ABB RED670 Handbuch Seite 407

1MRK 505 186-UDE B
4.7.10.1
Applikationshandbuch
Anwendung
Die Aufgabe eines Generators in einem Kraftwerk ist die Umwandlung von
mechanischer Energie, als Drehmoment einer Welle verfügbar, in elektrische
Energie.
Manchmal nimmt die mechanische Leistung einer Antriebsmaschine so stark ab,
dass sie selbst Lager- und Ventilationsverluste nicht ausgleichen kann. Dann wird
aus dem Synchrongenerator ein Synchronmotor, der elektrische Energie aus dem
übrigen Stromversorgungssystem abzieht. Dieser Betriebszustand, bei dem
individuelle Synchronmaschinen als Motor arbeiten, birgt für die Maschine selbst
kein Risiko. Ist der entsprechende Generator sehr groß und verbraucht eine Menge
elektrischer Energie, kann es sinnvoll sein ihn vom Netz zu nehmen, um das übrige
Stromversorgungssystem zu entlasten.
Meist deutet dieser Motorbetrieb auf einen sehr kritischen Zustand der
Antriebsmaschine hin. Die Aufgabe des Rückleistungsschutzes ist es, die
Antriebsmaschine zu schützen und nicht den Generator selbst.
Dampfturbinen überhitzen sehr leicht, wenn der Dampfstrom zu niedrig wird oder
der Dampf gar nicht mehr durch die Turbine strömt. Daher sollten
Turbogeneratoren mit einem Rückleistungsschutz ausgestattet sein. Es gibt
mehrere Ereignisse die Rückleistung verursachen können: Bruch der
Hauptdampfleitung, Beschädigung einer oder mehrerer Schaufeln der
Dampfturbine oder unbeabsichtigtes Schließen der Hauptabsperrventile. Im letzten
Fall ist es äußerst wünschenswert einen zuverlässigen Rückleistungsschutz zu
haben. Er kann Schäden an einem sonst unbeschädigten Kraftwerk verhindern.
Während der Routineabschaltung vieler thermischer Kraftwerke, gibt der
Rückleistungsschutz den Auslöseimpuls für die Generatorschalter (die
Anlagenschalter). Dadurch wird verhindert, dass die Einheit vom Netz getrennt
wird bevor die mechanische Leistung auf Null ist. Ein frühzeitigeres Trennen
würde bei jeder Routineabschaltung eine Beschleunigung des Turbinengenerators
verursachen. Dies würde zu Überdrehzahl und hohen zentrifugalen
Beanspruchungen führen.
Strömt kein Dampf mehr durch eine Turbine, werden auch die Turbinenschaufeln
nicht mehr gekühlt. Dann ist es nicht mehr möglich die durch die Lüftungsverluste
generierte Wärme abzuführen. Stattdessen steigt durch die Wärme die Temperatur
in der Turbine, und besonders in den Schaufeln, an. Dreht eine Dampfturbine ohne
Dampfzufuhr, verbraucht sie etwa 2 % der Nennleistung an elektrischer Energie.
Selbst wenn die Turbine in einem Vakuum dreht, wird sie schnell überhitzt und
beschädigt. Die Turbine überhitzt in wenigen Minuten, wenn sie das Vakuum verliert.
Die kritische Zeit bis zur Überhitzung einer Turbine variiert von etwa 0,5 bis 30
Minuten je nach Art der Turbine. Eine Hochdruckturbine mit kurzen, dünnen
Schaufeln überhitzt leichter als eine Niederdruckturbine mit langen, dicken
Schaufeln. Die Bedingungen variieren von Turbine zu Turbine. Es muss daher in
jedem Fall der Hersteller um Auskunft gebeten werden.
Abschnitt 4
IED Anwendung
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