Generator i silnik elektryczny to dwa różne rodzaje urządzeń mechanicznych. Jeden z nich służy do przekształcania energii w energię elektryczną w celu wytwarzania energii, natomiast silnik elektryczny przekształca energię elektryczną w energię mechaniczną, aby przenosić inne obiekty. Nie można ich jednak instalować ani wymieniać. Niektóre rodzaje generatorów i silników elektrycznych można stosować zamiennie po ich zaprojektowaniu i modyfikacji. Jednak w przypadku awarii generator jest również przełączany na pracę silnika elektrycznego, co stanowi zabezpieczenie przed odwrotnym obciążeniem prądem zmiennym generatora, o którym będziemy dziś mówić.
Czym jest moc wsteczna?
Jak wszyscy wiemy, kierunek przepływu mocy z generatora powinien płynąć z generatora do systemu. Jednak z jakiegoś powodu, gdy turbina traci moc napędową, a wyłącznik wyjściowy generatora nie zadziała, kierunek przepływu mocy zmienia się z systemu na generator, czyli generator przełącza się na pracujący silnik. W tym momencie generator pobiera moc czynną z systemu, co nazywa się mocą zwrotną.
Szkody wynikające z odwrotnego zasilania
Zabezpieczenie przed odwrotnym przepływem mocy w generatorze polega na tym, że gdy główny zawór dławiący turbiny parowej zostanie zamknięty z jakiegoś powodu i nastąpi utrata pierwotnej mocy, generator zamienia się w silnik, który napędza turbinę parową. Szybkie obroty łopatek turbiny parowej bez pary powodują tarcie, szczególnie w łopatkach ostatniego stopnia, co może prowadzić do przegrzania i uszkodzenia łopatek wirnika.
Zatem zabezpieczenie przed odwrotnym przepływem mocy jest w rzeczywistości zabezpieczeniem turbiny parowej, w której nie jest wykorzystywana para.
Zaprogramowana ochrona przed odwrotnym zasilaniem generatora
Zabezpieczenie przed odwrotnym przepływem prądu w generatorze ma na celu przede wszystkim zapobieganie nagłemu wyłączeniu wyłącznika wyjściowego generatora przy określonym obciążeniu, gdy główny zawór dławiący turbiny parowej nie jest całkowicie zamknięty. W takim przypadku turbina parowa jest podatna na nadmierną prędkość obrotową, a nawet jej wzrost. Aby uniknąć tej sytuacji, w przypadku niektórych zabezpieczeń bez zwarcia, po wysłaniu sygnału zadziałania, nastąpi najpierw zamknięcie głównego zaworu parowego turbiny parowej. Po zadziałaniu odwrotnego przepływu prądu * * * generatora, na sygnał zamykający główny zawór parowy, zostanie utworzone zabezpieczenie przed odwrotnym przepływem prądu w programie, a działanie zostanie wykonane po całkowitym zatrzymaniu.
Różnica między zabezpieczeniem przed odwrotnym zasilaniem a programowym zabezpieczeniem przed odwrotnym zasilaniem
Zabezpieczenie przed odwrotnym zasilaniem ma zapobiegać przekształceniu się generatora w silnik elektryczny po odwróceniu zasilania, co wprawiłoby turbinę parową w ruch obrotowy i spowodowałoby jej uszkodzenie. Ostatecznie obawiam się, że system będzie napędzał główny napęd, jeśli zabraknie mu zasilania!
Programowe zabezpieczenie przed odwrotnym obciążeniem ma zapobiegać przekroczeniu prędkości obrotowej turbiny, spowodowanej niedomknięciem przepustnicy głównej po nagłym odłączeniu agregatu prądotwórczego, dlatego w tym celu stosuje się odwrotne obciążenie. Ostatecznie obawiam się, że zbyt duża moc głównego napędu doprowadzi do przekroczenia prędkości obrotowej agregatu.
Zatem, ściśle rzecz biorąc, zabezpieczenie przed odwrotnym zasilaniem jest rodzajem zabezpieczenia przekaźnika generatora, ale głównie chroni turbinę parową. Zabezpieczenie przed odwrotnym zasilaniem programowym nie jest zabezpieczeniem, lecz procesem działania mającym na celu realizację wyłączenia programowego, znanego również jako wyzwolenie programowe, które jest zazwyczaj stosowane w trybie wyłączenia.
Kluczem jest to, że dopóki moc zwrotna osiągnie wartość zadaną, nastąpi wyłączenie. Oprócz osiągnięcia wartości zadanej, programowa moc zwrotna wymaga również zamknięcia głównego zaworu dławiącego turbiny parowej. Dlatego należy unikać działania mocy zwrotnej w momencie podłączania do sieci podczas rozruchu jednostki.
Poniżej przedstawiono funkcje zabezpieczenia odwrotnego generatora i wyjaśnienie mocy odwrotnej generatora. W przypadku generatora turbiny parowej podłączonego do sieci, po zamknięciu głównego zaworu dławiącego turbiny parowej, będzie on działał jak silnik synchroniczny: pochłania moc czynną i wprawia turbinę parową w ruch obrotowy, co może powodować oddawanie mocy biernej do systemu. Po zamknięciu głównego zaworu dławiącego turbiny parowej, łopatka ogonowa turbiny parowej trze o pozostałą parę, powodując straty podmuchu, które ulegają uszkodzeniu w wyniku przegrzania podczas długotrwałej pracy. W tym momencie zabezpieczenie odwrotne może chronić turbinę parową przed uszkodzeniem.
Czas publikacji: 10 stycznia 2022 r.
