Inhaltsverzeichnis
Werbung
1MRK 502 033-UDE -
8.7
8.7.1
Anwendungs-Handbuch
GOPPDOP/GUPPDUP - Gerichteter Über-/
Unterleistungsschutz
Anwendung
Die Aufgabe eines Generators in einem Kraftwerk besteht in der Umwandlung der
verfügbaren mechanischen Energie in elektrische Energie.
Es kommt vor, dass die mechanische Kraft einer Antriebsmaschine so sehr absinkt,
dass sie die Lager- und Ventilationsverluste nicht mehr decken kann. In diesem
Fall fungiert der Synchrongenerator als Synchronmotor und zieht aus dem übrigen
System Energie ab. Dieser Betriebsmodus, in dem einzelne Synchronmaschinen als
Motoren arbeiten, bedeutet kein Risiko für die Maschine selbst. Wenn z. B. der
Generator sehr groß ist und viel elektrische Energie aufnimmt, könnte es
wünschenswert sein, diesen zugunsten des übrigen Stromsystems zu trennen.
Häufig bedeutet diese Betriebsbedingung, dass die Turbine einem hohen Risiko
ausgesetzt ist. Der Rückleistungsschutz dient daher dem Schutz der Turbine und
nicht dem Schutz des Generators.
Dampfturbinen neigen schnell zur Überhitzung, wenn der Dampfstrom zu niedrig
ist oder wenn durch die Turbine kein Dampf mehr fließt. Daher sollten Turbo-
Generatoren mit einem Rückleistungsschutz ausgestattet sein. Es gibt mehrere
Ausnahmesituationen, die eine Rückleistung verursachen können: Bruch eines
Hauptdampfrohrs, Beschädigung einer oder mehrerer Schaufeln in der
Dampfturbine oder unbeabsichtigtes Schließen der Hauptabsperrventile. Bei
Letzterem ist es sehr wünschenswert, dass ein zuverlässiger Rückleistungsschutz
zur Verfügung steht. Dieser könnte Schäden im Kraftwerk verhindern.
Beim routinemäßigen Herunterfahren vieler Wärmekraftwerksblöcke sendet der
Rückleistungsschutz den Auslöseimpuls an den Generatorenschalter
(Blockschalter). Hierdurch wird die Trennung des Blocks verhindert, bevor die
mechanische Leistung auf Null sinkt. Eine frühere Trennung würde bei jedem
routinemäßigen Herunterfahren zu einer Beschleunigung des Turbinengenerators
führen. Diese hätte eine Überdrehzahl und hohe Zentrifugalspannungen zur Folge.
Wenn durch die Turbine kein Dampf mehr fließt, werden die Turbinenschaufeln
nicht mehr gekühlt. Dann kann die entstehende Wärme nicht mehr abgeführt
werden. Stattdessen erhöht sich die Temperatur in der Dampfturbine und besonders
auch die Temperatur der Schaufeln. Wenn sich eine Dampfturbine ohne
Dampfzufuhr dreht, liegt der Stromverbrauch bei ca. 2% der Bemessungsleistung.
Selbst wenn sich die Turbine in einem Vakuum dreht, führt dies schnell zu einer
Überhitzung und zu Schäden. Wenn die Turbine ihr Vakuum verliert, überhitzt sich
diese binnen Minuten.
Der kritische Zeitpunkt für eine Überhitzung einer Dampfturbine schwankt
abhängig von der Art der Turbine zwischen 0,5 und 30 Minuten. Eine
Hochdruckturbine mit kleinen, dünnen Schaufeln überhitzt viel schneller als eine
Abschnitt 8
Stromschutz
189
Werbung
Inhaltsverzeichnis
