Generatore e motore sono due tipi diversi di apparecchiature meccaniche. Il generatore converte l'energia esterna in energia elettrica per generare elettricità, mentre il motore converte l'energia elettrica in energia meccanica per azionare oggetti. Tuttavia, i due non sono intercambiabili. Alcuni tipi di generatori e motori possono essere sostituiti dopo opportune modifiche progettuali. Tuttavia, in caso di guasto, il generatore passa automaticamente alla modalità motore, ed è proprio di questo meccanismo di protezione contro l'inversione di polarità che parleremo oggi.
Che cos'è la potenza inversa?
Come tutti sappiamo, la direzione di flusso della potenza del generatore dovrebbe andare dal generatore stesso al sistema. Tuttavia, per qualche motivo, quando la turbina perde potenza motrice e l'interruttore di uscita del generatore non interviene, la direzione di flusso della potenza si inverte, passando dal sistema al generatore, ovvero il generatore passa al motore in funzione. In questo momento, il generatore assorbe potenza attiva dal sistema, fenomeno noto come potenza inversa.
Danni causati dalla potenza inversa
La protezione contro l'inversione di potenza del generatore si attiva quando la valvola a farfalla principale della turbina a vapore si chiude per qualche motivo e l'alimentazione originale viene a mancare. In questo caso, il generatore si trasforma in un motore per azionare la turbina a vapore. La rotazione ad alta velocità delle pale della turbina a vapore in assenza di vapore provoca un attrito eccessivo, soprattutto nelle pale dell'ultimo stadio, che può causare surriscaldamento e portare al danneggiamento delle pale del rotore.
Pertanto, la protezione contro l'inversione di potenza consiste di fatto nella protezione della turbina a vapore in assenza di funzionamento a vapore.
Protezione programmata contro l'inversione di polarità del generatore
La protezione contro l'inversione di potenza del generatore serve principalmente a impedire che il generatore intervenga improvvisamente sull'interruttore di uscita del generatore sotto un certo carico e che la valvola a farfalla principale della turbina a vapore non sia completamente chiusa. In questo caso, il gruppo turbina a vapore-generatore è soggetto a sovravelocità e persino a un'accelerazione eccessiva. Per evitare questa situazione, per alcune protezioni senza guasto da cortocircuito, dopo l'invio del segnale di intervento, si procede prima alla chiusura della valvola principale del vapore della turbina a vapore. Dopo l'intervento dell'inversione di potenza del generatore, si forma una valvola con il segnale di chiusura della valvola principale del vapore, si attiva la protezione contro l'inversione di potenza dopo un breve periodo e l'intervento si completa con l'arresto completo.
Differenza tra protezione contro l'inversione di corrente e protezione programmabile contro l'inversione di corrente
La protezione contro l'inversione di polarità serve a impedire che il generatore si trasformi in un motore in caso di inversione di polarità, mettendo in rotazione la turbina a vapore e causandone danni. In definitiva, temo che il motore primo venga azionato dal sistema in caso di mancanza di alimentazione!
Il programma di protezione dalla potenza inversa serve a prevenire la sovravelocità della turbina causata dalla mancata chiusura completa della valvola a farfalla principale dopo l'improvvisa disconnessione del gruppo elettrogeno, evitando così l'utilizzo della potenza inversa. In definitiva, temo che una potenza eccessiva del motore primo possa portare a una sovravelocità dell'unità.
Pertanto, a rigor di termini, la protezione contro l'inversione di potenza è un tipo di protezione a relè del generatore, ma protegge principalmente la turbina a vapore. La protezione programmata contro l'inversione di potenza non è una protezione, ma un processo di azione impostato per realizzare l'intervento programmato, noto anche come intervento programmato, che viene generalmente applicato alla modalità di arresto.
Il punto chiave è che, non appena la potenza inversa raggiunge il valore impostato, il sistema si disattiva. Oltre al raggiungimento del valore impostato, la potenza inversa programmata richiede anche la chiusura della valvola a farfalla principale della turbina a vapore. Pertanto, l'azione di potenza inversa deve essere evitata al momento della connessione alla rete durante l'avviamento dell'unità.
Queste sono le funzioni della protezione contro l'inversione di polarità del generatore e la spiegazione della potenza inversa del generatore. Per un generatore a turbina a vapore in funzione connesso alla rete, dopo la chiusura della valvola di strozzatura principale della turbina a vapore, questo funziona come un motore sincrono: assorbe potenza attiva e fa ruotare la turbina a vapore, che a sua volta può inviare potenza reattiva al sistema. Quando la valvola di strozzatura principale della turbina a vapore è chiusa, la pala di coda della turbina a vapore subisce attrito con il vapore residuo, generando perdite per sfiato, che possono danneggiarsi a causa del surriscaldamento durante il funzionamento prolungato. In questo caso, la protezione contro l'inversione di polarità può proteggere la turbina a vapore da eventuali danni.
Data di pubblicazione: 10 gennaio 2022
