming teen Verlies van Kettingbranders
Twee metodes is beskikbaar vir die opsporing van die verlies van kettingbranders. In die eerste metode, word normaal oop (NO) kontakte met die waaiermotors verskaf wat die generator kan trip as meer as twee motore misluk. Die tweede metode gebruik ketting drukkontakte wat die generator ontlaai as die kettingdruk onder ongeveer 90% val.
Beskerming teen Prime Mover Mislukking
As die prime mover misluk om meganiese energie aan die generator te verskaf, sal die generator voortgaan om in motor-modus te roteer, wat beteken dat dit elektriese energie van die stelsel neem in plaas van dit aan die stelsel te verskaf.
