انتخاب طرح حفاظتی برای ژنراتور مستقیما به عوامل زیر وابسته است:
ظرفیت ژنراتور
سطح ولتاژ و نحوه اتصال ژنراتور به شبکه
وضعیت نقطه نوترال
موارد 1 و 2 در قسمتهای آینده و در بخش طرحهای حفاظتی آورده میشود. اما در مورد شماره 3 روشهای کلی زیر متداول است:
اتصال مستقیم نوترال به زمین
اتصال نقطه نوترال با امپدانس
نقطه نوترال ایزوله
روش اتصال نقطه نوترال با امپدانس برحسب میزان محدود سازی جریان عیب فاز به زمین به دو دسته اتصال نقطه نوترال با امپدانس بالا یا "High impedance earthing " و اتصال نقطه نوترال با امپدانس کم یا "Low impedance earthing " تقسیم میشوند. در روش "High impedance earthing " جریان عیب فاز به زمین به مقداری در حدود 5 تا 10 آمپر محدود میشود. در حالیکه در روش "Low impedance earthing " این جریان به مقداری در حدود 100 آمپر محدود خواهدشد.
وضعیت اتصال مستقیم نوترال به زمین در مواجهه با خطا روشن است . اما در این میان روش نقطه نوترال ایزوله نسبت به 2 روش دیگر مزایا و معایبی دارد که کاربردهای خاص خود را داراست که در صورت نیاز در جای خود به بحث پیرامون آن خواهیم پرداخت.
در طرحهای حفاظتی که ما به بحث پیرامون آن میپردازیم فرض بر آن است که نقطه نوترال با روش شماره 2 زمین شده است.
در نقشه های حفاظتی به منظور نمایش حفاظتهای مختلف از کدهای استاندارد ANSI استفاده میشود. برخی از معروفترین این کدها که ما در معرفی طرحهای حفاظتی از آنها یاد خواهیم نمود
روش اتصال ژنراتور به شبکه و تامین مصرف داخلی:
ژنراتورها مشابه سایر تجیهیزات برقی با کلید به شبکه سه فاز استفاده وصل می شود به منظور انتقال قدرت تولیدی به شبکه از ترانسفورماتور بالابر استفاده می شود این روش برای تمام ژنراتورهای که قرار است در شبکه های گسترده مورد استفاده قرارگیرند استفاده می شود و چون ولتاژ تولیدی ژنراتورها از ولتاژ انتقال کمتر می باشد باید از این ترانسفورماتور بالابر ولتاژ استفاده شود و اینکه چرا شبکه های برق ولتاژ را تحت ولتاژ بالا انتقال می دهند به دلیل صرفه اقتصادی.
بنابراین ژنراتورها با استفاده از یک کلید به شبکه وصل می شوند هنگامی که شبکه مصرف هم ولتاژ با خروجی ژنراتور باشد ژنراتور بدون ترانس و به صورت مستقیم مصرف کننده ها را تغذیه می کند کلید قبل از ترانس بالابر استفاده می شود و قبل از ترانس بالابر یک شین وجود دارد که از آن برای مصرف داخلی ژنراتور استفاده می شود به منظور راه اندازی نیروگاه به نیروی کمکی نیاز می باشد انرژی مورد نیاز برای راه اندازسیستم های خنک کننده و سیستم های روغن کاری مدار تحریک پمپ سوخت و ... به مصرف داخلی ژنراتور معروف می باشد
هنگامی که قدرت ژنراتور از حدود 100مگاوات تجاوز می نماید نصب کلید در خروجی ژنراتور با مشکلات زیادی همراه خواهد بود چون قطع وصل این کلید جریان زیادی را طلب می کند و برای قطع ووصل این جریان باید کنتاکت های بسیار بزرگی داشته باشیم که این کنتکت ها وزن زیادی خواهند داشت و عملا برای ژنراتور ها ی به این بزرگی استفاده
از کلید بعد ازترانسفورماتور بالابر استفاده می شود.
مقدار انرژی مصرفی برای نیروگاه های حرارتی بستگی به مصرف سوخت 5-10% و در نیروگا ه های آبی به حدود کمتر از2% قدرت اسمی برای هر واحد بالغ می گردد
چون اتصالی در خروجی ژنراتورهای بزرگتر از 100 مگاوات خطرناک است به همین دلیل شین متصل بین ترانسفورماتور بالابر و ژنراتور داخل کانالهای بلوکی قرار می گیرد تا احتمال اتصالی فاز به فاز در آن کاهش یابد
رله M-3430 ، جهت حفاظت ژنراتورهای با امپدانس بالا و رله M-3420 ، جهت حفاظت ژنراتورهای با امپدانس پائین بکار می رود. شرکت برق Beckwith با استفاده از فن آوری پردازش سیگنال دیجیتال تمام عملکردهای حفاظتی مورد نیاز ژنراتور را در رله M-3425 بوجود آورده است.
عملکرد های حفاظتی جدید این رله شامل موارد زیر می باشد :
حفاظت زمین میدان تحریکfield ground ( 64F ) Protection
حفاظت خروج از سنکرون out of step ( 78 ) Protection
حفاظت دیفرانسیل حلقه split phase differential (50DT) Protection
حفاظت جریان زیاد استاتور