जेनरेटर का मौलिक सिद्धांत

कई असामान्य स्थितियां हैं जो जनरेटर को नुकसान पहुंचा सकती हैं।इनमें से कुछ स्थितियाँ जनरेटर या उसके किसी एक सबसिस्टम के भीतर विफलता का परिणाम हैं और अन्य बिजली व्यवस्था में ही उत्पन्न होती हैं।निम्न तालिका उन प्रकार की विफलताओं का सार प्रस्तुत करती है जो हो सकती हैं और सुरक्षा के संबंधित तरीके।

स्टेटर ग्राउंड दोष

स्टेटर वाइंडिंग की सबसे अधिक होने वाली विफलता एकल चरण और जमीन के बीच इन्सुलेशन का टूटना है।पता नहीं चलने पर, यह दोष जनरेटर कोर को जल्दी से नुकसान पहुंचा सकता है।एयर-कूल्ड मशीनों में भी आग लग सकती है।ग्राउंड फॉल्ट का पता लगाने के लिए स्टेटर डिफरेंशियल एलिमेंट की क्षमता उपलब्ध ग्राउंड फॉल्ट करंट का एक फंक्शन है।जैसे, स्टेटर के लिए आमतौर पर समर्पित ग्राउंड फॉल्ट प्रोटेक्शन की आवश्यकता होती है।

जेनरेटर बिजली व्यवस्था में सभी भारों द्वारा उपयोग की जाने वाली ऊर्जा प्रदान करते हैं और आगमनात्मक तत्वों की आपूर्ति के लिए बहुत अधिक प्रतिक्रियाशील शक्ति की आवश्यकता होती है, जिससे नाममात्र मूल्यों पर सिस्टम वोल्टेज बनाए रखा जाता है।पावर सिस्टम में ऊर्जा भंडारण की बहुत कम क्षमता होती है।इस प्रकार, खोई हुई पीढ़ी को तुरंत बदला जाना चाहिए या भार की समान मात्रा को बहाया जाना चाहिए।यह प्राथमिक महत्व का है कि बाहरी गड़बड़ी के दौरान जनरेटर के लिए सुरक्षा प्रणाली अत्यधिक सुरक्षित है।

जनरेटर एक जटिल प्रणाली का एक घटक है जिसमें एक प्रमुख प्रस्तावक, एक उत्तेजक और विभिन्न सहायक प्रणालियाँ शामिल हैं।शॉर्ट सर्किट का पता लगाने के अलावा, जेनरेटर सुरक्षा आईईडी को असामान्य स्थितियों की एक सरणी का पता लगाने की आवश्यकता होती है जो जेनरेटर या इसके उपप्रणाली में से एक को नुकसान पहुंचा सकती है।जनरेटर को दो प्रमुख प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है: प्रेरण और तुल्यकालिक।इंडक्शन मशीनें आमतौर पर आकार में छोटी होती हैं, जो एक सौ केवीए जितनी कम होती हैं, और आमतौर पर एक पारस्परिक इंजन से संचालित होती हैं।सिंक्रोनस मशीनों का आकार कई सौ केवीए से लेकर 1200 एमवीए तक होता है।

सिंक्रोनस जेनरेटर विभिन्न प्रकार के प्रमुख मूवर्स द्वारा संचालित हो सकते हैं, जिनमें पारस्परिक इंजन, हाइड्रो टर्बाइन, दहन टर्बाइन और बड़े भाप टर्बाइन शामिल हैं।टर्बाइन का प्रकार जनरेटर के डिजाइन को प्रभावित करता है और इसलिए सुरक्षा आवश्यकताओं को प्रभावित कर सकता है।जनरेटर का आकार और इसकी ग्राउंडिंग की विधि भी इसकी सुरक्षा आवश्यकताओं को प्रभावित करती है।छोटे और मध्यम आकार की मशीनें अक्सर वितरण नेटवर्क (सीधे जुड़े) से सीधे जुड़ी होती हैं।इस कॉन्फ़िगरेशन में कई मशीनों को एक ही बस से जोड़ा जा सकता है।बड़ी मशीनें आमतौर पर एक समर्पित बिजली ट्रांसफार्मर के माध्यम से ट्रांसमिशन नेटवर्क (यूनिट कनेक्टेड) ​​से जुड़ी होती हैं।

जेनरेटर टर्मिनलों पर एक दूसरा पावर ट्रांसफॉर्मर यूनिट के लिए सहायक शक्ति प्रदान करता है।जेनरेटर को वोल्टेज ट्रांजिएंट्स को नुकसान पहुंचाने से नियंत्रित करने और सुरक्षा कार्यों के संचालन को सुविधाजनक बनाने के लिए ग्राउंड किया जाता है।डायरेक्ट-कनेक्टेड जेनरेटर अक्सर एक कम प्रतिबाधा के माध्यम से ग्राउंडेड होते हैं जो ग्राउंड फॉल्ट करंट को 200-400 एम्पीयर तक सीमित करता है।यूनिट से जुड़ी मशीनें आमतौर पर एक उच्च प्रतिबाधा के माध्यम से जमी होती हैं जो वर्तमान को 20 एम्पीयर से कम तक सीमित करती हैं।

सीधे जुड़े हुए, कम प्रतिबाधा आधारित मशीनों के लिए, एक वर्तमान-आधारित पहचान पद्धति का उपयोग किया जाता है।इस सुरक्षा को आंतरिक जमीनी दोषों के लिए तेज और संवेदनशील होने की जरूरत है, जबकि बाहरी गड़बड़ी के दौरान एक ही समय में सुरक्षित होना चाहिए।यह प्रतिबंधित ग्राउंड फॉल्ट एलिमेंट या न्यूट्रल डायरेक्शनल एलिमेंट का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है।G30 और G60 में लागू प्रतिबंधित ग्राउंड फॉल्ट तत्व एक सममित घटक संयम तंत्र को नियोजित करता है जो महत्वपूर्ण सीटी संतृप्ति के साथ बाहरी दोषों के दौरान उच्च स्तर की सुरक्षा प्रदान करता है।

यूनिट कनेक्टेड के लिए, उच्च प्रतिबाधा ग्राउंडेड मशीन, वोल्टेज-आधारित विधियों का उपयोग अक्सर ग्राउंड फॉल्ट डिटेक्शन प्रदान करने के लिए किया जाता है।मौलिक और तीसरे हार्मोनिक वोल्टेज तत्वों के संयोजन का उपयोग करके, स्टेटर वाइंडिंग के 100% के लिए ग्राउंड फॉल्ट कवरेज प्राप्त किया जा सकता है।जीई रिले तीसरे हार्मोनिक वोल्टेज तत्व को नियोजित करता है जो तीसरे हार्मोनिक के तटस्थ और टर्मिनल मूल्यों के अनुपात का जवाब देता है।यह तत्व सामान्य ऑपरेशन के तहत तीसरे हार्मोनिक स्तरों में भिन्नता के लिए सेट और असंवेदनशील है।

स्टेटर चरण दोष

ग्राउंड को शामिल नहीं करने वाले चरण दोष घुमावदार अंत में या उसी स्लॉट में समान चरण के कॉइल वाली मशीनों पर एक स्लॉट के भीतर हो सकते हैं।हालांकि फेज फॉल्ट ग्राउंड फॉल्ट की तुलना में कम होने की संभावना है, लेकिन इस फॉल्ट से उत्पन्न करंट ग्राउंडिंग इम्पीडेंस द्वारा सीमित नहीं है।इसलिए यह महत्वपूर्ण है कि इन दोषों का शीघ्रता से पता लगाया जाए ताकि मशीन को होने वाले नुकसान को सीमित किया जा सके।चूंकि जनरेटर पर सिस्टम एक्सओआर अनुपात विशेष रूप से उच्च है, स्टेटर अंतर तत्व विशेष रूप से बाहरी गड़बड़ी के दौरान वर्तमान के डीसी घटक के कारण सीटी संतृप्ति के लिए अतिसंवेदनशील होता है।G60 स्टेटर डिफरेंशियल एल्गोरिदम एक दिशात्मक जांच के प्रारूप में अतिरिक्त सुरक्षा जोड़ता है जब सीटी संतृप्ति वर्तमान के एसी या डीसी घटकों के कारण संदिग्ध होती है।