Pangangalaga sa Generator
Ang isang generator ay pinagkakalooban ng mga elektrikal na stress na ipinapataas sa insulasyon ng makina, mekanikal na puwersa na naglalakad sa iba't ibang bahagi ng makina, at pagtaas ng temperatura. Ang mga ito ang pangunahing dahilan kung bakit kinakailangan ang proteksyon para sa generator o alternator. Kahit na nang maayos na ginagamit, ang isang makina sa perpektong kondisyon nito hindi lamang nakapagsasagawa ng naka-specify na rated na performance para sa maraming taon, kundi ito rin ay paulit-ulit na nakakatagal ng ilang sobra ng overload.
Dapat magkaroon ng mga pagsasanay upang maprevent ang mga overload at abnormal na kondisyon ng makina upang ito ay makapaglingkod nang ligtas. Kahit na matiyak ang mahusay na disenyo, konstruksyon, operasyon, at mga pamamaraan ng proteksyon – ang panganib ng isang kaputanan ay hindi maaaring ganap na mailayo mula sa anumang makina. Ang mga aparato na ginagamit sa proteksyon ng generator, sigurado na kapag may kaputanan, ito ay inililipas nang mas mabilis kung maaari.
Maaaring mapasailalim ang isang elektrikal na generator sa isang panloob na kaputanan o panlabas na kaputanan o pareho. Karaniwang konektado ang mga generator sa isang elektrikal na sistema ng enerhiya, kaya anumang kaputanan na naganap sa sistema ng enerhiya ay dapat din ilipas mula sa generator nang agaran upang hindi ito magresulta sa permanenteng pinsala sa generator.
Ang bilang at uri ng mga kaputanan na nangyayari sa isang generator ay malaki. Dahil dito, ang generator o alternator ay pinoprotektahan ng maraming mga protective scheme. Ang proteksyon ng generator ay may dalawang uri: discriminative at non-discriminative. Dapat talagang alamin ang mga sistema na ginagamit at ang mga setting na tinatanggap upang matiyak na sensitibo, selektibo, at discriminative ang scheme ng proteksyon ng generator.
Mga Uri ng Proteksyon ng Generator
Ang iba't ibang anyo ng proteksyon na ipinapatupad sa generator ay maaaring ikategorya sa dalawang paraan,
Protective relays upang detektahin ang mga kaputanan na nangyayari sa labas ng generator.
Protective relays upang detektahin ang mga kaputanan na nangyayari sa loob ng generator.
Bukod sa mga protective relays, na direktang nauugnay sa generator at sa kanyang associated transformer, mayroon pa lightning arrestors, over speed safe guards, oil flow devises, at temperature measuring devises para sa shaft bearing, stator winding, transformer winding, at transformer oil, atbp. Ang ilan sa mga protective arrangement na ito ay hindi trip type i.e. sila lamang bumubuo ng alarm sa panahon ng abnormalidad.
Ngunit ang iba pang mga protective schemes ay huli ay gumagana ang master tripping relay ng generator. Dapat tandaan na walang protective relay ang maaaring maprevent ang kaputanan, ito lamang nagbibigay ng indikasyon at minimizes ang duration ng kaputanan upang maprevent ang mataas na pagtaas ng temperatura sa generator, kung hindi, maaaring magresulta ito sa permanenteng pinsala.
Dapat talagang iwasan ang anumang hindi naaangkop na stress sa generator, at para dito, karaniwan ang praktika na mag-install ng surge capacitor o surge diverter o pareho upang bawasan ang epekto ng lightning at iba pang voltage surges sa makina. Ang mga proteksyon scheme na karaniwang ipinapatupad sa generator ay napag-uusapan dito sa ibaba sa maikling paraan.
Proteksyon Laban sa Pagkabigo ng Insulasyon
Ang pangunahing proteksyon na ibinigay sa stator winding laban sa phase to phase o phase to earth fault, ay longitudinal differential protection of generator. Ang pangalawang pinakamahalagang proteksyon scheme para sa stator winding ay inter turn fault protection.
Ang uri ng proteksyon na ito ay dating itinuturing na hindi kinakailangan dahil ang pagbagsak ng insulasyon sa pagitan ng mga punto sa parehong phase winding, na nasa parehong slot, at sa pagitan ng kung saan may potential difference, nang mabilis na nagbabago sa isang earth fault, at pagkatapos ay ito ay nadetekta ng stator differential protection o stator earth fault protection.
Isinama ang isang generator upang lumikha ng relatibong mataas na voltage sa kumparasyon sa kanyang output at kaya naglalaman ito ng malaking bilang ng conductors sa bawat slot. Sa pagtaas ng laki at voltage ng generator, ang anyo ng proteksyon na ito ay naging kinakailangan para sa lahat ng malalaking generating units.
Stator Earth Fault Protection
Kapag ang stator neutral ay nai-earth sa pamamagitan ng isang resistor, isinasama ang isang current transformer sa neutral to earth connection. Isinasama ang inverse time relay sa CT secondary kapag ang generator ay direktang konektado sa bus bar. Sa kaso na ang generator ay nagbibigay ng enerhiya sa pamamagitan ng isang delta star transformer, isinasama ang isang instantaneous relay para sa parehong layunin.
Sa unang kaso, ang earth faults relay ay kinakailangang igrade kasama ang iba pang fault relays sa sistema. Ito ang dahilan kung bakit ginagamit ang inverse time relay sa kaso na ito. Ngunit sa huling kaso, ang earth fault loop ay limitado sa stator winding at primary winding ng transformer, kaya, walang pangangailangan ng grading o discrimination sa iba pang earth fault relays sa sistema. Kaya mas pinapaboran ang Instantaneous Relay sa kaso na ito.
Rotor Earth Fault Protection
Hindi nagdudulot ng anumang malaking problema ang isang single earth fault sa generator ngunit kapag ang pangalawang earth fault ay nangyari, bahagi ng field winding ay magiging short-circuited at nagreresulta sa imbalanced magnetic field sa sistema at posibleng magdulot ng malaking mekanikal na pinsala sa bearings ng generator. May tatlong paraan na available upang detektahin ang mga uri ng kaputanan sa rotor. Ang mga paraan ay
Potentiometer method
AC injection method
DC injection method
Unbalanced Stator Loading Protection
Ang pagkabalisa sa pag-load ay naglilikha ng negative sequence currents sa stator circuit. Ang negative sequence current na ito ay naglilikha ng reaksiyong field na umiikot nang dalawang beses ng synchronous speed sa kaugalian ng rotor at kaya naglilikha ng double frequency current sa rotor. Malaki ang current na ito at nagdudulot ng sobrang init sa rotor circuit, lalo na sa alternator.
Kapag may pagkabalisa dahil sa kaputanan sa stator winding mismo, ito ay maaring malipas nang agad ng differential protection na ibinigay sa generator. Kapag ang pagkabalisa ay nangyari dahil sa anumang external fault o unbalanced loading sa sistema, ito ay maaaring hindi matutukoy o maaaring manatili para sa isang mahalagang panahon depende sa coordination ng proteksyon ng sistema. Ang mga kaputanan na ito ay maaaring malipas sa pamamagitan ng pag-install ng negative phase sequence relay na may characteristics upang tugunan ang withstand curve ng makina.
Proteksyon Laban sa Overheating ng Stator
Ang sobrang pag-load ay maaaring magdulot ng sobrang init sa stator winding ng generator. Hindi lang ang sobrang pag-load, ang pagkabigo ng cooling systems at insulasyon failure ng stator laminations din ang nagdudulot ng sobrang init sa stator winding.
Ang sobrang init ay nadetekta ng embedded temperature detectors sa iba't ibang puntos sa stator winding. Ang temperature detector coils ay karaniwang resistance elements na bumubuo ng isang arm ng wheatstone bridge circuit. Sa kaso ng mas maliit na generator normal na below 30 MW, ang mga generator ay hindi equipped ng embedded temperature coil ngunit karaniwang fitted ng thermal relay at sila ay arranged upang sukatin ang current na umuusbong sa stator winding.
Ang arrangement na ito ay lamang nadetect ang sobrang init dahil sa sobrang pag-load at hindi nagbibigay ng anumang proteksyon laban sa sobrang init dahil sa pagkabigo ng cooling systems o short circuited stator laminations. Bagaman ang over current relays, negative phase sequence relays, at mga device para sa monitoring constant flow ay din ginagamit upang magbigay ng tiyak na degree ng thermal overload protection.
Low Vacuum Protection
Ang proteksyon na ito, karaniwan ay sa anyo ng isang regulator na nagsasaliksik ng vacuum laban sa atmospheric pressure, ito ay normal na fitted sa generator set na above 30 MW. Ang modernong praktika ay para sa regulator na i-unload ang set via ang secondary governor hanggang sa normal na vacuum conditions ay maulit. Kung ang vacuum conditions ay hindi nag-iimprove sa ibaba ng 21 inch ang stop valves ay isinasara at ang main circuit breaker ay tripped.
Proteksyon Laban sa Lubrication Oil Failure
Hindi ito itinuturing na kinakailangan dahil ang lubrication oil ay normal na nakuha mula sa parehong pump bilang governor oil at ang pagkabigo ng governor oil ay awtomatikong magpapasara ng stop valve.
Proteksyon Laban sa Loss of Boiler Firing
May dalawang paraan na available para sa deteksiyon ng loss of boiler firing. Sa unang paraan, normal na bukas (NO) contacts ang ibinigay sa fan motors na maaaring trip ang generator kung higit sa dalawang motors ang mabibigo. Ang pangalawang paraan ay gumagamit ng boiler pressure contacts na i-unload ang generator kung ang boiler pressure ay bumaba sa ibaba ng approximately 90%.
Proteksyon Laban sa Prime Mover Failure
Kapag ang prime mover ay nabigo sa pag-supply ng mechanical energy sa generator, ang generator ay patuloy na mag-ikot sa motoring mode na ibig sabihin ito ay kumuha ng electrical energy mula sa sistema sa halip na mag-supply nito sa sistema.
Sa isang steam turbine ang steam ay gumagamit bilang coolant na nagpapanatili ng turbine blades sa isang constant temperature. Ang pagkabigo ng supply ay resulta ng sobrang init dahil sa friction, na may sumusunod na distortion ng turbine blades.
