Generaatorikaitse

Geneerija on alates elektrilistest pingetest, mis mõjutavad masina izolatsiooni, mehaanilistest jõududest, mis mõjutavad masina erinevaid osi, ja temperatuuritõusu. Need on peamised tegurid, mis teevad geneerija või alternaatori kaitset vajalikuks. Isegi korrektse kasutamisel säilitab masin täiuslikus töötingimuses mitmed aastad oma määratud spetsifikatsioonidega toodetud jõudluse ning ta suudab jätkuvalt korduvalt vastu seista teatud ületaastundile.

Tuleb võtta ennetavaid meetmeid ületaastunde ja ebatavalike tingimuste vastu, et masin saaks turvaliselt teenida. Isegi efektiivse disaini, ehituse, töötlemise ja ennetavaid kaitsemeetodeid tagades – vea riski ei saa täielikult elimineerida mistahes masinast. Seadmete kasutamine geneerija kaitse kontekstis tagab, et kui tekib viga, see kaotatakse võimalikult kiiresti.

Elektriline geneerija võib olla allutatud nii siseseks viga kui ka väliseseks viga või mõlemale. Geneerijad on tavaliselt ühendatud elektrilise energiasüsteemiga, seega peaks igasugune süsteemis tekkinud viga kaotama geneerijast võimalikult kiiresti, muul juhul võib see põhjustada geneerijas püsiva kahju.

Geneerijas tekkinud vigade arv ja liigitus on suur. Sellepärast on geneerija või alternaatorkaitse koosneb mitmest kaitsemeetodist. Geneerija kaitse on nii diskrimineeriv kui ka mitte-diskrimineeriv tüüp. Suure hoolikkuse tuleb pöörata kasutatavate süsteemide ja vastavate seadete koordineerimisele, et saavutada tundlik, valikuline ja diskrimineeriv geneerija kaitsemeetod.

Geneerija kaitse tüübid

Erinevad geneerija kaitsemeetodid saavad kategooriseerida kaheks viisiks,

1. Kaitserelid geneerija välises vigade tuvastamiseks.

2. Kaitserelid geneerija siseseks vigade tuvastamiseks.

Lisaks geneerijaga otse seotud kaitserelidele ja sellega seotud transformatoriga on olemas salvestajad, ülekiriivussuojad, õlitaimed ja temperatuuri mõõtmisseadmed telje kere, statoripakenduse, transformatori pakenduse ja transformatori öli jms. Mõned need kaitsemeetodid on mitte-lülitustüüpi, see tähendab, nad genereerivad ainult alarmi ebatavalikes olukordades.

Kuid teised kaitsemeetodid lõpetavad lõpuks geneerija päästepüstireli töö. Tuleb meeles pidada, et ükski kaitsereli ei saa viga ennetada, see aitab ainult selle kestuse minimeerida, et vältida geneerijas püsiva kahju tekkimist.

On soovitatav vältida geneerijas üldse ebavajalikke pingete tõusu, ja selleks on tavapärane praktiline lahendus installida surgete kondensaatorid või surgete suunamislaadid või mõlemad, et vähendada salveste ja muude pingete tõusu mõju masinale. Siin lühidalt arutatakse geneerijale tavaliselt rakendatavaid kaitsemeetodeid.

Izolatsioonikahju kaitse

Põhiline kaitse fasa-fasa või fasa-maa viga vastu statoripakenduses on geneerija pikaitud diferentsiaalkaitse. Teine olulisem kaitsemeetod statoripakenduse jaoks on interturn viga kaitse.

Sellist kaitset peeti varasemalt tarbetuks, kuna sama faasi vedeliku punktide vahel toimuv izolatsioonikahju, mis asub samas slotis ja vahel, millel on olemas potentsiaalne erinevus, muutub väga kiiresti maavigaks, mida tuvastab kas statoripakenduse diferentsiaalkaitse või statorimaa viga kaitse.

Geneerija on disainitud, et produtseerida suhteelliselt kõrgeid voltagi võrdlusega oma väljundiga, mis sisaldab seega suurt arvu vedelikku ühes slotis. Geneerija suurenemise ja voltagi tõusuga muutub see kaitsemeetod kõigi suurte tootmisüksuste jaoks oluliseks.

Statorimaa viga kaitse

Kui statorineutraal on maadetud läbi resistori, on neutraali-maa ühenduses paigutatud voolustransformator. Inversse-aegrelay kasutatakse CT sekundaarühenduse kohal, kui geneerija on ühendatud otse bussibare. Kui geneerija edastab energia delta-täisnurkse transformaatori kaudu, kasutatakse sama eesmärgi jaoks ningi-aegrelay.

Esimene juhul on maa viga relayt vaja koordineerida süsteemi muude viga relaydega. See on põhjus, miks inversse-aegrelay kasutatakse selles juhul. Kuid teisel juhul piirneb maa viga tsükkel statoripakenduse ja transformatori primäärisse, seega pole vaja koordineerida ega diskrimineerida süsteemi muude maa viga relaydega. Seepärast on Ningi-Aegrelay soovitatav selles juhul.

Rotorimaa viga kaitse

Üksik maa viga ei põhjusta geneerijas suurt probleemi, kuid kui tekib teine maa viga, siis osa väljakuulutusest lühikutakse ja tekib ebavõrdne magnetväli süsteemis, mis võib põhjustada geneerija teljestikutele olulist mehaanilist kahju. On olemas kolm meetodit rotorivigade tuvastamiseks. Need meetodid on

1. Potentsiomeetri meetod

2. AC injektsioonimeetod

3. DC injektsioonimeetod

Ebatasakaaluline statorilaste kaitse

Laeste ebatasakaalus tekivad negatiivsed järjestikused voolud statoritsirkuis. See negatiivne järjestikune vool tekitab reaktsioonivälja, mis keerleb kahe kordsed synchronse kiirusega suhtes rotoriga ja seega indutseerib topeltfrekventsi voolu rotorisse. See vool on piisavalt suur, et põhjustada ülekaalutust rotoritsirkuis, eriti alternaatoris.

Kui ebatasakaalus tekib statoripakenduse enda viga, siis see tuvastatakse ja kustutatakse kohe geneerija diferentsiaalkaitse abil. Kui ebatasakaalus tekib süsteemi välises viga või ebatasakaaluline laestus, võib see jääda tuvastamata või võib kesta mõnda aega, sõltuvalt süsteemi kaitsekoordineerimisest. Need vigad kustutatakse negatiivse faasisekvensrelay installeerimisel, mille omadused sobivad masina kandevõimegraafikuga.

Statoripakenduse ülekaalutuse vastu kaitse

Ülelaadimine võib põhjustada ülekaalutuse geneerija statoripakenduses. Mitte ainult ülelaadimine, küllardamissüsteemi läbikukkumine ja statoripakenduse laminaatide izolatsioonikahju võivad põhjustada statoripakenduse ülekaalutust.

Ülekaalutust tuvastatakse upotatud temperatuuri detektoritega statoripakenduse erinevatel punktidel. Temperatuuri detektori spirid on tavaliselt pindresistivid, mis moodustavad Wheatstone'i silindri ühe käte. Väiksemate geneerijate puhul (tavaliselt alla 30 MW) ei ole geneerijad varustatud upotatud temperatuuri spiiridega, vaid neid on tavaliselt varustatud termorelaydega, mis on seadistatud mõõtma voolu, mis virtsib statoripakenduses.

See seadistus tuvastab ainult ülelaadimise põhjustatud ülekaalutuse ja ei paku mingit kaitset küllardamissüsteemi läbikukkumise või lühikutatud statoripakenduse laminaatide tõttu tekkiva ülekaalutuse vastu. Kuigi ülevoolurelid, negatiivsed faasisekvensrelid ja konstantse voolu jälgimise seadmed on kasutatud, et pakkuda teatavat tasemat termilist ülelaadimiskaitset.

Väikese vakuumi kaitse

See kaitse, tavaliselt regulaatori kujul, mis võrdleb vakuumi atmosfääri survega, on tavaliselt paigutatud üle 30 MW geneerijaskonnale. Modernne praktiline lahendus on, et regulaator lastab skondi teise kaudsel juhil, kuni normaalsed vakuumitingimused taastuvad. Kui vakuumitingimused ei parane 21 tollini, sulgevad peamised stopivalvud ja peamiselt põhivoolurelay lülitatakse.

Kitseõli läbikukkumise vastu kaitse

See kaitse ei ole oluline, kuna kitseõlit saadakse tavaliselt sama pompist, mis ka juhiõlit, ja juhiõli läbikukkumisel sulgub automaatselt stopivalv.

Kuivrikuplatuse kadumise vastu kaitse

Kuivrikuplatuse kadumist saab tuvastada kahe meetodi abil. Esimeses meetodis on fanimootoritega seotud tavaliselt avatud (NO) kontaktid, mis võivad trippida geneerija, kui rohkem kui kaks mootorit lähevad katki. Teises meetodis kasutatakse kuivrikuplatuse survekontakte, mis lastavad geneerija, kui kuivrikuplatuse surve langab umbes 90%.

Põhiliikumise kadumise vastu kaitse

Kui põhiliikumine ei saa andma geneerijale me