Yra daug neįprastų sąlygų, dėl kurių generatorius gali sugesti.Kai kurios iš šių sąlygų atsiranda dėl gedimo generatoriuje arba vienoje iš jo posistemių, o kitos – pačioje elektros energijos sistemoje.Šioje lentelėje apibendrinami galimų gedimų tipai ir susiję apsaugos būdai.
Statoriaus įžeminimo gedimai
Dažniausiai pasitaikantis statoriaus apvijos gedimas yra izoliacijos tarp vienos fazės ir žemės gedimas.Nepastebėtas šis gedimas gali greitai sugadinti generatoriaus šerdį.Gaisrai galimi ir oru aušinamose mašinose.Statoriaus diferencialinio elemento gebėjimas aptikti įžeminimo gedimą priklauso nuo turimos įžeminimo srovės.Todėl statoriui paprastai reikalinga speciali apsauga nuo įžeminimo.
Generatoriai tiekia energiją, kurią naudoja visos energijos sistemos apkrovos, ir didžiąją dalį reaktyviosios galios, reikalingos indukciniams elementams tiekti, taip išlaikant sistemos įtampą vardinėmis vertėmis.Energijos sistemos turi mažai energijos kaupimo pajėgumų.Dėl šios priežasties prarasta generacija turi būti nedelsiant pakeista arba išmesta lygiavertė apkrova.Labai svarbu, kad generatoriaus apsaugos sistema būtų labai saugi išorinių trikdžių metu.
Generatorius yra vienas sudėtingos sistemos, kurią sudaro pagrindinis variklis, žadintuvas ir įvairios pagalbinės sistemos, komponentas.Todėl, be trumpųjų jungimų aptikimo, generatoriaus apsaugos IED reikalingas tam, kad aptiktų daugybę neįprastų sąlygų, kurios gali sugadinti generatorių arba vieną iš jo posistemių.Generatorius galima suskirstyti į du pagrindinius tipus: indukcinius ir sinchroninius.Indukcinės mašinos paprastai yra mažesnio dydžio, svyruoja iki šimto kVA, ir paprastai yra varomos iš stūmoklio variklio.Sinchroninių mašinų galia svyruoja nuo kelių šimtų kVA iki 1200 MVA.
Sinchroninius generatorius gali varyti įvairūs pagrindiniai varikliai, įskaitant stūmoklinius variklius, hidroturbinas, degimo turbinas ir dideles garo turbinas.Turbinos tipas turi įtakos generatoriaus konstrukcijai, todėl gali turėti įtakos apsaugos reikalavimams.Generatoriaus dydis ir įžeminimo būdas taip pat turi įtakos jo apsaugos reikalavimams.Mažos ir vidutinės mašinos dažnai yra tiesiogiai prijungtos prie paskirstymo tinklo (tiesiogiai prijungtos).Šioje konfigūracijoje prie tos pačios magistralės gali būti prijungtos kelios mašinos.Didelės mašinos dažniausiai per tam skirtą galios transformatorių prijungiamos prie perdavimo tinklo (prijungtas blokas).
Antrasis galios transformatorius generatoriaus gnybtuose tiekia pagalbinę maitinimą įrenginiui.Generatoriai įžeminti, kad būtų galima valdyti nuo žalingų įtampos pereinamųjų procesų ir palengvinti apsaugos funkcijų veikimą.Tiesiogiai prijungti generatoriai dažnai įžeminami per mažą varžą, kuri riboja įžeminimo gedimo srovę iki 200–400 amperų.Prie įrenginio prijungtos mašinos paprastai yra įžemintos per didelę varžą, kuri riboja srovę iki mažesnės nei 20 amperų.
Tiesiogiai prijungtoms, mažos varžos įžemintoms mašinoms naudojamas srovės aptikimo metodas.Ši apsauga turi būti greita ir jautri vidiniams įžeminimo gedimams, tuo pat metu saugi išorinių trikdžių metu.Tai galima pasiekti naudojant riboto įžeminimo gedimo elementą arba neutralios krypties elementą.G30 ir G60 įdiegtame riboto įžeminimo gedimo elemente naudojamas simetriškas komponentų suvaržymo mechanizmas, užtikrinantis aukštą saugumo lygį esant išoriniams gedimams su dideliu CT prisotinimu.
Prie bloko prijungtose didelės varžos įžemintose mašinose įžeminimo gedimo aptikimui dažnai naudojami įtampa pagrįsti metodai.Naudojant pagrindinių ir trečiųjų harmonikų įtampos elementų derinį, galima pasiekti 100 % statoriaus apvijos įžeminimo gedimo aprėptį.GE relėse naudojamas trečiasis harmonikos įtampos elementas, kuris reaguoja į trečiosios harmonikos neutralės ir gnybtų verčių santykį.Šį elementą lengva nustatyti ir jis nejautrus trečiųjų harmonikų lygių pokyčiams normaliai veikiant.
Statoriaus fazės gedimai
Fazių gedimai, nesusiję su įžeminimu, gali atsirasti apvijos gale arba plyšyje mašinose, kurių tos pačios fazės ritės tame pačiame plyšyje.Nors fazės gedimas yra mažiau tikėtinas nei įžeminimo gedimas, dėl šio gedimo atsirandančios srovės neriboja įžeminimo varža.Todėl labai svarbu, kad šie gedimai būtų greitai aptikti, kad būtų apribota mašinos žala.Kadangi sistemos XOR santykis yra ypač didelis generatoriuje, statoriaus diferencialinis elementas yra ypač jautrus CT prisotinimui dėl nuolatinės srovės komponento išorinio trikdymo metu.G60 statoriaus diferencialinis algoritmas suteikia papildomo saugumo krypties tikrinimo formatu, kai įtariama, kad CT yra prisotintas dėl kintamosios arba nuolatinės srovės komponentų.
Paskelbimo laikas: 2023-01-30