Pangangalaga sa Generator
Ang isang generator ay pinagkakalooban ng mga elektrikal na stress na ipinapatupad sa insulasyon ng makina, mekanikal na puwersa na nagpapatakbo sa iba't ibang bahagi ng makina, at pagtaas ng temperatura. Ang mga ito ang pangunahing mga dahilan kung bakit kinakailangan ang proteksyon para sa generator o alternator. Kahit na maayos na ginagamit, ang isang makina sa perpektong kondisyon nito hindi lamang nagpapanatili ng naka-spesipiko na rated na performance para sa maraming taon, ngunit ito rin ay paulit-ulit na nakakatitiis ng ilang labis na overload.
Kailangan ng mga pagsasanay upang maprotektahan ang makina laban sa sobrang load at abnormal na kondisyon upang ito ay maaaring maglingkod nang ligtas. Kahit na sigurado ang disenyo, konstruksyon, operasyon, at mga pagsasanay ng proteksyon – ang panganib ng isang kasalanan ay hindi maaaring lubusang matanggal mula sa anumang makina. Ang mga aparato na ginagamit sa proteksyon ng generator, sigurado na kapag may kasalanan, ito ay matatanggal nang mas mabilis kaysa sa posible.
Ang isang elektrikal na generator ay maaaring mapagkalooban ng internal na kasalanan o external na kasalanan o parehong dalawa. Ang mga generator ay normal na konektado sa isang elektrikal na sistema ng power, kaya anumang kasalanan na nangyari sa sistema ng power ay dapat din matanggal mula sa generator nang agad upang hindi ito makapagdulot ng permanenteng pinsala sa generator.
Ang bilang at uri ng mga kasalanan na nangyayari sa isang generator ay malaki. Dahil dito, ang generator o alternator ay pinoprotektahan ng maraming mga scheme ng proteksyon. Ang proteksyon ng generator ay maaaring discriminative o non-discriminative. Kailangang maging maingat sa pagkoordinasyon ng mga sistema na ginagamit at settings na inaadopt upang masiguro na sensitibo, selective, at discriminative na scheme ng proteksyon ng generator ang makamit.
Mga Uri ng Proteksyon ng Generator
Ang iba't ibang anyo ng proteksyon na ipinapatupad sa generator ay maaaring ikategorya sa dalawang paraan,
Mga relay ng proteksyon para sa deteksiyon ng mga kasalanan na nangyayari sa labas ng generator.
Mga relay ng proteksyon para sa deteksiyon ng mga kasalanan na nangyayari sa loob ng generator.
Bukod sa mga relay ng proteksyon, na direktang kaugnay sa generator at sa kanyang kaugnay na transformer, mayroon ding 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 non-trip type i.e. sila lamang nagbibigay ng alarm sa panahon ng mga anomalya.
Ngunit ang iba pang mga scheme ng proteksyon ay huli na nag-ooperate ng master tripping relay ng generator. Dapat tandaan na walang relay ng proteksyon ang maaaring pigilan ang kasalanan, ito lamang nagbibigay ng indikasyon at minimizes ang duration ng kasalanan upang mapigilan ang mataas na pagtaas ng temperatura sa generator, kung hindi, maaaring may permanenteng pinsala ito.
Dahil gusto nating iwasan ang anumang hindi naaangkop na tresses sa generator, at para dito, karaniwan na praktika ang mag-install ng surge capacitor o surge diverter o parehong dalawa upang bawasan ang epekto ng lightning at iba pang voltage surges sa makina. Ang mga scheme ng proteksyon 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 scheme ng proteksyon para sa stator winding ay inter turn fault protection.
Ang uri ng proteksyon na ito ay itinuturing na hindi kinakailangan noong unang araw 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, mabilis na nagbabago sa isang earth fault, at pagkatapos ay ito ay nadetekto ng stator differential protection o ang stator earth fault protection.
Ang isang generator ay disenyo upang lumikha ng relatibong mataas na voltaje sa paghahambing sa kanyang output at kaya ito ay naglalaman ng malaking bilang ng conductors bawat slot. Habang tumataas ang laki at voltaje 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-ground sa pamamagitan ng isang resistor, isang current transformer ay inilapat sa koneksyon ng neutral to ground. Ang inverse time relay ay ginagamit sa secondary ng CT kapag ang generator ay direktang konektado sa bus bar. Sa kaso na ang generator ay nagbibigay ng power sa pamamagitan ng isang delta star transformer, ang isang instantaneous relay ay ginagamit para sa parehong layunin.
Sa unang kaso, ang earth faults relay ay kailangan na graded sa iba pang fault relays sa sistema. Dahil dito, ang inverse time relay ang ginagamit sa kaso na ito. Ngunit sa huling kaso, ang earth fault loop ay limitado sa stator winding at primary winding ng transformer, kaya, walang kailangan ng grading o discrimination sa iba pang earth fault relays sa sistema. Dahil dito, ang Instantaneous Relay ang mas pinapaboran sa kaso na ito.
Rotor Earth Fault Protection
Ang isang single earth fault ay hindi gumagawa ng anumang malaking problema sa generator ngunit kung ang ikalawang earth fault ay nangyari, bahagi ng field winding ay magiging short-circuited at resulta nito ay unbalanced magnetic field sa sistema at posibleng makapagdulot ng major na mechanical damage sa bearings ng generator. May tatlong paraan na available para sa deteksiyon ng mga uri ng kasalanan sa rotor. Ang mga paraan ay
Potentiometer method
AC injection method
DC injection method
Unbalanced Stator Loading Protection
Ang imbalance sa loading ay nagpapabuo ng negative sequence currents sa stator circuit. Ang negative sequence current na ito ay nagpapabuo ng reaction field na umiikot sa dalawang beses ng synchronous speed sa kinalabasan ng rotor at kaya nag-iinduce ng double frequency current sa rotor. Ang current na ito ay napakalaki at nagdudulot ng overheating sa rotor circuit, lalo na sa alternator.
Kung anumang imbalance ang nangyari dahil sa kasalanan sa stator winding mismo, ito ay maaaring matanggal agad ng differential protection na ibinigay sa generator. Kung ang imbalance ay nangyari dahil sa anumang external fault o unbalanced loading sa sistema, ito maaaring hindi nadetekto o maaaring manatili sa mahabang panahon depende sa coordination ng proteksyon ng sistema. Ang mga kasalanan na ito ay maaaring matanggal sa pamamagitan ng pag-install ng negative phase sequence relay na may characteristics na tugma sa withstand curve ng machine.
Proteksyon Laban sa Overheating ng Stator
Ang overloading ay maaaring magdulot ng overheating sa stator winding ng generator. Hindi lamang overloading, ang failure ng cooling systems at insulation failure ng stator laminations ay maaaring magdulot ng overheating ng stator winding.
Ang overheating ay nadetekto ng embedded temperature detectors sa iba't ibang puntos sa stator winding. Ang temperature detector coils ay normal na resistance elements na bumubuo ng isang arm ng wheatstone bridge circuit. Sa kaso ng mas maliit na generator normal na mas mababa sa 30 MW, ang mga generator ay hindi equipped ng embedded temperature coil ngunit karaniwang may thermal relay at sila ay inayos upang sukatin ang current na umuusbong sa stator winding.
Ang arrangement na ito ay nagdedetect lang ng overheating dahil sa overloading at hindi nagbibigay ng anumang proteksyon laban sa overheating dahil sa failure ng cooling systems o short circuited stator laminations. Bagaman ang over current relays, negative phase sequence relays, at devices para sa monitoring ng constant flow ay ginagamit din upang magbigay ng tiyak na degree ng thermal overload protection.
Low Vacuum Protection
Ang proteksyon na ito, karaniwang nasa anyo ng isang regulator na nagsasaliksik ng vacuum laban sa atmospheric pressure, ito ay normal na inilapat sa generator set na mas mataas sa 30 MW. Ang modernong praktika ay ang regulator na ito ay unloading ang set via ang secondary governor hanggang sa ma-normal ang vacuum conditions. Kung ang vacuum conditions ay hindi nag-improve sa ilalim 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 na governor oil at ang failure ng governor oil ay awtomatikong nagpapasara 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 ay ibinigay sa fan motors na maaaring tripin ang generator kung higit sa dalawang motors ang maaaring mabigo. Ang pangalawang paraan ay gumagamit ng boiler pressure contacts na unloading ang generator kung ang boiler pressure ay bumaba sa ilalim ng humigit-kumulang 90%.
Proteksyon Laban sa Prime Mover Failure
Kapag ang prime mover ay nabigo sa pagbibigay ng mechanical energy sa generator, ang generator ay patuloy na magrurorido sa motoring mode na ibig sabihin ito ay kumuha ng electrical energy mula sa sistema sa halip na nagbibigay nito sa sistema.
Sa isang steam turbine, ang steam ay gumagana bilang coolant na nagsusuporta sa turbine blades sa isang constant na temperatura. Ang failure ng supply ay magresulta ng overheating dahil sa friction, na may kasunod na distortion ng turbine blades.
