النظرية الأساسية للمولد

هناك العديد من الحالات غير الطبيعية التي يمكن أن تؤدي إلى تلف المولد.بعض هذه الشروط ناتجة عن عطل في المولد أو أحد أنظمته الفرعية والبعض الآخر ينشأ في نظام الطاقة نفسه.يلخص الجدول التالي أنواع الإخفاقات التي يمكن أن تحدث وطرق الحماية المرتبطة بها.

أخطاء الأرض الساكنة

الفشل الأكثر شيوعًا في حدوث لف الجزء الثابت هو انهيار العزل بين مرحلة واحدة والأرض.غير مكتشفة ، يمكن أن يؤدي هذا الخطأ إلى إتلاف جوهر المولد بسرعة.الحرائق ممكنة أيضًا على الآلات المبردة بالهواء.إن قدرة العنصر التفاضلي للجزء الثابت على اكتشاف عطل أرضي هي دالة لتيار العطل الأرضي المتاح.على هذا النحو ، فإن الحماية المخصصة للخطأ الأرضي مطلوبة بشكل عام للجزء الثابت.

توفر المولدات الطاقة المستخدمة من قبل جميع الأحمال في نظام الطاقة والكثير من الطاقة التفاعلية اللازمة لتزويد العناصر الحثية وبالتالي الحفاظ على جهد النظام عند القيم الاسمية.أنظمة الطاقة لديها سعة قليلة لتخزين الطاقة.على هذا النحو ، يجب استبدال التوليد الضائع على الفور أو يجب التخلص من كمية معادلة من الحمل.من الأهمية بمكان أن يكون نظام حماية المولد آمنًا للغاية أثناء الاضطرابات الخارجية.

المولد هو أحد مكونات نظام معقد يتضمن محركًا رئيسيًا ومثيرًا وأنظمة مساعدة مختلفة.بالإضافة إلى الكشف عن الدوائر القصيرة ، فإن حماية المولد العبوات الناسفة مطلوبة للكشف عن مجموعة من الظروف غير الطبيعية التي يمكن أن تلحق الضرر بالمولد أو أحد أنظمته الفرعية.يمكن تصنيف المولدات إلى نوعين رئيسيين: الاستقراء والمتزامن.عادة ما تكون آلات الحث أصغر حجمًا ، وتتراوح أقل من مائة كيلو فولت أمبير ، وعادةً ما يتم تشغيلها من محرك ترددي.تتراوح الآلات المتزامنة في الحجم من عدة مئات من kVA إلى 1200 MVA.

يمكن تشغيل المولدات المتزامنة بواسطة مجموعة متنوعة من المحركات الرئيسية ، بما في ذلك المحركات الترددية والتوربينات المائية وتوربينات الاحتراق والتوربينات البخارية الكبيرة.يؤثر نوع التوربين على تصميم المولد وبالتالي يمكن أن يؤثر على متطلبات الحماية.يؤثر حجم المولد وطريقة تأريضه أيضًا على متطلبات الحماية الخاصة به.غالبًا ما يتم توصيل الآلات الصغيرة والمتوسطة الحجم بشكل مباشر بشبكة توزيع (متصلة مباشرة).في هذا التكوين ، يمكن توصيل العديد من الأجهزة بالحافلة نفسها.عادة ما يتم توصيل الآلات الكبيرة عبر محول طاقة مخصص بشبكة النقل (الوحدة متصلة).

يوفر محول طاقة ثانٍ في أطراف المولد طاقة إضافية للوحدة.يتم تأريض المولدات من أجل التحكم في عابر الجهد الضار وتسهيل تشغيل وظائف الحماية.غالبًا ما يتم تأريض المولدات المتصلة مباشرة من خلال مقاومة منخفضة تحد من تيار العطل الأرضي إلى 200-400 أمبير.عادةً ما يتم تأريض الآلات المتصلة بالوحدة من خلال مقاومة عالية تحد من التيار إلى أقل من 20 أمبير.

بالنسبة للآلات المؤرضة ذات المقاومة المنخفضة والمتصلة بشكل مباشر ، يتم استخدام طريقة الكشف الحالية.يجب أن تكون هذه الحماية سريعة وحساسة للأعطال الأرضية الداخلية بينما تكون آمنة في نفس الوقت أثناء الاضطرابات الخارجية.يمكن تحقيق ذلك باستخدام عنصر خطأ أرضي مقيد أو عنصر اتجاهي محايد.يستخدم عنصر العطل الأرضي المقيد المطبق في G30 و G60 آلية ضبط متناسقة للمكونات توفر درجة عالية من الأمان أثناء الأعطال الخارجية مع تشبع CT كبير.

بالنسبة للآلات المتصلة بالوحدة ذات المقاومة العالية المؤرضة ، غالبًا ما تُستخدم الطرق القائمة على الجهد لتوفير اكتشاف الأعطال الأرضية.باستخدام مزيج من عناصر الجهد التوافقي الأساسي والثالث ، يمكن تحقيق تغطية خطأ الأرض بنسبة 100٪ من لف الجزء الثابت.تستخدم مرحلات GE عنصر جهد توافقي ثالث يستجيب لنسبة القيم المحايدة والقيم النهائية للتوافقي الثالث.هذا العنصر سهل الضبط وغير حساس للتغيرات في المستويات التوافقية الثالثة في ظل التشغيل العادي.

أخطاء المرحلة الساكنة

يمكن أن تحدث أخطاء الطور التي لا تتضمن الأرض في نهاية الملف أو داخل فتحة في الآلات التي تحتوي على ملفات من نفس الطور في نفس الفتحة.على الرغم من أن خطأ الطور أقل احتمالًا من خطأ الأرض ، فإن التيار الناتج عن هذا الخطأ لا يقتصر على مقاومة التأريض.على هذا النحو ، فمن الأهمية بمكان أن يتم اكتشاف هذه الأخطاء بسرعة للحد من الأضرار التي لحقت بالجهاز.نظرًا لأن نسبة XOR للنظام مرتفعة بشكل خاص عند المولد ، فإن العنصر التفاضلي للجزء الثابت يكون عرضة بشكل خاص للتشبع المقطعي بسبب مكون التيار المستمر للتيار أثناء الاضطراب الخارجي.تضيف الخوارزمية التفاضلية للجزء الثابت G60 أمانًا إضافيًا في شكل فحص الاتجاه عند الاشتباه في تشبع التصوير المقطعي المحوسب بسبب مكونات التيار المتردد أو التيار المستمر.