Manufaktur industri
Industri Internet of Things | bahan industri | Pemeliharaan dan Perbaikan Peralatan | Pemrograman industri |
home  MfgRobots >> Manufaktur industri >  >> Manufacturing Technology >> Teknologi Industri

Proteksi Generator – Jenis Kerusakan &Perangkat Proteksi

Jenis Kerusakan Generator dan Perangkat Perlindungan

Kesalahan Umum Generator

Kesalahan generator biasanya diklasifikasikan ke dalam kesalahan internal dan eksternal; kesalahan internal disebabkan oleh masalah dalam komponen generator dan kesalahan eksternal disebabkan oleh kondisi pengoperasian yang tidak normal dan kesalahan pada jaringan eksternal .

Kesalahan pada penggerak utama (Prime mover adalah komponen yang digunakan untuk menggerakkan generator dan mungkin mesin pembakaran (kasus genset diesel), turbin gas, turbin uap, turbin angin dan turbin hidrolik) dan sistem terkait tidak akan dibahas, karena biasanya ditentukan pada tahap desain mekanis peralatan.

Namun, keduanya harus diintegrasikan dalam perlindungan generator untuk tujuan tersandung.

Jenis Kesalahan Internal pada Generator

Kesalahan internal dapat berupa listrik atau mekanik

1. Gangguan Stator

2. Kesalahan Rotor

3. Kehilangan Bidang / Eksitasi (Bidang  di generator AC terdiri dari kumparan konduktor di dalam generator yang menerima tegangan dari sumber (disebut eksitasi ) dan menghasilkan fluks magnet).

4. Generator Di Luar Langkah

5. Pengoperasian Motor

6. Bantalan Terlalu Panas dan Kurangnya Tekanan Minyak Pelumas

7. Getaran

Gulungan stator terlalu panas mungkin disebabkan oleh kelebihan beban permanen dan fase-ke-fase dan gangguan bumi disebabkan oleh kerusakan isolasi .

Hubungan pendek belitan rotor menyebabkan peningkatan arus eksitasi dan penurunan tegangan eksitasi .

Rotor terlalu panas merupakan konsekuensi dari arus tidak seimbang pada stator , karena:

Urutan fase negatif dan arus tidak seimbang pada arus stator dan menghasilkan fluks jangkar berputar berlawanan arah dengan rotor , menginduksi arus eddy dalam massa rotor .

arus pusaran ini , yaitu dua kali frekuensi sistem (50Hz atau 60Hz ), akan menghasilkan panas berlebih lokal di pinggiran rotor yang dapat menyebabkan kelemahan pada baji dan cincin penahan rotor .

Bila generator kehilangan eksitasi (atau bidang ), daya reaktif mengalir dari sistem tenaga ke generator . Generator kemudian kehilangan sinkronisme dan berjalan sebagai generator induksi, di atas kecepatan sinkron .

Di atas kecepatan sinkron rotor akan mulai berosilasi dalam upaya mengunci sinkronisme , mengakibatkan panas berlebih dan kerusakan lainnya . Selama sistem stabil , daya reaktif (MVAr ) akan mengalir ke generator dan mesin akan terus mengeluarkan daya aktif (MW ).

Pengoperasian motor generator dapat terjadi ketika uap atau pasokan air ke turbin gagal dan generator menarik daya dari sistem kelistrikan .

Di turbin uap uap berfungsi sebagai pendingin , menjaga bilah pada suhu konstan . Kegagalan pasokan uap dapat menyebabkan panas berlebih pada blade . Pada beberapa mesin kenaikan suhu sangat rendah , dan bermotor dapat ditoleransi untuk waktu yang cukup lama .

Turbin hidrolik akan memiliki kavitasi (pembentukan dan kemudian ledakan langsung rongga dalam cairanzona kecil bebas cairan (“gelembung “) – itu adalah konsekuensi dari gaya yang bekerja pada cairan ).

Biasanya terjadi ketika cairan mengalami perubahan tekanan yang cepat yang menyebabkan terbentuknya rongga yang tekanannya relatif rendah .

Kavitasi merupakan penyebab keausan yang signifikan . Saat memasuki area bertekanan tinggi , gelembung kavitasi yang meledak di permukaan logam menyebabkan tekanan siklik melalui ledakan berulang , mengakibatkan kelelahan permukaan logam .

Jenis Kesalahan Eksternal di Generator

Kesalahan Sistem Daya Eksternal dan Kondisi Operasi Tidak Normal adalah:

Sebuah kesalahan pembersihan yang tidak jelas atau lambat di sistem jaringan dapat menyebabkan generator untuk mulai menyelipkan tiang , atau pergi “keluar dari langkah ” dengan sistem lainnya .

Kondisi seperti itu tidak diinginkan karena tekanan mekanis yang berbahaya diberikan pada poros , dan perubahan kekuatan yang hebat memiliki efek yang mengganggu pada tegangan sistem tenaga .

Tidak sinkronisme mungkin disebabkan oleh hubung singkat eksternal, pemutusan beban induktif yang penting, atau oleh gangguan pada sistem eksitasi .

Kecepatan berlebih adalah konsekuensi dari tiba-tiba mematikan beban total atau pengurangan beban yang penting .

Perangkat Perlindungan Generator

Generator adalah peralatan paling mahal pada sistem tenaga. Perangkat berikut digunakan untuk perlindungan generator AC dan DC terhadap gangguan yang terjadi di dalamnya.

Oleh karena itu, skema relai pelindung yang andal diperlukan untuk mendeteksi dan menghapus kesalahan generator dengan cepat untuk meminimalkan kerusakan dan mengurangi waktu perbaikan seminimal mungkin .

Perlindungan terhadap gangguan fase-ke-fase belitan stator dilakukan melalui relai diferensial , yang prinsipnya telah dibahas sebelumnya di bagian lain. perangkat perlindungan This ini tidak dapat mendeteksi gangguan antar-belokan yang berliku .

Bila jenis kesalahan seperti itu terjadi tegangan fase menurun dan tegangan urutan nol muncul; tegangan ini dideteksi oleh relai tegangan (Kode ANSI/IEEE/IEC 60 ) terhubung ke VT .

Ground atau gangguan pembumian stator perlindungan tergantung dari pembumian stator . Untuk sistem pentanahan resistensi sebuah relai arus lebih terhubung ke "tipe dering" CT dalam koneksi netral atau relai tegangan di terminal resistensi dapat digunakan.

Di bawah kondisi sehat normal tidak ada arus yang mengalir melalui hambatan dan tegangan di terminal adalah sama dengan nol .

Untuk pembumian melalui transformator relai tegangan memeriksa tegangan pada resistansi yang terhubung ke sekunder transformator digunakan.

Di bawah kondisi sehat normal transformator pembumian mengembangkan tidak ada tegangan sekunder , dan tidak ada tegangan yang diterapkan ke relai . Ketika gangguan tanah stator terjadi , tegangan dikembangkan di seluruh terminal sekunder transformator pembumian , dan relai tegangan beroperasi .

Gambar 1 menunjukkan koneksi tipikal untuk diferensial stator dan perlindungan gangguan tanah.

Kesalahan hubung singkat belitan rotor dilindungi oleh relai arus lebih .

Gulungan rotor mungkin rusak karena gangguan pembumian.

Rotor atau gulungan medan di generator termal besar tidak berdasar , dengan demikian gangguan tanah tunggal tidak menghasilkan arus gangguan .

Sebuah kesalahan tanah tunggal , bagaimanapun, meningkatkan potensi seluruh bidang dan sistem pembangkit , dan tegangan ekstra yang diinduksi dengan membuka pemutus medan, atau pemutus generator utama , khususnya dalam kondisi kesalahan , dapat meningkatkan stres ke tanah di lapangan , ketika stator sementara menginduksi tambahan tegangan di gulungan medan . tegangan ekstra This ini dapat menyebabkan kesalahan kedua pada belitan medan .

Sebuah kesalahan kedua pada groun d dapat menyebabkan pemanasan lokal pada setrika yang dapat merusak rotor, menyebabkan ketidakseimbangan yang berbahaya.

Perlindungan terhadap gangguan tanah rotor dapat disediakan oleh relai yang mengontrol insulasi rotor dengan menerapkan tegangan AC tambahan ke rotor atau relai tegangan dalam hubungan seri dengan resistansi tinggi (kombinasi resistor linier dan non-linier adalah metode umum yang digunakan saat ini ) terhubung melintasi sirkuit rotor , titik tengah yang terhubung ke arde melalui kumparan relai sensitif (Kode ANSI/IEEE/IEC 64).

Saat ini teknik modern memerlukan penggunaan kombinasi resistor linier dan non-linier .

Gambar 2 menunjukkan contoh rotor perlindungan gangguan bumi .

Hilangnya perlindungan lapangan menggunakan relai yang mendeteksi perubahan aliran daya reaktif. Tipikal kehilangan perlindungan eksitasi skema menggunakan Offset Mho (impedansi ) relai untuk mengukur impedansi beban generator .

The Offset Mho relai impedansi adalah relai satu fasa , dan dipasok dari generator CT dan VT . kehilangan relai medan akan beroperasi jika nilai impedansi beban berada dalam karakteristik operasi relai y.

Sebuah relai waktu disertakan untuk memulai tersandung mesin jika kondisi daya reaktif terkemuka bertahan selama 1 detik (khas ).

Untuk mencegah saturasi inti karena eksitasi berlebihan selama menjalankan dan mematikan sebuah perlindungan eksitasi berlebihan (Kode ANSI/IEEE/IEC 59) digunakan.

Terlalu bersemangat dapat dijelaskan dengan persamaan berikut:

B =V / f

Di mana B adalah kerapatan fluks magnet atau induksi magnetik atau fluks inti (satuan:tesla – T ), V adalah tegangan yang diterapkan (satuan:volt – V ) dan f frekuensi (satuan:hetz – Hz ).

Untuk fluks inti untuk tetap di bawah titik jenuh , tegangan generator dapat hanya ditingkatkan jika frekuensi (atau kecepatan) ditingkatkan .

Jika eksitasi meningkat terlalu cepat , maka kondisi overexcitation harus terdeteksi , dan pemutus medan tersandung .

Terlalu bersemangat skema perlindungan menggunakan Volt per Hertz relay .

Relai ini memiliki karakteristik linier , dan akan beroperasi jika tegangan dibagi frekuensi melebihi nilai yang disetel .

Perlindungan panas berlebih pada belitan stator dan bantalan biasanya dilakukan oleh RTD dan tpertapa untuk memantau suhu .

Perlindungan ketidakseimbangan fase stator biasanya menggunakan relai arus lebih waktu terbalik , yaitu setel sesuai dengan rotor waktu maksimum dapat menahan panas berlebih ini .

Fungsi generator perlindungan urutan fase negatif adalah untuk melindungi mesin dari panas berlebih efek, yaitu pada rotor , yang terjadi sebagai akibat dari ketidakseimbangan arus fasa stator .

Perlindungan ini menggunakan relai yang membandingkan arus pada dua fase melalui CT , seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.

Perlindungan sudah setel sesuai dengan waktu maksimum rotor dapat menahan panas berlebih ini dan waktu didefinisikan oleh persamaan K =I 2 t (berdasarkan hukum Joule ).

Kurva tipikal untuk kondisi ini ditampilkan tergantung pada penggerak utama dan ditunjukkan oleh produsen .

Perlindungan Daya Terbalik (ANSI/IEEE/IEC kode 32) menggunakan relai pengarah daya untuk memantau beban generator; relai dipasok dari generator CT dan VT seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4 dan akan beroperasi ketika aliran daya negatif apa pun terdeteksi .

Perlindungan di luar Langkah mendeteksi kondisi disebabkan oleh gangguan sistem tenaga, bukan kesalahan generator . perlindungan mendeteksi kondisi saat generator menyelipkan kutub pertamanya , dan menyebabkan pemutus generator trip .

Turbin tidak tersandung memungkinkan mesin untuk disinkronkan ulang setelah gangguan sistem teratasi .

Perlindungan ini dapat dianggap sebagai pelengkap perlindungan Loss of Excitation.

Yang di luar langkah kondisi terjadi dengan generator di bidang penuh dan hilangnya sinkronisme karena kurang bersemangat terjadi ketika generator tidak memiliki bidang .

Perlindungan di luar Langkah menggunakan tiga relai pengukur impedansi . Relai These ini dipasok oleh generator CT dan VT dan ukur generator impedansi beban , mendeteksi kondisi ayunan daya jika tiga relai beroperasi dalam urutan yang benar dan akan memulai trip pemutus sirkuit HV .

Untuk kesalahan hubung singkat eksternal relai arus lebih digunakan (50; 50N; 51; 51N ).

Perlindungan frekuensi di bawah dan di atas (Kode ANSI/IEEE/IEC 81 ) juga mendeteksi gangguan sistem, bukan kesalahan generator. Kerusakan sistem tenaga besar dapat mengakibatkan daya pembangkit yang berlebihan atau tidak mencukupi untuk sisa beban yang terhubung .

Dalam kasus pertama , frekuensi berlebih , dengan kemungkinan tegangan lebih hasil karena permintaan beban yang berkurang . Operasi dalam mode ini tidak akan menghasilkan panas berlebih kecuali daya terukur dan kira-kira 105% tegangan terukur melebihi .

Kontrol generator harus segera disesuaikan agar sesuai dengan output generator dengan permintaan beban .

Dengan generasi yang tidak mencukupi untuk beban terhubung , kurang frekuensi adalah hasil dari permintaan beban berat .

Tegangan yang turun menyebabkan pengatur tegangan untuk meningkatkan eksitasi . Hasilnya adalah kepanasan dapat terjadi baik di rotor maupun stator . Pada saat yang sama , lebih banyak kekuatan yang dituntut , dengan generator kurang mampu mensuplainya pada frekuensi yang menurun .

Pembuangan beban sistem transmisi otomatis atau manual idealnya harus menyesuaikan beban agar sesuai dengan pembangkit yang terhubung sebelum terjadi keruntuhan sistem tenaga total.

Relai tegangan berlebih dan kurang (Kode ANSI/IEEE/IEC 59 dan 27 ) digunakan untuk mengontrol tegangan .

Perlindungan awal tambahan fase disediakan untuk mendeteksi kondisi di mana ada kesalahan s ketika generator dijalankan dengan kecepatan tinggi . Generator tidak boleh, tentu saja, di-start-up ke beban atau ke dalam kondisi gangguan.

Untuk mencegah hal ini, skema perlindungan n digunakan untuk mengalihkan ke relai arus lebih layanan set rendah HANYA jika frekuensi di bawah 52 Hz pada 60 Hz sistem tenaga dan 42 Hz pada 50 Hz sistem .

Saat ini IED (lihat Bagian 2.1) yang mengelompokkan semua fungsi perlindungan yang diperlukan biasanya digunakan untuk perlindungan generator .

Tentang Penulis:Manuel Bolotinha

-S1 Teknik Elektro – Energi dan Sistem Tenaga (1974 – Instituto Superior Técnico/University of Lisbon)
– Magister Teknik Elektro dan Komputer (2017 – Faculdade de Ciências e Tecnologia/Nova University of Lisbon)
– Konsultan Senior di Gardu Induk dan Sistem Tenaga; Instruktur Profesional


Teknologi Industri

  1. Jenis Kapasitor
  2. Jenis Sakelar
  3. Perangkat Aktif Versus Pasif
  4. C# - Variabel
  5. Perbedaan Antara Generator AC &DC
  6. Ikhtisar Perangkat Perlindungan Jatuh Self-Retracting
  7. 15 Berbagai Jenis Mesin Penggilingan
  8. 10 Jenis Pola yang Berbeda dalam Casting
  9. Perangkat keamanan mesin kerek
  10. Jenis Lubang PCB