Chránění před zemským defektem rotoru alternátoru nebo generátoru
Rotor alternátoru je ovinut cívkou pole. Jakýkoli jediný zemní defekt na cívce pole nebo v okruhu exciteru není pro stroj velkým problémem. Pokud se však vyskytne více než jeden zemní defekt, může dojít k možnosti krátkého spojení mezi vadnými místy na cívce. Tato část cívky s krátkým spojením může způsobit nerovnováhu magnetického pole a následně může dojít k mechanickému poškození ložiska stroje kvůli nerovnoměrné rotaci.
Je tedy vždy nezbytné detekovat zemní defekt, který nastal v okruhu cívky rotoru, a odstranit ho pro normální provoz stroje. Existuje mnoho metod pro detekci zemního defektu rotoru alternátoru nebo generátoru. Základní princip všech metod je stejný a spočívá v uzavření relé okruhu přes cestu zemního defektu.
Existuje hlavně tři typy ochrany před zemním defektem rotoru používané pro tento účel.
Metoda potenciometru
Metoda vstřikování střídavého proudu
Metoda vstřikování stejnosměrného proudu
Pojďme si tyto metody projít jednu po druhé.
Metoda potenciometru pro ochranu před zemním defektem rotoru v alternátoru
Schéma je velmi jednoduché. Zde je jeden odpor vhodné hodnoty připojen přes cívku pole a také přes exciter. Odpor je středně napájen a připojen k zemi přes relé citlivé na napětí.
Jak je vidět na níže uvedeném obrázku, jakýkoli zemní defekt v cívce pole nebo v okruhu exciteru uzavře relé okruh přes zapojenou cestu. Současně se napětí objeví přes relé díky potenciometrickému působení odporníku.
Tato jednoduchá metoda ochrany před zemním defektem rotoru alternátoru má velkou nevýhodu. Toto uspořádání může detekovat zemní defekt, který nastal v libovolném bodě s výjimkou středu cívky pole.
Z obvodu je také jasné, že v případě zemního defektu uprostřed cívky pole nebude žádné napětí zjištěno přes relé. To znamená, že jednoduchá metoda potenciometru pro ochranu před zemním defektem rotoru je slepá k vadám v centru cívky pole. Tuto obtíž lze minimalizovat použitím dalšího přepnutí na odporníku někde jinde než v jeho středu přes tlačítko. Pokud se toto tlačítko stiskne, středové přepnutí se posune a napětí se objeví přes relé i v případě, že by nastal zemní defekt v centru cívky pole.
Metoda vstřikování střídavého proudu pro ochranu před zemním defektem rotoru v alternátoru
Zde je připojeno jedno relé citlivé na napětí na libovolném místě cívky pole a okruhu exciteru. Druhé terminálové relé citlivé na napětí je připojeno k zemi přes kapacitor a sekundární část pomocného transformátoru, jak je znázorněno na níže uvedeném obrázku.
Pokud dojde k jakémukoli zemnímu defektu v cívce pole nebo v okruhu exciteru, relé okruh se uzavře přes zapojenou cestu a sekundární napětí pomocného transformátoru se objeví přes relé citlivé na napětí a relé bude aktivováno.
Hlavní nevýhodou tohoto systému je, že by vždy existovala šance na unikající proud přes kapacity do okruhu exciteru a cívky pole. To může způsobit nerovnováhu magnetického pole a následně mechanické napětí v ložiskách stroje.
Další nevýhodou tohoto schématu je, že vzhledem k tomu, že existuje jiný zdroj napětí pro fungování relé, ochrana rotoru je neaktivní v případě selhání dodávky v AC okruhu schématu.
Metoda vstřikování stejnosměrného proudu pro ochranu před zemním defektem rotoru v alternátoru
Nevýhoda unikajícího proudu metody vstřikování střídavého proudu může být eliminována metodou vstřikování stejnosměrného proudu. Zde je jeden terminál relé citlivého na stejnosměrné napětí připojen k pozitivnímu terminálu exciteru a druhý terminál relé je připojen k negativnímu terminálu externího zdroje stejnosměrného proudu. Externí zdroj stejnosměrného proudu je získán pomocí pomocného transformátoru s mostovým obdélníkem. Zde je pozitivní terminál mostového obdélníku zazemlen.
Je také vidět z níže uvedeného obrázku, že v případě jakéhokoli zemního defektu pole nebo zemního defektu exciteru se pozitivní potenciál externího zdroje stejnosměrného proudu objeví na terminálu relé, který byl připojen k pozitivnímu terminálu exciteru. Tímto způsobem se napětí výstupu mostového obdélníku objeví přes relé citlivé na napětí a tedy je aktivováno.
Prohlášení: Respektujte původ, doporučujeme sdílet kvalitní články, při porušení autorských práv prosím kontaktujte pro smazání.
