Постојат многу абнормални состојби кои може да резултираат со оштетување на генераторот.Некои од овие состојби се резултат на дефект во генераторот или еден од неговите потсистеми, а други потекнуваат од самиот електроенергетски систем.Следната табела ги сумира видовите на дефекти што може да се појават и поврзаните методи на заштита.
Дефекти на заземјување на статорот
Најчестиот дефект на намотката на статорот е распаѓање на изолацијата помеѓу една фаза и земјата.Неоткриен, овој дефект може брзо да го оштети јадрото на генераторот.Можни се пожари и на машините со воздушно ладење.Способноста на диференцијалниот елемент на статорот да открие дефект на заземјувањето е функција на расположливата струја на заземјување.Како таква, генерално е потребна посебна заштита од заземјување за статорот.
Генераторите ја обезбедуваат енергијата што ја користат сите оптоварувања во електроенергетскиот систем и голем дел од реактивната моќност потребна за напојување на индуктивните елементи со што се одржува напонот на системот на номинални вредности.Енергетските системи имаат мал капацитет за складирање на енергија.Како такво, изгубеното производство мора веднаш да се замени или мора да се отфрли еквивалентна количина на товар.Од примарна важност е системот за заштита на генераторот да биде високо безбеден при надворешни пречки.
Генераторот е една компонента на комплексен систем кој вклучува главен двигател, возбудувач и разни помошни системи.Покрај откривањето на кратки споеви, затоа е потребен IED за заштита на генераторот за да открие низа ненормални услови што може да го оштетат генераторот или еден од неговите потсистеми.Генераторите може да се класифицираат во два главни типа: индукциски и синхрони.Индукциските машини се вообичаено помали по големина, се движат до само сто kVA и вообичаено се управуваат од клипен мотор.Синхроните машини се со големина од неколку стотици kVA до 1200 MVA.
Синхроните генератори можат да бидат управувани од различни основни двигатели, вклучувајќи клипни мотори, хидротурбини, турбини со согорување и големи парни турбини.Типот на турбината влијае на дизајнот на генераторот и затоа може да влијае на барањата за заштита.Големината на генераторот и неговиот начин на заземјување, исто така, влијаат на неговите барања за заштита.Малите и средните машини често се директно поврзани со дистрибутивната мрежа (директно поврзани).Во оваа конфигурација неколку машини може да се поврзат на истата магистрала.Големите машини обично се поврзуваат преку наменски енергетски трансформатор со преносната мрежа (единица поврзана).
Вториот енергетски трансформатор на терминалите на генераторот обезбедува помошна моќност за единицата.Генераторите се заземјуваат за да се контролираат од оштетувачки напонски транзиенти и да се олесни работата на заштитните функции.Директно поврзаните генератори често се заземјуваат преку мала импеданса што ја ограничува струјата на заземјување на 200-400 ампери.Машините поврзани со единица обично се заземјуваат преку висока импеданса што ја ограничува струјата на помалку од 20 ампери.
За директно поврзани, заземјени машини со мала импеданса, се користи метод за откривање базиран на струја.Оваа заштита треба да биде брза и чувствителна за внатрешни дефекти на заземјувањето, а во исто време безбедна при надворешни пречки.Ова може да се постигне со користење на ограничен елемент за заземјување или неутрален насочен елемент.Ограничениот елемент за заземјување имплементиран во G30 и G60 користи симетричен механизам за задржување на компонентите што обезбедува висок степен на безбедност при надворешни дефекти со значителна заситеност на CT.
За приклучени единици, заземјени машини со висока импеданса, често се користат методи засновани на напон за да се обезбеди откривање на заземјување.Користејќи комбинација од основни и трети хармонски напонски елементи, може да се постигне покривање на заземјување за 100% од намотката на статорот.GE релеите користат трет хармоничен напонски елемент кој реагира на односот на неутралните и терминалните вредности на третиот хармоник.Овој елемент е едноставен за поставување и нечувствителен на варијации во третите хармонични нивоа при нормална работа.
Дефекти во фазата на статорот
Фазни дефекти што не вклучуваат заземјување може да се појават на крајот на намотувањето или во отворот што е вклучен кај машините кои имаат намотки од истата фаза во истиот отвор.Иако фазниот дефект е помалку веројатен од дефектот на заземјувањето, струјата што произлегува од овој дефект не е ограничена со импедансата на заземјувањето.Како такви, критично е овие дефекти да се откријат брзо за да се ограничи оштетувањето на машината.Бидејќи односот XOR на системот е особено висок кај генераторот, диференцијалниот елемент на статорот е особено подложен на CT заситеност поради DC компонентата на струјата за време на надворешно нарушување.Диференцијалниот алгоритам на статорот G60 додава дополнителна сигурност во форматот на проверка на насоката кога постои сомневање за CT заситеност поради AC или DC компонентите на струјата.
Време на објавување: 30 јануари 2023 година