Een generator en een motor worden beschouwd als twee verschillende soorten mechanische apparatuur. De generator zet energie om in elektrische energie voor stroomopwekking, terwijl de motor elektrische energie omzet in mechanische energie om objecten aan te drijven. De twee kunnen echter niet zomaar door elkaar worden geïnstalleerd of vervangen. Sommige generatoren en motoren kunnen na ontwerp en aanpassing wel worden uitgewisseld. In geval van een storing schakelt de generator echter ook over op motorwerking. Dit is de beveiliging tegen omgekeerde polariteit van de generator waar we het vandaag over willen hebben.
Wat is omgekeerd vermogen?
Zoals we allemaal weten, zou de stroomrichting van de generator van de generator naar het systeem moeten lopen. Echter, wanneer de turbine zijn aandrijfvermogen verliest en de generatoruitgangsschakelaar niet uitschakelt, verandert de stroomrichting van het systeem naar de generator, oftewel de generator wordt de motor. Op dat moment onttrekt de generator actief vermogen aan het systeem, wat we omgekeerd vermogen noemen.
Schadelijke gevolgen van omgekeerde stroom
De beveiliging tegen omgekeerde stroomtoevoer van de generator houdt in dat wanneer de hoofdgasklep van de stoomturbine om welke reden dan ook sluit en de oorspronkelijke stroomtoevoer wegvalt, de generator als motor overschakelt om de stoomturbine te laten draaien. De snelle rotatie van de turbinebladen zonder stoom veroorzaakt wrijving, met name bij de bladen in de laatste trap. Dit kan leiden tot oververhitting en schade aan de rotorbladen.
Omgekeerde vermogensbeveiliging is dus in feite de beveiliging van de stoomturbine wanneer deze niet in werking is als stoom.
Geprogrammeerde beveiliging tegen omgekeerde polariteit van de generator
De beveiliging tegen omgekeerde stroomtoevoer van de generator is er voornamelijk op gericht te voorkomen dat de generator bij een bepaalde belasting plotseling de uitgangsschakelaar uitschakelt en de hoofdgasklep van de stoomturbine niet volledig gesloten is. In dat geval kan de stoomturbine-generatorunit overtoeren of zelfs overtoeren maken. Om dit te voorkomen, zal de beveiliging, bij sommige systemen zonder kortsluiting, na het verzenden van het actiesignaal eerst de hoofdgasklep van de stoomturbine sluiten. Nadat de generator in omgekeerde stroomtoevoer is geschakeld, zal de beveiliging tegen omgekeerde stroomtoevoer na korte tijd de hoofdgasklep sluiten, waardoor de beveiliging tegen omgekeerde stroomtoevoer wordt geactiveerd en de generator volledig stopt.
Verschil tussen beveiliging tegen omgekeerde polariteit en programmeerbare beveiliging tegen omgekeerde polariteit.
De beveiliging tegen omgekeerde polariteit voorkomt dat de generator na omgekeerde polariteit als motor gaat werken, waardoor de stoomturbine gaat draaien en beschadigd raakt. Uiteindelijk vrees ik dat de aandrijfmotor door het systeem aangedreven zal worden als er geen stroom meer is!
De beveiliging tegen omgekeerde vermogensafgifte is bedoeld om overtoeren van de turbine te voorkomen die worden veroorzaakt doordat de hoofdgasklep niet volledig sluit nadat de generator plotseling wordt losgekoppeld. Daarom wordt de beveiliging tegen omgekeerde vermogensafgifte gebruikt. Uiteindelijk vrees ik dat een te hoog vermogen van de aandrijfmotor zal leiden tot overtoeren van de generator.
Strikt genomen is omgekeerde-vermogensbeveiliging dus een vorm van generatorrelaisbeveiliging, maar deze beschermt voornamelijk stoomturbines. De geprogrammeerde omgekeerde-vermogensbeveiliging is geen beveiliging op zich, maar een actieproces dat is ingesteld om een geprogrammeerde uitschakeling te realiseren, ook wel bekend als programma-uitschakeling, die over het algemeen wordt toegepast in de uitschakelmodus.
Het belangrijkste is dat de noodstroomvoorziening wordt uitgeschakeld zodra het omgekeerde vermogen de ingestelde waarde bereikt. Naast het bereiken van de ingestelde waarde vereist de geprogrammeerde noodstroomvoorziening ook dat de hoofdregelklep van de stoomturbine gesloten is. Daarom moet de noodstroomvoorziening worden vermeden op het moment van netaansluiting tijdens het opstarten van de installatie.
Dit zijn de functies van de beveiliging tegen omgekeerde polariteit van een generator en een uitleg van het omgekeerde vermogen van een generator. Bij een stoomturbinegenerator die op het net is aangesloten, werkt deze na het sluiten van de hoofdregelklep van de stoomturbine als een synchrone motor: hij absorbeert actief vermogen en drijft de stoomturbine aan, waardoor reactief vermogen aan het net wordt geleverd. Wanneer de hoofdregelklep van de stoomturbine gesloten is, ontstaat er wrijving tussen de schoepen van de stoomturbine en de resterende stoom, wat leidt tot oververhitting en schade aan de schoepen bij langdurig gebruik. In dit geval beschermt de beveiliging tegen omgekeerde polariteit de stoomturbine tegen schade.
Geplaatst op: 10 januari 2022
