発電機・変圧器の保護方法:保護RYと絶縁劣化診断方法:テーマ7

大容量発電機の保護継電器

発電機は発電の根幹である為、その破損や故障は可能な限り避けなければならない。そこで、以下のような保護継電器を設置し、発電機や系統を保護することになる。

1.比率作動継電器

制御器具番号はである。発電機のの相間を検出し、発電機を緊急停止させる。動作コイル電流と電流の比が設定値を超えた場合に動作する。作動継電器では、変流器のによって誤動作する可能性がある為、大容量発電機には必ず比率作動継電器を用いる。

2.過電圧継電器

制御器具番号はである。発電機の電機子巻線の地絡故障発生時にに発生するを検出し、動作する。で動作することを避ける為に対策品を使用する他、主変圧器側の地絡で動作しないように、発電機側にを設けるなどの対策を行うことが一般的である。

3.界磁喪失継電器

制御器具番号はである。発電機においては、界磁喪失によって、を失い、し、系統運用に悪影響を及ぼす。これを回避する為、界磁喪失検知により、発電機を系統から切り離す。

4.逆相過電流継電器

制御器具番号はである 。発電機が接続されている状態で、系統に故障が起きると、発電機にが流れる。これにより、回転子と逆方向に回転するを作り、回転子に倍周波数の電流を誘起し、を生じ、端部のによって、機械を損傷させてしまう。これを回避する為、検出して、発電機を系統から切り離す。

大容量変圧器の保護

電気的な保護と機械的保護の両面を用いることが大切である。電気的保護には、間の周りの短絡やの保護をを用いる。変圧器の結線による注意点やによる誤作動防止対策については、後日追記する。
機械的保護には、変圧器とをつなぐに設置し、分解ガスにるタンクの内圧上昇を検出するを用いる。ただし、が遅く、による誤動作も懸念されるので、あくまで用とし、より高速動作を求めて、を用いる。

油入変圧器の絶縁劣化診断

によって、変圧器の過熱で発生するガスをにより測定・分析する、試験が用いられる。過熱の温度が高い場合にはが発生し、低温過熱の場合にはが発生する。また、アークや部分放電によるによってが発生する。
ただし、通常運転でも経年劣化によってや水素(H2)は発生するので、ガス分析によって直ちに「異常がある」とは決定できない。そこで、上記の診断を元にして、総合診断を行うために「を用いた診断」や「試験」を行いつつ、異常部位を特定する為に「絶縁油」、「絶縁油」を行うこともある。
(補足)
絶縁油耐圧試験:によって低効率や耐電圧が変化する。を採取し、に電圧を印加し、電圧を測定する。合計回の測定から有効な試験結果の平均値が規定値以上であれば合格である。
全酸化試験:指示薬を使用し、絶縁油g中に含まれる全酸化性成分をさせるの量を調べる。

大容量変圧器の騒音対策

変圧器は、我々プラントエンジニアにはおなじみの「ぶーん」という音を発生させる。これが騒音問題である。周囲では会話は出来ない。この騒音の発生原因としては、「」が挙げられる。励磁電圧周波数の倍の周波数の騒音が発生する。また、巻線間のによって発生する「の振動」も原因の一つである。これらがに伝わり、さらに大きな振動・騒音となる。また、冷却用のの振動によっても騒音が発生する。
上述の騒音を低減させるための対策は、鉄心のを低くして、騒音発生の主因であるを少なくするため、を用いる方法がある。また、鉄心やタンクがしないような寸法・構造とすることも大切である。にしたり、を設置したりするなどである。冷却器側の対策としては、ファンのを低くしたり、送油ポンプをにしたり、を設置したりするなど、周辺環境への配慮が欠かせない。

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