Pelancongan Janaan
Sebuah jenerator tunduk kepada tekanan elektrik yang dikenakan pada pengasingan mesin, daya mekanikal yang bertindak pada pelbagai bahagian mesin, dan peningkatan suhu. Ini adalah faktor utama yang membuat perlindungan perlu untuk jenerator atau alternator. Walaupun digunakan dengan betul, mesin dalam keadaan berjalan sempurna tidak hanya mengekalkan prestasi yang ditetapkan selama bertahun-tahun, tetapi ia juga mampu mengatasi beban lebihan tertentu secara berulang kali.
Tindakan pencegahan mesti diambil terhadap beban lebihan dan keadaan abnormal mesin supaya ia boleh berkhidmat dengan selamat. Walaupun memastikan reka bentuk, pembinaan, operasi, dan langkah-langkah pencegahan yang cekap – risiko kerosakan tidak dapat sepenuhnya dihapuskan daripada mana-mana mesin. Peranti yang digunakan dalam perlindungan jenerator, memastikan apabila kerosakan berlaku, ia dihapuskan secepat mungkin.
Jenerator elektrik boleh tunduk kepada kerosakan dalaman atau luaran atau kedua-duanya. Jenerator biasanya disambungkan ke sistem kuasa elektrik, oleh itu sebarang kerosakan yang berlaku dalam sistem kuasa patut juga dihapuskan dari jenerator secepat mungkin, jika tidak ia mungkin menyebabkan kerosakan kekal pada jenerator.
Bilangan dan jenis kerosakan yang berlaku dalam jenerator sangat banyak. Itulah sebabnya jenerator atau alternator dilindungi dengan beberapa skema perlindungan. Perlindungan jenerator adalah jenis diskriminatif dan bukan diskriminatif. Perhatian yang besar perlu diberikan dalam mengkoordinasikan sistem yang digunakan dan seting yang diadopsi untuk memastikan skema perlindungan jenerator yang sensitif, selektif, dan diskriminatif dicapai.
Jenis-jenis Perlindungan Jenerator
Pelbagai bentuk perlindungan yang diterapkan pada jenerator boleh dikategorikan menjadi dua cara,
Relay perlindungan untuk mendeteksi kerosakan yang berlaku di luar jenerator.
Relay perlindungan untuk mendeteksi kerosakan yang berlaku di dalam jenerator.
Selain relay perlindungan, yang berkaitan langsung dengan jenerator dan transformernya, terdapat penahan petir, peranti keselamatan kelebihan kelajuan, peranti aliran minyak, dan peranti pengukur suhu untuk bantalan poros, lilitan stator, lilitan transformator, dan minyak transformator dan lain-lain. Beberapa susunan perlindungan ini adalah jenis non-trip iaitu mereka hanya menghasilkan isyarat semasa ketidaknormalan.
Tetapi skema perlindungan yang lain akhirnya mengoperasikan relay trip utama jenerator. Patut diperhatikan bahawa tiada relay perlindungan yang boleh mencegah kerosakan, ia hanya menunjukkan dan meminimumkan tempoh kerosakan untuk mencegah peningkatan suhu yang tinggi dalam jenerator, jika tidak mungkin terjadi kerosakan kekal padanya.
Adalah diingini untuk mengelakkan sebarang tekanan yang tidak perlu pada jenerator, dan untuk itu adalah amalan biasa untuk memasang kapasitor lonjakan atau pemindah lonjakan atau kedua-duanya untuk mengurangkan kesan petir dan lonjakan voltan lain pada mesin. Skema perlindungan yang biasanya diterapkan pada jenerator dibincangkan di sini dengan singkat.
Perlindungan terhadap Kegagalan Pengasingan
Perlindungan utama yang disediakan pada lilitan stator terhadap kerosakan fasa ke fasa atau fasa ke bumi, adalah perlindungan diferensial longitudinal jenerator. Skema perlindungan yang kedua paling penting untuk lilitan stator adalah perlindungan kerosakan antara lilitan.
Jenis perlindungan ini dianggap tidak perlu pada hari-hari dahulu kerana kerosakan pengasingan antara titik-titik dalam lilitan fasa yang sama, yang terkandung dalam slot yang sama, dan antara mana terdapat perbezaan potensi, sangat cepat berubah menjadi kerosakan bumi, dan kemudian ia dikesan oleh perlindungan diferensial stator atau perlindungan kerosakan bumi stator.
Jenerator direka untuk menghasilkan voltan yang relatif tinggi berbanding dengan outputnya, dan oleh itu mengandungi bilangan konduktor yang besar per slot. Dengan peningkatan saiz dan voltan jenerator, bentuk perlindungan ini menjadi penting untuk semua unit penjanaan yang besar.
Perlindungan Kerosakan Bumi Stator
Apabila neutral stator dihubungkan ke bumi melalui sebuah resistor, sebuah transformer arus dipasang dalam hubungan neutral ke bumi. Relay masa songsang digunakan merentasi sekunder CT apabila jenerator dihubungkan secara langsung ke bar bus. Dalam kes jenerator memberi bekalan kuasa melalui transformer delta bintang, sebuah relay segera digunakan untuk tujuan yang sama.
Dalam kes pertama, relay kerosakan bumi diperlukan untuk digred dengan relay kerosakan lain dalam sistem. Ini adalah sebab mengapa relay masa songsang digunakan dalam kes ini. Tetapi dalam kes kedua, gelung kerosakan bumi dibatasi kepada lilitan stator dan lilitan utama transformer, oleh itu, tiada keperluan untuk pengelasan atau diskriminasi dengan relay kerosakan bumi lain dalam sistem. Itulah sebabnya Relay Segera lebih disukai dalam kes ini.
Perlindungan Kerosakan Bumi Rotor
Satu kerosakan bumi tidak mencipta masalah utama pada jenerator tetapi jika kerosakan bumi kedua berlaku, bagaimanapun, sebahagian lilitan medan akan menjadi pendek sirkuit dan menghasilkan medan magnet yang tidak seimbang dalam sistem dan akibatnya mungkin ada kerosakan mekanikal yang besar pada bantalan jenerator. Terdapat tiga kaedah yang tersedia untuk mendeteksi jenis kerosakan pada rotor. Kaedah-kaedah tersebut ialah
Kaedah potentiometer
Kaedah penyuntikan AC
Kaedah penyuntikan DC
Perlindungan terhadap Muatan Stator yang Tidak Seimbang
Keadaan tidak seimbang dalam muatan menghasilkan arus urutan negatif dalam litar stator. Arus urutan negatif ini menghasilkan medan reaksi yang berputar pada dua kali kelajuan sinambung berbanding dengan rotor dan oleh itu menginduksi arus frekuensi berganda dalam rotor. Arus ini sangat besar dan menyebabkan panasan berlebihan dalam litar rotor, terutamanya dalam alternator.
Jika sebarang keadaan tidak seimbang berlaku disebabkan kerosakan dalam lilitan stator sendiri, ia akan dibersihkan secara segera oleh perlindungan diferensial yang disediakan dalam jenerator. Jika keadaan tidak seimbang berlaku disebabkan kerosakan luaran atau muatan yang tidak seimbang dalam sistem, ia mungkin tidak dikesan atau mungkin bertahan untuk tempoh masa yang signifikan bergantung pada koordinasi perlindungan sistem. Kes-kes ini kemudian dibersihkan dengan memasang relay urutan fasa negatif dengan ciri-ciri yang sesuai dengan lengkung tahanan mesin.
Perlindungan terhadap Panasan Berlebihan Stator
Muatan berlebihan boleh menyebabkan panasan berlebihan dalam lilitan stator jenerator. Bukan sahaja muatan berlebihan, kegagalan sistem pendinginan dan kegagalan pengasingan lembaran stator juga menyebabkan panasan berlebihan lilitan stator.
Panasan berlebihan dikesan oleh pengesan suhu yang tertanam di pelbagai titik dalam lilitan stator. Lilitan pengesan suhu biasanya adalah elemen rangsangan yang membentuk satu tangan bagi litar Wheatstone bridge. Dalam kes jenerator yang lebih kecil biasanya di bawah 30 MW, jenerator tidak dilengkapi dengan lilitan pengesan suhu tetapi biasanya dipasang dengan relay termal dan mereka disusun untuk mengukur arus yang mengalir dalam lilitan stator.
Susunan ini hanya mendeteksi panasan berlebihan yang disebabkan oleh muatan berlebihan dan tidak memberikan sebarang perlindungan terhadap panasan berlebihan disebabkan kegagalan sistem pendinginan atau lembaran stator yang pendek sirkuit. Walaupun relay arus berlebihan, relay urutan fasa negatif, dan peranti untuk memantau aliran konstan juga digunakan untuk memberikan tahap tertentu perlindungan muatan berlebihan termal.
Perlindungan terhadap Vakum Rendah
Perlindungan ini, biasanya dalam bentuk regulator yang membandingkan vakum terhadap tekanan atmosfer, biasanya dipasang pada set jenerator di atas 30 MW. Amalan moden adalah untuk regulator membongkar set melalui governor sekunder sehingga keadaan vakum normal dipulihkan. Jika keadaan vakum tidak membaik di bawah 21 inci, klep stop ditutup dan pemutus litar utama dijalankan.
Perlindungan terhadap Kegagalan Minyak Pelumas
Perlindungan ini tidak dianggap penting kerana minyak pelumas biasanya diperoleh dari pam yang sama dengan minyak governor dan kegagalan minyak governor akan secara automatik menutup klep stop.
Perlindungan terhadap Kehilangan Pembakaran Ketuhar
Dua kaedah tersedia untuk mendeteksi kehilangan pembakaran ketuhar. Dalam kaedah pertama, kontak biasa terbuka (NO) disediakan dengan motor kipas yang mungkin menjalankan jenerator jika lebih dari dua motor gagal. Kaedah kedua menggunakan kontak tekanan ketuhar yang membongkar jenerator jika tekanan ketuhar jatuh di bawah kira-kira 90%.
Perlindungan terhadap Kegagalan Gerak Asas
Jika gerak asas gagal menyediakan tenaga mekanikal kepada jenerator, jenerator akan terus berputar dalam mod motoring, yang bermaksud ia mengambil tenaga elektrik dari sistem bukannya menyediakannya kepada sistem.
Dalam turbin uap, uap bertindak sebagai pendingin yang mengekalkan bilah turbin pada suhu yang malar. Kegagalan bekalan akan menyebabkan panasan berlebihan disebabkan geseran, dengan penyesatan bilah turbin yang berikutnya.
