Generator und Motor sind zwei unterschiedliche Arten von mechanischen Geräten. Der Generator wandelt Energie in elektrische Energie zur Stromerzeugung um, während der Motor elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt, um andere Objekte zu bewegen. Generatoren und Motoren sind jedoch nicht ohne Weiteres austauschbar. Einige Generatoren und Motoren können nach entsprechender Konstruktion und Modifizierung ausgetauscht werden. Im Fehlerfall schaltet der Generator automatisch auf Motorbetrieb um. Diesen Rücklaufschutz, der heute im Fokus steht, möchten wir besprechen.
Was ist Rückleistung?
Bekanntermaßen fließt die Leistung des Generators normalerweise vom Generator zum System. Wenn die Turbine jedoch ausfällt und der Generatorausgangsschalter nicht auslöst, ändert sich die Leistungsrichtung aus irgendeinem Grund vom System zum Generator. Der Generator übernimmt dann den Motorbetrieb. In diesem Fall entnimmt der Generator dem System Wirkleistung, die als Rückleistung bezeichnet wird.
Schädlichkeit durch Rückleistung
Der Generator-Rückstromschutz sieht vor, dass bei Schließung des Hauptdrosselventils der Dampfturbine aus irgendeinem Grund und Ausfall der ursprünglichen Stromversorgung der Generator als Motor fungiert und die Dampfturbine antreibt. Die hohe Drehzahl der Turbinenschaufeln ohne Dampfzufuhr führt zu starker Reibung, insbesondere an den Schaufeln der letzten Stufe. Dies kann zu Überhitzung und Beschädigung der Rotorschaufeln führen.
Daher handelt es sich bei der Rückleistungsabsicherung eigentlich um den Schutz der Dampfturbine ohne Dampfbetrieb.
Programmierter Rückleistungsschutz des Generators
Der Generator-Rückstromschutz dient hauptsächlich dazu, ein plötzliches Auslösen des Generatorausgangsschalters unter einer bestimmten Last zu verhindern, wenn das Hauptdrosselventil der Dampfturbine nicht vollständig geschlossen ist. In diesem Fall besteht die Gefahr von Überdrehzahl und sogar Drehzahlüberschreitung der Dampfturbinen-Generator-Einheit. Um dies zu vermeiden, wird bei bestimmten Schutzfunktionen ohne Kurzschlussfehler nach dem Senden des Aktionssignals zunächst das Hauptdampfventil der Dampfturbine geschlossen. Nach dem Auftreten der Rückleistung des Generators wird ein Ventil mit dem Signal zum Schließen des Hauptdampfventils gebildet, der Rückstromschutz wird nach kurzer Zeit aktiviert und führt zum vollständigen Stopp.
Unterschied zwischen Rückstromschutz und programmiertem Rückstromschutz
Der Rückstromschutz soll verhindern, dass der Generator nach einem Rückstrombetrieb in einen Motor übergeht, die Dampfturbine antreibt und diese beschädigt. Letztendlich befürchte ich, dass die Antriebsmaschine im Falle eines Stromausfalls vom System selbst angetrieben wird!
Der Rückleistungsschutz des Programms soll eine Überdrehzahl der Turbine verhindern, die durch ein nicht vollständig geschlossenes Hauptdrosselventil nach plötzlicher Abschaltung des Generators entstehen kann. Daher wird die Rückleistung zur Vermeidung einer Überdrehzahl genutzt. Letztendlich befürchte ich, dass eine zu hohe Leistung der Antriebsmaschine zu einer Überdrehzahl des Aggregats führen könnte.
Streng genommen handelt es sich beim Rückleistungsschutz um eine Art Generatorschutzrelais, der jedoch hauptsächlich Dampfturbinen schützt. Der programmgesteuerte Rückleistungsschutz ist kein Schutzmechanismus, sondern ein Aktionsprozess zur Durchführung einer programmgesteuerten Abschaltung, auch als programmgesteuerte Abschaltung bekannt, die üblicherweise im Abschaltmodus angewendet wird.
Entscheidend ist, dass die Anlage auslöst, sobald die Rückleistung den eingestellten Wert erreicht. Zusätzlich zum Erreichen des eingestellten Werts muss für die programmierte Rückleistung das Hauptdrosselventil der Dampfturbine geschlossen sein. Daher muss die Rückleistung beim Netzanschluss während des Anfahrvorgangs unbedingt vermieden werden.
Dies sind die Funktionen des Generator-Rückwärtsschutzes und die Erklärung der Generator-Rückwärtsleistung. Im netzgekoppelten Betrieb arbeitet der Dampfturbinengenerator nach dem Schließen des Hauptdrosselventils der Dampfturbine wie ein Synchronmotor: Er nimmt Wirkleistung auf und treibt die Dampfturbine an, die Blindleistung ins Netz einspeist. Da das Hauptdrosselventil der Dampfturbine geschlossen ist, entsteht an den Turbinenschaufeln Reibung mit dem Restdampf, was zu Druckverlusten führt. Bei längerem Betrieb kann es durch Überhitzung zu Schäden an der Turbine kommen. Der Rückwärtsschutz schützt die Dampfturbine in diesem Fall vor Beschädigungen.
Veröffentlichungsdatum: 10. Januar 2022
