Anwendung - ABB Transformatorschutz RET670 2.0 IEC Handbuch

1MRK 504 138-UDE -
8.11.2
Anwendungs-Handbuch

Anwendung

Die Aufgabe eines Generators in einem Kraftwerk besteht in der Umwandlung der an
der Welle verfügbaren mechanischen Energie in elektrische Energie.
Es kommt vor, dass die mechanische Leistung 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 Niederdruckturbine mit
langen, schweren Schaufeln. Die Bedingungen sind von Turbine zu Turbine
unterschiedlich, und in jedem Fall muss Rücksprache mit dem Hersteller der Turbine
erfolgen.
Abschnitt 8
Stromschutz
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