حفاظت و رله, مقالات
حفاظت ارت فالت روتور ژنراتور
فروردین
حفاظت ارت فالت
حفاظت ارت فالت روتور ژنراتور Rotor Earth Fault Protection of Alternator or Generator
روتور یک ژنراتور توسط سیم‌پیچ میدان ، سیم‌پیچی می‌شود. هر گونه خطای زمین حفاظت ارت فالت که در سیم‌پیچ میدان یا در مدار تحریک اتفاق می‌افتد ، مشکل بزرگی برای دستگاه نیست. اما اگر بیش از یک خطای زمین رخ دهد ، ممکن‌است احتمال اتصال کوتاه بین نقاط معیوب در سیم‌پیچ وجود‌داشته‌باشد. این اتصال کوتاه سیم‌پیچ ممکن‌است باعث عدم تعادل میدان مغناطیسی شود و متعاقباً ممکن‌است به دلیل چرخش نامتعادل ، آسیب مکانیکی در یاتاقان دستگاه ایجاد‌شود.
از این رو همیشه تشخیص خطای ارت فالت در مدار سیم‌پیچ میدان روتور و اصلاح آن برای عملکرد عادی دستگاه ضروری‌است. روشهای مختلفی برای تشخیص خطای زمین روتور مولد یا ژنراتور در دسترس‌است. اما اصول اساسی همه روشها یکسان‌است و آن بستن مدار رله از طریق مسیر خطای زمین‌است.
به طور عمده سه نوع طرح حفاظتی خطای زمین روتور وجود دارد که برای این منظور استفاده‌می‌شود.
- 1- روش پتانسیومتر
- 2- روش تزریق AC
- 3- روش تزریق DC
بگذارید روشها را یکی به یک توضیح دهیم.
روش حفاظت پتانسیومتر خطای زمین روتور در ژنراتور
این طرح بسیار ساده‌است. در اینجا ، یک مقاومت با مقدار مناسب در سراسر سیم‌پیچ میدان و همچنین تحریک متصل شده‌است. مقاومت از طریق یک رله حساس به ولتاژ به طور مرکزی وصل‌شده و به زمین وصل می‌شود.حفاظت ارت فالت
همانطور که در شکل زیر مشاهده‌می‌شود ، هر گونه خطای زمین در سیم‌پیچ میدان و همچنین مدار تحریک ، رله را از طریق مسیر زمین می‌بندد. در همین زمان به دلیل عملکرد پتانسیومتر مقاومت ، ولتاژ در سراسر رله ظاهر‌می‌شود.
روش پتانسیومتر
این روش ساده برای حفاظت در برابر خطای زمین روتور دارای یک نقطه ضعف بزرگ‍‌است. این ترتیب فقط می تواند خطای زمینی که در هر نقطه به جز مرکز سیم‌پیچ میدان رخ داده‌است را حس کند.
از مدار همچنین مشخص‌است که در صورت وجود خطای زمین در مرکز مدار میدان ، هیچ ولتاژی در رله ظاهر نمی شود. این بدان معناست که روش ساده پتانسیومتر برای حفاظت در برابر خطای زمین روتور ، قابلیت تشخیص خطا در مرکز سیم‌پیچ میدان را دارا نیست.
با استفاده‌از یک ولوم دیگر روی مقاومت در جایی دیگر از مرکز مقاومت از طریق شستی می‌توان این مشکل را به حداقل رساند.
در صورت فشردن این شستی ، ولوم مرکز تغییر می‌کند و حتی در صورت بروز خطای قوس مرکزی در سیم‌پیچ میدان ، ولتاژ در سراسر رله ظاهر می‌شود.
روش تزریق AC جهت حفاظت خطای زمین روتور در ژنراتور
در اینجا ، یک رله حساس به ولتاژ در هر نقطه از میدان و مدار تحریک متصل‌است. ترمینال دیگر رله حساس به ولتاژ توسط یک خازن و ثانویه یک ترانسفورماتور کمکی همانطور که در شکل زیر نشان داده‌شده‌است به زمین وصل می‌شود.
روش تزریق ac
در اینجا ، در صورت بروز هرگونه خطای زمین در سیم‌پیچ میدان یا مدار تحریک ، مدار رله از طریق مسیر زمین بسته‌می‌شود و از این رو ولتاژ ثانویه ترانسفورماتور کمکی در سراسر رله حساس به ولتاژ ظاهر می‌شود و رله کار می‌کند.
نقطه ضعف اصلی این سیستم این‌است که همیشه احتمال جریان نشتی از طریق خازن‌ها به مدار تحریک و مدار میدان وجود دارد. این ممکن‌است باعث عدم تعادل در میدان مغناطیسی و در نتیجه فشارهای مکانیکی در یاتاقان‌های دستگاه شود.
نقطه ضعف دیگر این طرح این‌است که از آنجا که منبع ولتاژ متفاوتی برای عملکرد رله وجود دارد ، بنابراین در صورت عدم تأمین منبع تغذیه در مدار AC ، طرح حفاظت ارت فالت از روتور غیرفعال است.
روش تزریق DC حفاظت خطای زمین روتور در ژنراتور
اشکال در جریان نشتی روش تزریق AC با روش تزریق DC قابل حذف‌است. در اینجا ، یک ترمینال رله حساس به ولتاژ DC با ترمینال مثبت تحریک و یک ترمینال دیگر رله به ترمینال منفی یک منبع DC خارجی وصل شده‌است. منبع DC خارجی توسط یک ترانسفورماتور کمکی با یکسو کننده پل بدست می‌آید. در اینجا ترمینال مثبت یکسو کننده پل زمین‌است.
حفاظت از روتور ژنراتور
همچنین از شکل زیر مشاهده‌می‌شود که در صورت بروز هرگونه خطای زمین میدان یا خطای زمین تحریک‌شده ، پتانسیل مثبت منبع خارجی DC به ترمینال رله ای که به ترمینال مثبت تحریک متصل شده‌است ، ظاهر می‌شود. در این روش ولتاژ خروجی یکسو کننده در رله ولتاژ ظاهر می‌شود و از این رو کار می‌کند.
مقالات مرتبط :
حفاظت از دست‌دادن تحریک یا میدان آلترناتور یا ژنراتور(Loss of Field or Excitation Protection)