Vifaa vya kutumia circuit breaker za generator ni vizuri sana kwa ufanisi wa viwanja vingi vya kupanya umeme, ikiwa ni viwanja vilivyopewa na mti, nukli, turabaini, zilizounganishwa, maji, na viwanja vya kupumpa. Ni vyovyote pia kwa kurekebisha viwanja vile ambavyo haviwezi kuwa na circuit breaker za generator.
Katika zamani, circuit breaker za generator zilikuwa zinatumika sana katika maeneo mengi yenye generators madogo mingi vilivyounganishwa na bus moja. Lakini, tangu ukubwa wa generator na ongezeko la kiwango cha current ya hitimisho, uwezo wa kutumia vifaa hivi vilipita. Baada ya hayo, mfano wa kitu kilichopitishwa, ambapo kila generator ilikuwa na muunganisho wao wa kusaidia na transformer na breaker(s) wa upande wa juu.
Ingawa kumpo kwa mfano wa kitu, kutumia circuit breaker za generator kufunga generators kwenye voltage yao ya mwisho inatoa faida nyingi:
Mfumo wa Uendeshaji Mzuri: Inawezesha matumizi yanayoweza kufanyika, kuchelewesha umuhimu na hatari ya makosa ya binadamu wakati wa kutumia generator.
Ulinzi Bora: Inatoa linzi bora kwa generator, kama pia kwa transformers kuu na unit, kulinda vipengele haya muhimu kutokua na hitimisho na mafuatano ya umeme.
Uaminifu Ukuaji: Inaongeza usalama wa mfumo wa kupanya umeme na kuboresha upatikanaji wa umeme wa mtandaoni, kuchelewesha muda unaopoteza na kuongeza matumizi ya umeme.
Faida ya Fedha: Pia inatia faida ya fedha, kama vile gharama za huduma zinazopunguza na ufanisi wa matumizi wa muda mrefu.
Maagizo muhimu ya uwezekano wa umeme wa viwanja vinaweza kujumuisha kama ifuatavyo:
Mtiririko wa Umeme Mzuri: Kutiririsha umeme uliyotengenezwa kutoka kwa generator hadi mtandao wa high - voltage (HV), kutambua matumizi, kama pia mambo yanayohusiana na ukuaji, uaminifu, na utafiti wa fedha.
Umeme wa Usaidizi Unaoaminika: Kuaminisha umeme wa usaidizi na huduma za eneo, ambayo ni muhimu kwa kuendeleza usalama na uaminifu wa viwanja vya umeme.
Tabeli 1 inaelezea mifano ya mienendo ya viwanja vinavyotumia circuit breaker ya generator ili kuunganisha generator na transformer kuu, kudaimu kwa jinsi breakers hizo zinajumuishi katika uwezekano wa umeme wa viwanja kamili.
Circuit breaker za generator zinafunikiza nyanja mbalimbali muhimu katika mfumo wa umeme, kutekeleza majukumu mengi ya muhimu:
Kuunganisha na HV System: Wanachukua jukumu la kuunganisha generator na system voltage kwenye kiwango cha high voltage (HV). Hii hutetea mtiririko seamless kati ya output ya generator na grid, kutengeneza mtiririko mzuri wa umeme.
Kutofautiana na HV System: Wanaweza kutofautiana na generators kutoka kwenye system HV, ambayo ni muhimu wakati wa kutofautiana na generators zenye uzito mdogo au wala hakuna. Tendo hili linafaidhi kwa ustawi na usalama wa grid ya umeme.
Kutofautiana na Current ya Uzito: Breakers hizi zinaweza kutofautiana na current za uzito, na uwezo wa kukabiliana na uzito wa full-load wa generators. Uwezo huu unahitajika kwa matumizi ya kawaida na misaada ya uzito ndani ya viwanja vya umeme.
Kutofautiana na Short-Circuit Iliyotolewa na Mfumo: Wanaweza kutofautiana na short-circuits zilizotolewa na mfumo, kubainisha generator na vipengele vingine kutokua na mafuatano ya current ya ziada zilizotokana na magonjwa katika mfumo.
Kutofautiana na Short-Circuit Iliyotolewa na Generator: Vile vile, wanajengwa kutofautiana na short-circuits zilizotolewa na generator, kubainisha generator yenyewe kutokua na magonjwa yake na kuaminisha matumizi yake ya kawaida.
Kutofautiana na Current Iliyotolewa na Out-of-Phase: Circuit breaker za generator zinaweza kutofautiana na current kati ya out-of-phase, na uwezo wa kutathmini hadi angle ya 180°. Ficha hii ni muhimu kwa kutetea ustawi wa mfumo wakati wa matumizi ya chanya.
Kuunganisha katika Viwanja vya Pumped Storage (Mode ya Motor): Katika viwanja vya pumped storage, wakati generator-motor anapataanza katika mode ya motor, breaker inatumika kukuunganisha machine na system HV. Kuna njia tofauti za kuunganisha, kama vile kutumia static frequency converter (SFC) au back-to-back starting.
Kutathmini Current ya Anzania katika Viwanja vya Pumped Storage (Mode ya Motor): Wakati generator-motor anapataanza katika mode ya motor na anzania asynchronously katika viwanja vya pumped storage, breaker hufungua na kutofautiana na current ya anzania, kuhakikisha kwamba procesi ya anzania itakuwa smooth na iliyokontrol.
Kutofautiana na Current ya Short-Circuit ya Low-Frequency: Katika viwanja vya gas turbine, combined-cycle, na pumped storage, kulingana na supply ya anzania, breaker inaweza kutofautiana na current za short-circuit zilizotolewa na generator kwenye frequencies chini ya 50/60 Hz, kutekeleza talabu za viwanja vya kupanya umeme hivi.
Kuna njia tofauti za kuunganisha katika viwanja vya pumped storage.
Scheme ya Anzania ya Static Frequency Converter (SFC): Scheme hii inajumuisha thyristor converter unaounganishwa na transformer wa kitu kwenye upande wa HV na inverter unaounganishwa na generator. Inverter huanza kufanya kazi ya generator kutoka kwenye low power frequency na kuongeza hadi rated power frequency. Mara tu generator imechukuliwa kutoa umeme, inaweza kuwa na tofauti ya angle ya phase kati ya output lake na ya network. Wakati tofauti ya phase kati ya generator na HV network imeminimize, generator inaunganishwa na HV network kutumia circuit breaker ya generator au HV circuit breaker.
Scheme ya Anzania ya Back-to-Back: Katika viwanja vya umeme vilivyokuwa na generators vingi, scheme ya back-to-back inaweza kutumika. Umeme unayotengenezwa na generator unayofanya kazi kwa masharti nominal yanatumika kuanza generator amefungwa hadi rated power frequency. Baada ya hayo, generator inaunganishwa na HV network kutumia circuit breaker ya generator au HV circuit breaker.
Kulingana na standard IEC/IEEE 62271-37-13, duty cycle ya short circuit rated ya circuit breaker ya generator inaelezwa kama inayojumuisha vitu viwili vya kazi, na muda wa dakika 30 kati ya kila kazi. Duty cycle inajaribishwa kama "CO – 30 minutes – CO", ambayo inamaanisha two complete short circuit interruptions, na muda wa dakika 30 kati ya kila closing event ya short circuit.Mkakati huo umepanga kusaidia viwanja vya umeme na generators. Kufanya operations za close-open mara mbili wakati wa full short circuit inaweza kusababisha saratani kwa generator na transformers za step-up.
Aina hizi za short circuits zinafsi zinafuata, na ni vigumu sana kwa manager wa viwanja kupata mkakati wa kurudi kufunga circuit tena baada ya dakika 30 tu baada ya full short circuit event.
Muda wa dakika 30 kati ya operations viwili ni muhimu kwa kurejesha masharti msingi za circuit breaker na kuzuia moto wa ziada wa components zake. Lazima kujua kuwa muda huo unaweza kubadilika kulingana na aina ya kazi na sifa za circuit breaker ya generator.
