Προστασία Γεννήτριας
Μια γεννήτρια υπόκειται σε ηλεκτρικές πιέσεις που ασκούνται στην απομόνωση της μηχανής, μηχανικές δυνάμεις που ενεργούν στα διάφορα μέρη της μηχανής και αύξηση της θερμοκρασίας. Αυτά είναι τα βασικά στοιχεία που καθιστούν απαραίτητη την προστασία της γεννήτριας ή αλτερνατόρα. Ακόμη και όταν χρησιμοποιείται σωστά, μια μηχανή σε τέλειες συνθήκες λειτουργίας δεν μόνο διατηρεί την καθορισμένη απόδοση για πολλά χρόνια, αλλά επίσης αντέχει επανειλημμένα σε ορισμένες υπερβολές φορτίου.
Πρέπει να λαμβάνονται προληπτικά μέτρα κατά των υπερφορτίσεων και των ανωμαλών συνθηκών της μηχανής, ώστε να μπορεί να λειτουργεί ασφαλώς. Ακόμη και με αποτελεσματική σχεδίαση, κατασκευή, λειτουργία και προληπτικά μέσα προστασίας - το ρίσκο ενός σφάλματος δεν μπορεί να εξαλειφθεί εντελώς από κάθε μηχανή. Τα συστήματα που χρησιμοποιούνται στην προστασία της γεννήτριας, εξασφαλίζουν ότι όταν εμφανιστεί ένα σφάλμα, αυτό εξαλείφεται το συντομότερο δυνατό.
Μια ηλεκτρική γεννήτρια μπορεί να υποστεί είτε εσωτερικό σφάλμα, είτε εξωτερικό σφάλμα, ή και τα δύο. Οι γεννήτριες συνήθως συνδέονται με ένα ηλεκτρικό σύστημα ενέργειας, άρα οποιοδήποτε σφάλμα που προκύψει στο σύστημα ενέργειας πρέπει να εξαλειφθεί από τη γεννήτρια το συντομότερο δυνατό, διαφορετικά μπορεί να προκληθεί μόνιμη βλάβη στη γεννήτρια.
Το πλήθος και η ποικιλία των σφαλμάτων που προκύπτουν σε μια γεννήτρια είναι μεγάλη. Γι' αυτό, η γεννήτρια ή αλτερνατόρας προστατεύεται με πολλά προστατικά σχέδια. Η προστασία της γεννήτριας είναι και διακριτική και μη διακριτική. Πρέπει να δίνεται μεγάλη προσοχή στη συντονισμό των συστημάτων που χρησιμοποιούνται και των ρυθμίσεων που εφαρμόζονται, ώστε να εξασφαλιστεί ότι ένα ευαίσθητο, επιλεκτικό και διακριτικό σχέδιο προστασίας γεννήτριας επιτευχθεί.
Είδη Προστασίας Γεννήτριας
Οι διάφορες μορφές προστασίας που εφαρμόζονται στη γεννήτρια μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε δύο τρόπους,
Προστατικές ρελέ για την ανίχνευση σφαλμάτων που προκύπτουν εκτός της γεννήτριας.
Προστατικές ρελέ για την ανίχνευση σφαλμάτων που προκύπτουν μέσα στη γεννήτρια.
Εκτός από τις προστατικές ρελέ, που συνδέονται άμεσα με τη γεννήτρια και τον συνδεδεμένο μετατροπέα, υπάρχουν αντικαταιγίδες, συστήματα προστασίας από υπερταχύτητα, συστήματα μέτρησης ροής λάδιου και συστήματα μέτρησης θερμοκρασίας για τις μεταλλικές βάσεις, το στάτορ, τον μετατροπέα και το λάδι του μετατροπέα κλπ. Μερικά από αυτά τα προστατικά συστήματα είναι μη τροπικά, δηλαδή παράγουν μόνο συναγερμό κατά την εμφάνιση ανωμαλίας.
Όμως, τα άλλα προστατικά συστήματα τελικά ενεργοποιούν την κυρίαρχη τροπική ρελέ της γεννήτριας. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι καμία προστατική ρελέ δεν μπορεί να προλάβει το σφάλμα, αλλά μόνο να το αναγνωρίζει και να μειώνει τη διάρκειά του, ώστε να αποτραπεί η υψηλή θερμοκρασία στη γεννήτρια, διαφορετικά μπορεί να προκληθεί μόνιμη βλάβη σε αυτή.
Είναι επιθυμητό να αποφεύγονται οποιεσδήποτε άνευ λόγου τάσεις στη γεννήτρια, και γι' αυτό είναι συνηθισμένη πρακτική η εγκατάσταση καπασίτων ή ανακατευθυντήρων καταιγίδων, ή και των δύο, για τη μείωση των επιπτώσεων των καταιγίδων και άλλων επιτάσεων στην μηχανή. Τα προστατικά σχέδια που συνήθως εφαρμόζονται στη γεννήτρια συζητούνται εδώ κάτω συνοπτικά.
Προστασία κατά της Αποτυχίας Απομόνωσης
Η βασική προστασία που παρέχεται στην πλεξίδα στάτορ κατά των σφαλμάτων φάση-φάση ή φάση-γη, είναι η μακρογιανίτικη διαφορική προστασία της γεννήτριας. Το δεύτερο σημαντικότερο προστατικό σχέδιο για την πλεξίδα στάτορ είναι η προστασία από σφάλματα μεταξύ των στροφών.
Αυτό το είδος προστασίας θεωρείτο αναγκαίο στις προηγούμενες μέρες, επειδή η κατάρρευση της απομόνωσης μεταξύ σημείων στην ίδια φάση πλεξίδας, που περιέχεται στην ίδια θέση, και μεταξύ των οποίων υπάρχει δυναμική διαφορά, αλλάζει πολύ γρήγορα σε σφάλμα γη, και τότε ανιχνεύεται είτε από τη διαφορική προστασία στάτορ ή την προστασία στάτορ γη.
Μια γεννήτρια σχεδιάζεται να παράγει σχετικά υψηλή ένταση σε σχέση με την έξοδό της, και η οποία επομένως περιέχει μεγάλο αριθμό αγωγών ανά θέση. Με την αυξανόμενη διάσταση και ένταση της γεννήτριας, αυτό το είδος προστασίας γίνεται απαραίτητο για όλες τις μεγάλες μονάδες παραγωγής.
Προστασία Στάτορ Γη
Όταν το ουδέτερο του στάτορ είναι συνδεδεμένο με τη γη μέσω ενός αντιστοιχού, ένας μετατροπέας ρεύματος εγκαταστάται στη σύνδεση ουδέτερο-γη. Ρελέ αντίστροφης χρόνου χρησιμοποιείται στο δευτερεύον του MT όταν η γεννήτρια είναι συνδεδεμένη άμεσα με την πίνακα. Στην περίπτωση που η γεννήτρια εφοδιάζει ενέργεια μέσω ενός διαστηματικού τριφασικού μετατροπέα, χρησιμοποιείται ένα παρατεταμένο ρελέ για τον ίδιο σκοπό.
Στην πρώτη περίπτωση, το ρελέ σφάλματος γης απαιτείται να είναι κατηγοριοποιημένο με άλλα ρελέ σφάλματος στο σύστημα. Γι' αυτό χρησιμοποιείται η ρελέ αντίστροφης χρόνου σε αυτή την περίπτωση. Αλλά στη δεύτερη περίπτωση, ο κύκλος σφάλματος γης περιορίζεται στην πλεξίδα στάτορ και την πρωτογενή πλεξίδα του μετατροπέα, άρα δεν υπάρχει ανάγκη κατηγοριοποίησης ή διάκρισης με άλλα ρελέ σφάλματος γης στο σύστημα. Γι' αυτό, το Παρατεταμένο Ρελέ είναι προτιμότερο σε αυτή την περίπτωση.
Προστασία Ρότορ Γη
Ένα μοναδικό σφάλμα γης δεν δημιουργεί καμία σημαντική πρόβλημα στη γεννήτρια, αλλά αν εμφανιστεί ένα δεύτερο σφάλμα γης, τότε μέρος της πλεξίδας πεδίου θα γίνει σύνδεση και θα προκύψει ένα ανεξισορροπημένο μαγνητικό πεδίο στο σύστημα, και ως αποτέλεσμα μπορεί να προκληθεί σημαντική μηχανική βλάβη στις μεταλλικές βάσεις της γεννήτριας. Υπάρχουν τρεις μέθοδοι διαθέσιμες για την ανίχνευση αυτών των τύπων σφάλματος στον ρότορ. Οι μέθοδοι είναι
Μέθοδος Ποτεντιόμετρου
Μέθοδος ενέργειας AC
Μέθοδος ενέργειας DC
