ABB Relion 670 Serie Anwendungs-Handbuch Seite 216

Abschnitt 7
Stromschutz
Meist deutet dieser Motorbetrieb auf einen sehr kritischen Zustand der Antriebsmaschine hin. Die
Aufgabe des Leistungsrichtungsschutzes bzw. des Rückleistungsschutzes ist es, die
Antriebsmaschine zu schützen und in erster Linie nicht den Generator.
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 Bemessungsleistung
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.
Die Energieversorgung für die Hilfsaggregate des Kraftwerks kann von einem
Eigenbedarfstransformator abgenommen werden, der mit der Primärseite des
Maschienentransformators verbunden ist. Die Energieversorgung kann aber auch von einem
Anfahrtransformator stammen, der mit dem externen Netz verbunden ist. Der Rückleistungsschutz
muss so angelegt sein, dass er Rückleistung unabhängig vom Leistungsfluss zu den Hilfsaggregaten
des Kraftwerks erkennt.
Wasserturbinen verkraften Rückleistung viel besser als Dampfturbinen. Lediglich bei Kaplan- und
Rohrturbinen kann sich Rückleistung negativ auswirken. Es besteht das Risiko, dass sich das
Turbinenlaufrad axial bewegt und mit stationären Teilen in Berührung kommt. Sie sind nicht immer
robust genug, um der damit verbundenen Belastung standzuhalten.
Bei Außentemperaturen unter Null Grad kann die Zufuhr durch Eis und Schnee blockiert werden.
Durch Äste und Blätter können auch die Abscheidetore blockiert werden. Eine vollständige
Blockierung des Einlasses kann zu Kavitationen führen. Die Gefahr von Schäden an Wasserturbinen
kann den Einsatz eines Rückleistungsschutzes in unbeaufsichtigten Kraftwerken rechtfertigen.
Eine Wasserturbine, die bei geschlossenen Leitschaufeln im Wasser dreht, zieht elektrische Leistung
aus dem übrigen elektrischen Netz. Diese Leistung entspricht etwa 10 % der Bemessungsleistung.
Befindet sich nur Luft in der Wasserturbine, fällt der Leistungsbedarf auf etwa 3 %.
Dieselmotoren sollten über einen Rückleistungsschutz verfügen. Der Generator entnimmt dem Netz
etwa 15 % seiner Bemessungsleistung oder mehr. Ein schwergängiger Motor kann bis zu 25 % der
Bemessungsleistung zum Antrieb benötigen. Ein Motor, der gut eingefahren ist, benötigt vielleicht
nicht mehr als 5 %. Es ist notwendig vom Motorenhersteller Informationen zu erfragen und während
der Inbetriebnahme die Rückleistung zu messen.
Gasturbinen benötigen für gewöhnlich keinen Rückleistungsschutz.
In Abbildung
dargestellt. Das Unterleistungsgerät bietet einen größeren Spielraum und ein höheres Maß an
210
111 ist der Rückleistungsschutz mit Unterleistungsgerät und Überleistungsgerät
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Sammelschienenschutz REB670
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