Generaattori ja moottori tunnetaan kahtena erityyppisenä mekaanisena laitteena. Toinen muuntaa toisen energian sähköenergiaksi sähkön tuotantoa varten, kun taas moottori muuntaa sähköenergian mekaaniseksi energiaksi muiden esineiden vetämistä varten. Näitä kahta ei kuitenkaan voida asentaa ja vaihtaa keskenään. Joitakin generaattorityyppejä ja moottoreita voidaan vaihtaa keskenään suunnittelun ja muokkaamisen jälkeen. Vian sattuessa generaattori kuitenkin muunnetaan myös moottorikäytöksi, mikä on generaattorin käänteissuojaus käänteisen tehon alla, josta haluamme tänään puhua.
Mikä on käänteinen teho?
Kuten tiedämme, generaattorin tehon suunnan tulisi kulkea generaattorin suunnasta järjestelmän suuntaan. Jostain syystä kuitenkin, kun turbiini menettää käyttövoimansa ja generaattorin pistorasiakytkin ei laukea, tehon suunta muuttuu järjestelmästä generaattoriin eli generaattori vaihtaa käynnissä olevaan moottoriin. Tällöin generaattori ottaa järjestelmästä aktiivista tehoa, jota kutsutaan käänteiseksi tehoksi.
Käänteisen voiman haitta
Generaattorin vastavirtasuojaus tarkoittaa, että kun höyryturbiinin pääkaasuventtiili sulkeutuu jostain syystä ja alkuperäinen teho menetetään, generaattori muuttuu moottoriksi, joka pyörittää höyryturbiinia. Höyryturbiinin lavan nopea pyöriminen ilman höyryä aiheuttaa räjähdyskitkaa, erityisesti viimeisen vaiheen lavassa, mikä voi aiheuttaa ylikuumenemista ja roottorin lavan vaurioitumista.
Siksi käänteisen tehon suojaus on itse asiassa höyryturbiinin suojaus ilman höyrykäyttöä.
Generaattorin ohjelmoitu käänteisen virran suojaus
Generaattorin ohjelman vastavirtasuojauksen tarkoituksena on pääasiassa estää generaattoria laukaisemasta generaattorin pistorasiakytkintä äkillisesti tietyn kuormituksen alaisena, jos höyryturbiinin pääkaasuventtiili ei ole täysin suljettu. Tässä tapauksessa höyryturbiinigeneraattoriyksikkö on altis ylikierroksille ja jopa ylikierroksille. Tämän tilanteen välttämiseksi joissakin suojauksissa, joissa ei ole oikosulkuvikaa, toimintasignaalin lähettämisen jälkeen se toimii ensin sulkemalla höyryturbiinin päähöyryventtiilin. Kun generaattorin vastavirtasuoja on toiminut, se muodostaa venttiilin signaalin kanssa sulkemalla päähöyryventtiilin, muodostaa ohjelman vastavirtasuojauksen lyhyen ajan kuluttua ja toimii täysin pysähtyneenä.
Ero käänteisen virransuojauksen ja ohjelman käänteisen virransuojauksen välillä
Vastavirtasuoja estää generaattoria muuttumasta moottoriksi vastavirtasyötön jälkeen, jolloin höyryturbiini pyörii ja vaurioituu. Pelkäänpä, että päämoottori saa virtaa, jos järjestelmä ei saa virtaa!
Ohjelman vastavirtasuoja estää turbiinin ylikierroksen, joka johtuu pääkaasuventtiilin puutteellisesta sulkeutumisesta generaattoriyksikön äkillisen irtikytkentämisen jälkeen. Vastavirtasuojaa käytetään tämän välttämiseksi. Loppujen lopuksi pelkään, että päämoottorin liian suuri teho johtaa yksikön ylikierrokseen.
Tarkemmin sanottuna vastavirtasuoja on siis eräänlainen generaattorin relesuoja, mutta se suojaa pääasiassa höyryturbiinia. Ohjelmallinen vastavirtasuoja ei ole suojaus, vaan ohjelmallisen laukaisun toteuttamiseen asetettu toimintaprosessi, joka tunnetaan myös ohjelmallisena laukaisuna ja jota käytetään yleensä sammutustilassa.
Olennaista on, että niin kauan kuin vastavirtateho saavuttaa asetetun arvon, se laukeaa. Asetetun arvon saavuttamisen lisäksi ohjelmoitu vastavirtateho edellyttää myös höyryturbiinin pääkaasuventtiilin sulkemista. Siksi vastavirtatehoa on vältettävä verkkoon kytkennän yhteydessä yksikön käynnistyksen yhteydessä.
Nämä ovat generaattorin vastavirtasuojan toiminnot ja selitys generaattorin vastavirtateholle. Verkkoon kytketyssä höyryturbiinigeneraattorissa se toimii synkronimoottorina höyryturbiinin pääkaasuventtiilin sulkeuduttua: se ottaa vastaan pätötehoa ja vetää höyryturbiinia pyörimään, mikä voi lähettää loistehon järjestelmään. Kun höyryturbiinin pääkaasuventtiili on suljettu, höyryturbiinin peräsiipi joutuu kitkaan jäännöshöyryn kanssa, mikä aiheuttaa puhallushäviöitä, jotka vaurioituvat ylikuumenemisen seurauksena pitkäaikaisen käytön aikana. Tällöin vastavirtasuoja voi suojata höyryturbiinia vaurioilta.
Julkaisun aika: 10. tammikuuta 2022
