انواع خطاهای داخلی در یک ژنراتور
خطاهای داخلی ممکن است الکتریکی یا مکانیکی باشند
- خطاهای استاتور
گرم شدن بیش از حد سیم پیچ ها
خطا فاز به فاز سیم پیچ ها
خطا مرحله به زمین سیم پیچ
خطای داخلی سیم پیچ
- خطاهای روتور
خطا زمین
سیم پیچ اتصال کوتاه (روتور سیم پیچی)
گرم شدن بیش از حد
- از دست دادن میدان / تحریک (میدان در یک ژنراتور AC متشکل از سیم پیچ های هادی درون ژنراتور است که ولتاژ را از یک منبع دریافت می کنند (تحریک نامیده می شود) و یک شار مغناطیسی تولید می کنند).
- ژنراتور خارج از مرحله
- عملکرد موتور
- گرم شدن بیش از حد یاتاقان ها و عدم فشار روغن روغن
- ارتعاش
گرم شدن بیش از حد سیم پیچ استاتور ممکن است در اثر اضافه بار دائمی ایجاد شود و خطا های فاز به فاز و زمین به دلیل خرابی عایق باشد.
اتصال کوتاه سیم پیچ روتور منجر به افزایش جریان تحریک و کاهش ولتاژ تحریک می شود.
گرم شدن بیش از حد روتور نتیجه جریان نامتعادل در استاتور است ، به دلیل:
تریپ تک قطبی
خطای سیم پیچ استاتور
توالی فاز منفی
توالی فاز منفی و جریانهای نامتعادل در جریانهای استاتور و تولید شار آرمیچر در جهت مخالف روتور می چرخد و باعث ایجاد جریان گردابی در جرم روتور می شود.
این جریان های گردابی که با دو برابر فرکانس سیستم (۵۰ هرتز یا ۶۰ هرتز) هستند ، در محیط پیرامونی روتور باعث گرم شدن موضع می شوند که ممکن است باعث ضعف گوه ها و حلقه های نگهدارنده روتور شود.
هنگامی که یک ژنراتور تحریک (یا میدان) خود را از دست می دهد ، قدرت راکتیو از سیستم قدرت به داخل ژنراتور جریان می یابد. سپس ژنراتور هماهنگی را از دست داده و به عنوان یک ژنراتور القایی ، بالاتر از سرعت همزمان کار می کند.
بالاتر از سرعت همزمان ، روتور در تلاش برای قفل شدن در هماهنگی شروع به نوسان می کند و در نتیجه باعث گرم شدن بیش از حد و آسیب های دیگر می شود. تا زمانی که سیستم پایدار باشد ، توان راکتیو (MVAr) به درون ژنراتور می ریزد و دستگاه به تولید انرژی فعال (MW) ادامه می دهد.
وقتی موتور بخار یا آب توربین خراب شود و ژنراتورها از سیستم الکتریکی نیرو بگیرند ، عملکرد موتور ژنراتورها ممکن است اتفاق بیفتد.
در توربین های بخار بخار به عنوان خنک کننده عمل می کند و تیغه ها را در دمای ثابت حفظ می کند. عدم تأمین بخار می تواند باعث گرم شدن بیش از حد تیغه ها شود. در بعضی از ماشین ها افزایش دما بسیار کم است که موتور می تواند برای مدت زمان قابل توجهی آن را تحمل کند.
توربین هیدرولیکی دارای حفره (تشکیل و سپس انفجار فوری حفره ها در مایع است – مناطق کوچک بدون مایع (“حباب”) – که در نتیجه نیروهای وارد بر مایع است).
این معمولاً هنگامی اتفاق می افتد که یک مایع تحت تغییرات سریع فشار قرار می گیرد که باعث ایجاد حفره هایی می شود که فشار نسبتاً کم است.
ایجاد حفره دلیل عمده ای برای خورندگی است. هنگام ورود به مناطق فشار بالا ، حباب های حفره ای که روی سطح فلز منشعب می شوند باعث ایجاد تنش چرخشی از طریق انفجار مکرر می شوند و در نتیجه باعث خستگی سطح فلز می شوند.
انواع خطاهای خارجی در یک ژنراتور
خطاهای سیستم برق خارجی و شرایط عملکرد غیر عادی عبارتند از:
خطاهای اتصال کوتاه خارجی
اتصال غیر همگام سازنده
خارج از مرحله (لغزش قطب یا از دست دادن همگام سازی)
اضافه بار
سرعت بیش از حد
عدم تعادل فاز و توالی فاز منفی
پایین و بالا از فرکانس
ولتاژ پایین و بالا
خطای پاک نشده یا کند پاک شدن سیستم شبکه می تواند باعث شود که ژنراتورها قطب ها را بلغزانند یا با بقیه سیستم “خارج از مرحله” شوند.
چنین شرایطی نامطلوب است زیرا تنش های مكانیكی مضر بر روی شافت وارد می شود و نوسانات شدید برق تأثیر مخربی بر ولتاژهای سیستم قدرت دارد.
همزمانی ممکن است به دلیل اتصال کوتاه خارجی ، خاموش شدن یک بار القایی مهم یا خطای سیستم تحریک ایجاد شود.
سرعت بیش از حد نتیجه خاموش شدن ناگهانی کل بار یا کاهش مهم بار است. دستگاه های محافظت از ژنراتور
ژنراتورها گرانترین تجهیزات در سیستمهای قدرت هستند. دستگاه های زیر برای محافظت از ژنراتورهای AC و DC در برابر نقص در آن استفاده می شود.
حفاظت از خطای زمین استاتور (سیم پیچ استاتور از فاز به فاز و زمین و یا استاتور از خطاهای زمین و استاتور محافظت می شود)
محافظت از خطای زمین روتور
محافظت نامتعادل از بارگذاری استاتور (از دست دادن حفاظت از میدان و تغییر در جریان توان راکتیو)
محافظت در برابر گرمای بیش از حد استاتور (محافظت در برابر گرم شدن سیم پیچ و یاطاقان استاتور و حفاظت از توالی فاز منفی)
محافظت در برابر از بین رفتن آتش دیگ بخار
محافظت در برابرعامل محرک و خرابی توربین (حفاظت از عدم تعادل فاز استاتور)
محافظت بیش از حد و تحریک بیش از حد (اشباع هسته به دلیل تحریک بیش از حد)
از بین رفتن عایق عایق
محافظت در برابر از دست دادن خاصیت روغن روانکاری
محافظت از خلا کم
محافظت در برابر ارتعاش و محافظت از فرکانس زیر و بیش از حد
پشتیبان گیری از ژنراتور
محافظت در برابر روتور اعوجاج و فاز محافظت از شروع اضافی
محافظت در برابر خطاهای اتصال کوتاه خارجی
محافظت در برابر انبساط اختلاف بین قطعات ساکن و چرخان ژنراتور
حفاظت از قدرت معکوس و محافظت از جریان منفی قدرت
برای ردیابی و پاک سازی سریع عیب های ژنراتور ، طرح های رله محافظ قابل اطمینان لازم است تا آسیب به حداقل برسد و زمان تعمیر به حداقل ممکن کاهش یابد.
حفاظت در برابر خطا های فاز به فاز سیم پیچ استاتور از طریق یک رله دیفرانسیل انجام می شود ، که این اصل قبلاً در بخشهای دیگر مورد بحث قرار گرفت. این دستگاه محافظ قادر به تشخیص خطاهای بین پیچ نیست.
وقتی چنین نوع خطایی رخ می دهد ولتاژ فاز کاهش می یابد و ولتاژ توالی صفر ظاهر می شود. این ولتاژ توسط یک رله ولتاژ (ANSI / IEEE / IEC کد ۶۰) متصل به VT شناسایی می شود.
زمین یا استاتور از خطای زمین به استاتور بستگی دارد. برای سیستم اتصال مقاومت می توان از یک رله جریان اضافی متصل به CT “حلقه ای” در اتصال خنثی یا یک رله ولتاژ در ترمینال های مقاومت استفاده کرد.
در شرایط سالم طبیعی هیچ جریانی از طریق مقاومت عبور نمی کند و ولتاژ در ترمینال ها برابر با صفر است.
برای اتصال به زمین از طریق ترانسفورماتور ، از یک رله ولتاژ برای بررسی ولتاژ در مقاومت متصل به ثانویه ترانس استفاده می شود.
در شرایط سالم طبیعی ترانسفورماتور زمین هیچ ولتاژ ثانویه ایجاد نمی کند و هیچ ولتاژی به رله اعمال نمی شود. هنگامی که خطای زمین استاتور رخ می دهد ، ولتاژی در ترمینال های ثانویه ترانسفورماتور زمین ایجاد می شود و رله ولتاژ کار می کند.