הגנת ממסר של מכונות סינכרוניות

מכונות חשמליות סינכרוניות הן מכונות זרם חילופין, לרוב תלת פאזיות. כמו רוב הממירים האלקטרו-מכניים, הם יכולים לפעול גם במצבי גנרטור וגם במצבי מנוע. אופן פעולה מיוחד של מכונה סינכרונית הוא מצב פיצוי הכוח התגובתי. מכונות מיוחדות המיועדות למטרה זו נקראות מפצים סינכרוניים.

למרות הפיכותם הבסיסית של מנועים וגנרטורים סינכרוניים, יש להם בדרך כלל תכונות עיצוב שמאפשרות רק לעתים רחוקות להשתמש במנועים כגנרטורים ולהיפך.

גנרטורים פגומים

נזק לפיתול הסטטור:

• קצרים רב פאזיים;

• תקלות הארקה חד פאזיות (אם רלוונטיות);

• תאומים כדור הארץ;

• קצר חשמלי בין סיבובים של פאזה אחת (עבור גנרטורים סינכרוניים עם ענפים מקבילים במוצא).

תקלה בפיתול הרוטור (בפיתול השדה):

• הארקה (גוף הרוטור) בנקודה אחת;

• הארקה בשתי נקודות של מעגל העירור.

מצבי פעולה חריגים של הגנרטורים

• עומס סטאטור של גנרטור סינכרוני (סימטרי ואסימטרי).

• עומסי יתר במקרה של קצר חשמלי חיצוני.

• עלייה במתח על פני מסופי מתפתל הסטטור.

• מצב אסינכרוני.

דרישות להגנת ממסר של גנרטורים

בַּררָנוּת - על המיגון לכבות את הגנרטור רק באותם תקלות ומצבים המהווים סכנה ממשית לגנרטור.

פִּריוֹן - להפחית את מידת הכשל במכונה ולמנוע פעולה מקבילה לא יציבה של גנרטורים ומערכות.

רְגִישׁוּת - על כל סוגי התקלות בגנרטור סינכרוני, וכן על קצרים של אלמנטים סמוכים לגיבוי ההגנות והמתגים של אלמנטים אלו במקרה של תקלה. ההגנה חייבת לעבוד לא רק ב-Q אלא גם במכשיר AGP כדי לעצור את זרם הקצר שנשלח על ידי הגנרטור עצמו.

כיבוי נוכחי ללא עיכוב זמן

הוא משמש כהגנה העיקרית עבור גנרטורים עם הספק של פחות מ-1 MW נגד קצרים רב פאזיים בפיתול הסטטור. מותקן בצד של מסופי הפס.

הגנה דיפרנציאלית אורכית

הוא משמש כהגנה העיקרית עבור גנרטורים מעל 1 MW מפני קצרים רב-פאזיים בפיתול הסטטור.

ה-TA מותקן בצד פס המסה ובצד הניטרלי.

חישוב הפרמטרים של ההגנה הדיפרנציאלית האורכית

זרם הגנה:

בדרך כלל, בהתאם להספק הגנרטור, זרם הכשל של ההגנה הוא בטווח:

בדיקת רגישות להגנה:

הגנה דיפרנציאלית רוחבית

הוא משמש כהגנה העיקרית עבור גנרטורים עם הספק של יותר מ-1 MW נגד קצר חשמלי בכל סיבוב. שומר על הגנה דיפרנציאלית אורכית במקרה של קצר חשמלי רב פאזי בפיתול הסטטור.

מעגל הגנה דיפרנציאלי רוחבי חד ממסר

השנאי הנוכחי מותקן במעגל בין שתי נקודות אפס של ענפים מקבילים של מתפתל הסטטור המחובר בכוכב.

מסנן ZF לכוונון מהרמוניות גבוהות יותר הזורמות במעגל הנייטרלי, כפולות של שלוש.

הגנה מפני תקלות אדמה בפיתול הסטטור של גנרטורים או המסופים שלו

1. הגנת כיוון זרם לגנראטורים הפועלים ביחידה עם שנאי ברשת עם ניטרלי מבודד.

2. הגנה מפני תקלות אדמה באמצעות רכיבים בתדירות נמוכה של מוצרי צריכה שנוצרו על ידי תקלת קשת לסירוגין עבור גנרטורים ברשת עם פיצוי ניטרלי.

3. הגנה מפני תקלות אדמה עבור גנרטורים הפועלים ברשת עם נייטרלי מקורקע התנגדות.

4. איתות במקרה של הארקה חד פאזית של מתח ברצף אפס.

הגנה מפני תקלות אדמה עבור גנרטורים הפועלים ברשתות עם נייטרלי מבודד או מקורק תהודה

להגנת הקרקע יש "אזור מת" של כ-5% מהתנגדות פיתול הסטטור לקצר ליד אפס (נקודה K2). הערכים 3U0, 3I0 הם פרופורציונליים למספר סיבובי הפאזה בין הנייטרלי למיקום התקלה.

אזעקת תקלת הארקה חד פאזית במתח ברצף אפס

הגנה מפני תקלות אדמה עבור גנרטורים הפועלים על רשת נייטרלית מוארקת התנגדות

הגנה מפני הארקה משנית בפיתול הרוטור

חלוקת מתח על פיתול הרוטור במקרה של תקלות אדמה.

מעגל הגנה של הגנרטור מפני קצר חשמלי בשתי נקודות של מעגל העירור

(א) תכנית עירור; ב) הפעלת מעגלי זרם

חסימת מתח יתר מפני מתח יתר

• נועד להגן על גנרטורים מפני זרם יתר במהלך קצר חשמלי חיצוני.

• מתאים לגנראטורים בהספק של פחות מ-30 MW.

• הוא מבוצע בשני שלבים.

מעגל חסימת נחשולים

א) מעגלי זרם; ב) מעגלי מתח; ג) הפעלת מעגלי זרם

הגנת זרם יתר ברצף שלילי

• הוא משמש עבור גנרטורים עם הספק של 30-60 MW.

• נועד להגן על גנרטורים מפני קצר חשמלי א-סימטרי חיצוני.

א) מעגלי זרם; ב) מעגלי מתח; ג) הפעלת מעגלי זרם

הגנת מרחק גנרטור

• הוא משמש עבור גנרטורים עם הספק של יותר מ 60 MW.

• נועד להגן על גנרטורים מפני קצר חשמלי א-סימטרי חיצוני.

ההתנגדות של פעולת המגן נבחרת בהתאם לתנאי ההגדרה מהעומס המרבי במתח ההפעלה המינימלי:

מעגל הגנה על מרחק גנרטור

הגנת טריגר:

הגנה מפני נחשולי מתח

מותקן על גנרטורים הידרו:

מותקן על גנרטורים של טורבינות בהספק של 160 MW ומעלה:

הגנה על גנרטור מפני מצבים אסינכרוניים

סוגי מחוללי AR

1. בהתרגשות מלאה או חלקית.

2. אין התרגשות.

עקרון ההגנה על גנרטורים ממצבים אסינכרוניים - מרחוק, מנוטרת ההתנגדות של הגנרטור.

הגנת מנוע

נזק למנועים חשמליים:

• תקלות אדמה חד פאזיות;

• סגירות בין סיבובים של שלב אחד;

• שלב קצר חשמלי.

מצבי פעולה חריגים של ED:

• עומס יתר עם זרמים גבוהים מהנומינלי;

• עומס יתר של מפעיל.

הגנה על קצר חשמלי רב פאזי

מעגל הגנת זרם יתר מיידי

הגנה על מתח נמוך

התנעה עצמית של המנועים עלולה שלא להתרחש אם לחץ הצמיגים נמוך יותר:

מעגל הגנה מפני מתח עם ממסר ישיר:

הגנה על מנועים חשמליים סינכרוניים מפני נפילה מרשת סינכרונית: