Számos olyan abnormális körülmény van, amely a generátor károsodását okozhatja.Ezen állapotok némelyike a generátoron vagy annak egyik alrendszerén belüli meghibásodás eredménye, mások pedig magából az energiarendszerből erednek.Az alábbi táblázat összefoglalja az előforduló hibák típusait és a kapcsolódó védelmi módszereket.
Állórész földhibái
Az állórész tekercselés leggyakrabban előforduló meghibásodása az egyetlen fázis és a test közötti szigetelés meghibásodása.Ha nem észlelik, ez a hiba gyorsan károsíthatja a generátor magját.Léghűtéses gépeken is előfordulhat tűz.Az állórész differenciálelemének földzárlat észlelési képessége a rendelkezésre álló földzárlati áram függvénye.Ennek megfelelően az állórészhez általában speciális földzárlat-védelem szükséges.
A generátorok biztosítják az energiarendszer összes terhelése által felhasznált energiát és az induktív elemek táplálásához szükséges meddőteljesítmény nagy részét, ezáltal a rendszer feszültségét névleges értéken tartják.Az energiaellátó rendszerek kis kapacitással rendelkeznek az energiatárolásra.Ennek megfelelően a kiesett termelést azonnal pótolni kell, vagy ezzel egyenértékű terhelést kell leadni.Elsődleges fontosságú, hogy a generátor védelmi rendszere rendkívül biztonságos legyen a külső zavarok során.
A generátor egy összetett rendszer egyik összetevője, amely magában foglal egy főmozgatót, egy gerjesztőt és különféle segédrendszereket.A rövidzárlatok észlelése mellett ezért a generátorvédő IED-nek több olyan rendellenes állapotot is észlelnie kell, amelyek károsíthatják a generátort vagy annak valamelyik alrendszerét.A generátorok két fő típusra oszthatók: indukciós és szinkron generátorok.Az indukciós gépek általában kisebb méretűek, egészen száz kVA-ig terjednek, és általában dugattyús motorral hajtják őket.A szinkrongépek mérete több száz kVA-tól 1200 MVA-ig terjed.
A szinkron generátorokat számos főmotor hajthatja meg, beleértve a dugattyús motorokat, a hidroturbinákat, a belső égésű turbinákat és a nagy gőzturbinákat.A turbina típusa befolyásolja a generátor kialakítását, és ezért hatással lehet a védelmi követelményekre.A generátor mérete és a földelés módja is befolyásolja a védelmi követelményeit.A kis- és közepes méretű gépek gyakran közvetlenül kapcsolódnak egy elosztó hálózathoz (közvetlen csatlakoztatás).Ebben a konfigurációban több gép is csatlakoztatható ugyanahhoz a buszhoz.A nagy gépek általában egy dedikált teljesítménytranszformátoron keresztül csatlakoznak az átviteli hálózathoz (egység csatlakoztatva).
A generátor kapcsainál egy második teljesítménytranszformátor biztosítja az egység segédtápellátását.A generátorok földelve vannak a káros feszültségtranziensek elkerülése és a védelmi funkciók működésének megkönnyítése érdekében.A közvetlenül csatlakoztatott generátorok gyakran alacsony impedancián keresztül vannak földelve, ami 200-400 amperre korlátozza a földzárlati áramot.Az egységhez csatlakoztatott gépek általában nagy impedancián keresztül vannak földelve, amely az áramerősséget 20 ampernél kisebbre korlátozza.
Közvetlenül csatlakoztatott, kis impedanciájú földelt gépeknél áramalapú észlelési módszert alkalmaznak.Ennek a védelemnek gyorsnak és érzékenynek kell lennie a belső földzárlatokra, ugyanakkor biztonságosnak kell lennie a külső zavarok esetén.Ez egy korlátozott földzárlati elem vagy egy semleges irányelem használatával érhető el.A G30-ban és G60-ban megvalósított korlátozott földzárlati elem szimmetrikus alkatrész-visszatartó mechanizmust alkalmaz, amely magas fokú biztonságot nyújt jelentős CT-telítettségű külső hibák esetén.
Az egységhez csatlakoztatott, nagy impedanciájú földelt gépeknél gyakran alkalmaznak feszültségalapú módszereket a földzárlat észlelésére.Az alap- és a harmadik harmonikus feszültségelemek kombinációjával az állórész tekercsének 100%-os földzárlati lefedettsége érhető el.A GE relék egy harmadik harmonikus feszültségelemet alkalmaznak, amely a harmadik felharmonikus nulla és kivezetési értékeinek arányára reagál.Ez az elem egyszerűen beállítható és érzéketlen a harmadik harmonikus szint változásaira normál működés közben.
Állórész fázishibák
Földelés nélküli fázishibák fordulhatnak elő a tekercs végén vagy egy résen belül olyan gépeknél, amelyekben az azonos fázisú tekercsek ugyanabban a résben vannak.Bár a fázishiba kevésbé valószínű, mint a földzárlat, az ebből a hibából származó áramot nem korlátozza a földelési impedancia.Ezért nagyon fontos, hogy ezeket a hibákat gyorsan észleljék, hogy korlátozzák a gép károsodását.Mivel a rendszer XOR aránya különösen magas a generátornál, az állórész differenciáleleme különösen érzékeny a CT telítésre az áram egyenáramú összetevője miatt külső zavar esetén.A G60 állórész-differenciál algoritmus további biztonságot ad az irányellenőrzés formátumában, ha a CT-telítettség gyanúja merül fel az áram AC vagy DC összetevői miatt.
Feladás időpontja: 2023. január 30