Ochrona generatora

Generator podlega napięciom elektrycznym działającym na izolację maszyny, siłom mechanicznym działającym na różne części maszyny oraz wzrostowi temperatury. Są to główne czynniki, które sprawiają, że ochrona generatora lub alternatora jest niezbędna. Nawet przy prawidłowym użytkowaniu, maszyna w idealnym stanie nie tylko utrzymuje określone parametry wydajności przez wiele lat, ale również wielokrotnie przetrzymuje pewne przekroczenia obciążenia.

Należy podjąć środki zapobiegawcze przeciwko przeładzeniom i nietypowym warunkom pracy maszyny, aby mogła ona działać bezpiecznie. Nawet przy zapewnieniu efektywnego projektu, konstrukcji, eksploatacji i środków ochronnych – ryzyko awarii nie może być całkowicie wyeliminowane z żadnej maszyny. Urządzenia stosowane w ochronie generatora zapewniają, że w przypadku wystąpienia uszkodzenia, zostaje ono jak najszybciej usunięte.

Generator elektryczny może być narażony na uszkodzenie wewnętrzne, zewnętrzne lub oba rodzaje jednocześnie. Generatory są zazwyczaj podłączone do systemu elektroenergetycznego, dlatego każde uszkodzenie w systemie powinno zostać jak najszybciej usunięte z generatora, w przeciwnym razie może to spowodować stałe uszkodzenie generatora.

Liczba i różnorodność uszkodzeń występujących w generatorze jest ogromna. Dlatego generator lub alternator jest chroniony przez kilka schematów ochronnych. Ochrona generatora jest zarówno dyskryminacyjna, jak i niedyskryminacyjna. Należy zadbać o koordynację systemów używanych i ustawień przyjętych, aby zapewnić wrażliwy, selektywny i dyskryminacyjny schemat ochrony generatora.

Typy ochrony generatora

Różne formy ochrony stosowane w generatorze można podzielić na dwie kategorie,

1. Relacje ochronne do wykrywania uszkodzeń występujących poza generatorem.

2. Relacje ochronne do wykrywania uszkodzeń występujących wewnątrz generatora.

Oprócz relacji ochronnych bezpośrednio związanych z generatorem i jego przekształtnikiem, istnieją zasady ochronne takie jak zabezpieczenia przed piorunami, zabezpieczenia przeciw nadmiernemu prędkości, urządzenia do pomiaru przepływu oleju i urządzenia do pomiaru temperatury osi, zwinięcia statora, zwinięcia transformatora i oleju transformatorowego itp. Niektóre z tych układów ochronnych są typu non-trip, czyli generują jedynie alarm w przypadku anomalii.

Ale inne układy ochronne ostatecznie uruchamiają główny relacja odłączający generator. Warto zauważyć, że żadna relacja ochronna nie może zapobiec uszkodzeniu, jedynie wskazuje i minimalizuje czas trwania uszkodzenia, aby zapobiec dużemu wzrostowi temperatury w generatorze, co może prowadzić do trwałego uszkodzenia.

Żądane jest unikanie niepotrzebnych napięć w generatorze, a dla tego jest praktyką zainstalowanie kondensatorów przeciwdziałających impulsom lub odprowadzaczów impulsów lub obu, aby zmniejszyć skutki piorunów i innych impulsów napięcia na maszynę. Schematy ochronne zwykle stosowane w generatorach omówione są poniżej w skrócie.

Ochrona przed awarią izolacji

Główną ochroną zapewnianą w zwinięciu statora przed uszkodzeniem między fazami lub między fazą a ziemią, jest długoszczepowa różnicowa ochrona generatora. Drugim najważniejszym schematem ochronnym dla zwinięcia statora jest ochrona przed uszkodzeniami między zwinięciami.

Ten typ ochrony był wcześniej uważany za niepotrzebny, ponieważ awaria izolacji między punktami w tym samym zwinięciu fazy, zawartymi w tej samej szczelinie, między którymi istnieje potencjał, bardzo szybko zmienia się w uszkodzenie do ziemi, a następnie jest wykrywana przez ochronę różnicową statora lub ochronę przed uszkodzeniem do ziemi statora.

Generator jest zaprojektowany do produkcji stosunkowo wysokiego napięcia w porównaniu do swojej mocy wyjściowej, co oznacza, że zawiera dużą liczbę przewodników na szczelinę. Zwiększenie rozmiaru i napięcia generatora sprawia, że ten typ ochrony staje się niezbędny dla wszystkich dużych jednostek produkcyjnych.

Ochrona przed uszkodzeniem do ziemi statora

Kiedy neutralna statora jest podłączona do ziemi poprzez rezystor, transformator prądowy jest montowany w połączeniu neutralnego z ziemią. Relacja czasowa odwrotna jest używana na drugiej stronie CT, gdy generator jest podłączony bezpośrednio do szyny. W przypadku, gdy generator dostarcza energię poprzez transformator delta-gwiazda, stosuje się relację natychmiastową do tego samego celu.

W pierwszym przypadku, relacja ochronna przed uszkodzeniem do ziemi musi być stopniowana z innymi relacjami ochronnymi w systemie. To jest powód, dla którego w tym przypadku stosuje się relację czasową odwrotną. Ale w drugim przypadku, pętla uszkodzenia do ziemi ogranicza się do zwinięcia statora i pierwotnego zwinięcia transformatora, dlatego nie ma potrzeby stopniowania lub dyskryminacji z innymi relacjami ochronnymi przed uszkodzeniem do ziemi w systemie. Dlatego relacja natychmiastowa jest preferowana w tym przypadku.

Ochrona przed uszkodzeniem do ziemi rotora

Jedno uszkodzenie do ziemi nie tworzy żadnego poważnego problemu w gener