Det er mange unormale forhold som kan føre til skade på generatoren.Noen av disse forholdene er et resultat av en feil i generatoren eller et av dens undersystemer, og andre har sin opprinnelse i selve kraftsystemet.Tabellen nedenfor oppsummerer typene feil som kan oppstå og de tilhørende beskyttelsesmetodene.
Stator jordingsfeil
Den hyppigst forekommende feilen i statorviklingen er nedbryting av isolasjonen mellom en enkelt fase og jord.Uoppdaget kan denne feilen raskt skade generatorkjernen.Brann er også mulig på luftkjølte maskiner.Evnen til statordifferensialelementet til å oppdage en jordfeil er en funksjon av den tilgjengelige jordfeilstrømmen.Som sådan er dedikert jordfeilbeskyttelse generelt nødvendig for statoren.
Generatorer gir energien som brukes av alle belastningene i kraftsystemet og mye av den reaktive kraften som er nødvendig for å forsyne de induktive elementene og dermed opprettholde systemspenningen på nominelle verdier.Kraftsystemer har liten kapasitet for energilagring.Som sådan må tapt produksjon umiddelbart erstattes eller en tilsvarende mengde belastning må kastes.Det er av primær betydning at beskyttelsessystemet for generatoren er svært sikkert under eksterne forstyrrelser.
Generatoren er en komponent i et komplekst system som inkluderer en drivkraft, en magnetisering og forskjellige hjelpesystemer.I tillegg til deteksjon av kortslutninger, er generatorbeskyttelsen IED derfor nødvendig for å oppdage en rekke unormale forhold som kan skade generatoren eller et av dens undersystemer.Generatorer kan klassifiseres i to hovedtyper: induksjon og synkron.Induksjonsmaskiner er vanligvis mindre i størrelse, og strekker seg ned til så lite som hundre kVA, og drives normalt fra en stempelmotor.Synkronmaskiner varierer i størrelse fra flere hundre kVA til 1200 MVA.
Synkrongeneratorer kan drives av en rekke drivende motorer, inkludert stempelmotorer, hydroturbiner, forbrenningsturbiner og store dampturbiner.Turbintypen påvirker utformingen av generatoren og kan derfor påvirke beskyttelseskravene.Generatorstørrelsen og dens metode for jording påvirker også beskyttelseskravene.Små og mellomstore maskiner er ofte direkte koblet til et distribusjonsnettverk (direkte tilkoblet).I denne konfigurasjonen kan flere maskiner kobles til samme buss.Store maskiner kobles vanligvis via en dedikert krafttransformator til overføringsnettet (enhet tilkoblet).
En andre krafttransformator ved generatorterminalene gir hjelpestrøm til enheten.Generatorer er jordet for å kontrollere fra skadelige spenningstransienter og for å lette driften av beskyttelsesfunksjoner.Direkte tilkoblede generatorer er ofte jordet gjennom en lav impedans som begrenser jordfeilstrømmen til 200-400 ampere.Enhetskoblede maskiner er vanligvis jordet gjennom en høy impedans som begrenser strømmen til mindre enn 20 ampere.
For direkte tilkoblede, lavimpedansjordede maskiner brukes en strømbasert deteksjonsmetode.Denne beskyttelsen må være rask og følsom for interne jordfeil samtidig som den er sikker under eksterne forstyrrelser.Dette kan oppnås ved å bruke et begrenset jordfeilelement eller et nøytralt retningselement.Det begrensede jordfeilelementet implementert i G30 og G60 bruker en symmetrisk komponentsikringsmekanisme som gir en høy grad av sikkerhet under eksterne feil med betydelig CT-metning.
For enhetstilkoblede, jordede maskiner med høy impedans, brukes ofte spenningsbaserte metoder for å gi jordfeildeteksjon.Ved å bruke en kombinasjon av fundamentale og tredje harmoniske spenningselementer kan jordfeildekning for 100 % av statorviklingen oppnås.GE-reléer bruker et tredje harmonisk spenningselement som reagerer på forholdet mellom nøytral- og terminalverdiene til den tredje harmoniske.Dette elementet er enkelt å stille inn og ufølsomt for variasjoner i tredje harmoniske nivåer under normal drift.
Statorfasefeil
Fasefeil som ikke involverer jord, kan oppstå ved viklingsenden eller i et spor på maskiner som har spoler av samme fase i samme spor.Selv om en fasefeil er mindre sannsynlig enn en jordfeil, er strømmen som følge av denne feilen ikke begrenset av jordingsimpedansen.Som sådan er det avgjørende at disse feilene oppdages raskt for å begrense skaden på maskinen.Siden systemets XOR-forhold er spesielt høyt ved generatoren, er statordifferensialelementet spesielt utsatt for CT-metning på grunn av DC-komponenten til strømmen under en ekstern forstyrrelse.G60 statordifferensialalgoritmen legger til ekstra sikkerhet i formatet av en retningskontroll når det er mistanke om CT-metning på grunn av enten AC- eller DC-komponentene til strømmen.
Innleggstid: 30-jan-2023