Ada banyak kondisi abnormal yang dapat mengakibatkan kerusakan pada genset.Beberapa dari kondisi ini adalah akibat dari kegagalan di dalam generator atau salah satu subsistemnya dan yang lainnya berasal dari sistem tenaga itu sendiri.Tabel berikut meringkas jenis kegagalan yang dapat terjadi dan metode perlindungan terkait.
Gangguan Tanah Stator
Kegagalan belitan stator yang paling sering terjadi adalah putusnya isolasi antara fasa tunggal dan tanah.Tidak terdeteksi, kesalahan ini dapat dengan cepat merusak inti generator.Kebakaran juga mungkin terjadi pada mesin berpendingin udara.Kemampuan elemen diferensial stator untuk mendeteksi gangguan tanah merupakan fungsi dari arus gangguan tanah yang tersedia.Dengan demikian, perlindungan gangguan tanah khusus umumnya diperlukan untuk stator.
Generator menyediakan energi yang digunakan oleh semua beban dalam sistem tenaga dan sebagian besar daya reaktif yang dibutuhkan untuk memasok elemen induktif sehingga mempertahankan tegangan sistem pada nilai nominal.Sistem tenaga memiliki sedikit kapasitas untuk penyimpanan energi.Dengan demikian, pembangkitan yang hilang harus segera diganti atau jumlah beban yang setara harus dilepaskan.Sangat penting bahwa sistem proteksi untuk generator sangat aman selama gangguan eksternal.
Generator adalah salah satu komponen dari sistem yang kompleks yang meliputi penggerak utama, pembangkit listrik, dan berbagai sistem bantu.Selain mendeteksi hubung singkat, IED proteksi generator diperlukan untuk mendeteksi rangkaian kondisi abnormal yang dapat merusak generator atau salah satu subsistemnya.Generator dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis utama: induksi dan sinkron.Mesin induksi biasanya berukuran lebih kecil, mulai dari seratus kVA, dan biasanya digerakkan dari mesin bolak-balik.Ukuran mesin sinkron berkisar dari beberapa ratus kVA hingga 1200 MVA.
Generator sinkron dapat digerakkan oleh berbagai penggerak utama, termasuk mesin bolak-balik, turbin hidro, turbin pembakaran, dan turbin uap besar.Jenis turbin memengaruhi desain generator dan karenanya dapat memengaruhi persyaratan perlindungan.Ukuran generator dan metode pembumiannya juga memengaruhi persyaratan perlindungannya.Mesin berukuran kecil dan menengah seringkali terhubung langsung ke jaringan distribusi (direct connected).Dalam konfigurasi ini beberapa mesin dapat dihubungkan ke bus yang sama.Mesin besar biasanya dihubungkan melalui trafo daya khusus ke jaringan transmisi (unit terhubung).
Trafo daya kedua di terminal generator menyediakan daya tambahan untuk unit.Generator dibumikan untuk mengontrol transien tegangan yang merusak dan untuk memfasilitasi pengoperasian fungsi proteksi.Generator yang terhubung langsung sering ditanahkan melalui impedansi rendah yang membatasi arus gangguan tanah hingga 200-400 amp.Mesin yang terhubung dengan unit biasanya diarde melalui impedansi tinggi yang membatasi arus hingga kurang dari 20 ampere.
Untuk mesin yang diardekan dengan impedansi rendah dan terhubung langsung, metode deteksi berbasis arus digunakan.Proteksi ini harus cepat dan sensitif untuk gangguan tanah internal sementara pada saat yang sama aman selama gangguan eksternal.Hal ini dapat dicapai dengan menggunakan elemen gangguan arde terbatas atau elemen pengarah netral.Elemen gangguan arde terbatas yang diterapkan di G30 dan G60 menggunakan mekanisme pengendalian komponen simetris yang memberikan tingkat keamanan tinggi selama gangguan eksternal dengan saturasi CT yang signifikan.
Untuk unit terhubung, mesin ground impedansi tinggi, metode berbasis tegangan sering digunakan untuk memberikan deteksi gangguan ground.Dengan menggunakan kombinasi elemen tegangan harmonik fundamental dan ketiga, cakupan gangguan tanah untuk 100% belitan stator dapat dicapai.Relai GE menggunakan elemen tegangan harmonik ketiga yang merespons rasio nilai netral dan terminal dari harmonik ketiga.Elemen ini mudah diatur dan tidak peka terhadap variasi tingkat harmonik ketiga dalam operasi normal.
Gangguan Fase Stator
Gangguan fasa yang tidak melibatkan pembumian dapat terjadi pada ujung belitan atau di dalam slot pada mesin yang memiliki kumparan dengan fasa yang sama di slot yang sama.Meskipun gangguan fasa lebih kecil kemungkinannya dibandingkan gangguan tanah, arus yang dihasilkan dari gangguan ini tidak dibatasi oleh impedansi pentanahan.Karena itu, sangat penting agar kesalahan ini dideteksi dengan cepat untuk membatasi kerusakan pada mesin.Karena rasio XOR sistem sangat tinggi pada generator, elemen diferensial stator sangat rentan terhadap kejenuhan CT karena komponen DC arus selama gangguan eksternal.Algoritme diferensial stator G60 menambahkan keamanan tambahan dalam format pemeriksaan arah saat diduga saturasi CT karena komponen arus AC atau DC.
Waktu posting: Jan-30-2023