Was bedeutet der Generator-Erregungsverlustschutz? (Teil 1)

Einführung in den Erregungsverlustschutz. Der Generator-Erregungsverlustschutz ist eine Art Generatorrelaisschutz. Er bezeichnet den plötzlichen oder teilweisen Verlust der Generatorerregung. Bei einem vollständigen Erregungsverlust sinkt der Erregerstrom allmählich auf Null. Überschreitet der δ-Wert den statischen Stabilitätsgrenzwinkel, verliert der Generator die Synchronität mit dem Stromnetz. In diesem Fall trennt die Generatorschutzeinrichtung den Generatorausgangsschalter vom Stromnetz. Dadurch werden Schäden am Generator verhindert und der stabile Betrieb des Stromnetzes gewährleistet. Diese Art des Schutzes wird als Erregungsverlustschutz bezeichnet.

Im Allgemeinen wird ein Spannungsrelais als Schließelement im Rotorkreis verwendet, und die Messimpedanz wird entsprechend dem kritischen Außertrittkriechkreis als Handlungsgrundlage eingestellt. Das Kriterium der Impedanz am Generatoranschluss ist die Hauptgrundlage für den Generator-Erregungsverlustschutz. Wenn sowohl das Kriterium der statischen Stabilität als auch das Kriterium der niedrigen Rotorspannung erfüllt sind, bedeutet dies, dass der Generator Erregung und Stabilität verloren hat. Die Generatorschutzeinrichtung sendet umgehend ein Instabilitätssignal, und der Generator wird nach der eingestellten Verzögerungszeit abgeschaltet.

Das statische Stabilitätskriterium kann auch allein zur Abschaltung des Generators verwendet werden. Überschreitet die niedrige Rotorspannung den eingestellten Schutzwert, sendet die Schutzeinrichtung ein Erregungsverlustsignal. Überschreitet sie den Bereich der Schutzeinrichtung, schaltet die Generatorschutzeinrichtung den Fehler sofort ab. Dieses Kriterium kann vorhersagen, ob der Generator aufgrund eines Erregungsverlusts seine Stabilität verliert, sodass frühzeitig manuelle Maßnahmen ergriffen werden können, bevor der Generator seine Stabilität verliert, um eine Ausweitung des Unfalls zu verhindern.

✽ Schematische Darstellung der Generator-Backup-Schutzeinrichtung - Erregungsverlustschutz

✽ Prinzip des Erregungsverlustschutzes

Der Erregungsverlustschutz reagiert auf den Asynchronbetrieb, der durch Fehler im Generatorerregungskreis verursacht wird und nutzt den Asynchronimpedanzkreis.

Das Handlungskriterium lautet:

Dabei gilt: U1 und I1 sind die Mitsystemspannung bzw. der Mitsystemstrom, UN ist die Nennspannung des Generators (57.7 V), Ie ist der Sekundärnennstrom des Generators, Xd ist der Einheitswert der synchronen Reaktanz des Generators und X'd ist der Einheitswert der transienten Reaktanz des Generators.

Aus Gründen der Zuverlässigkeit wird ein Hilfskriterium hinzugefügt: U2 < 0.1UN, wobei UN die Nennspannung des Generators (57.7 V) ist.

Der Schutz löst nur aus, wenn beide Kriterien erfüllt sind. Der Schutz verfügt über zwei Zeitgrenzen, die separat eingestellt werden können. Die erste Zeitgrenze dient in der Regel dazu, die Ausgangsleistung zu reduzieren und auf die Ersatzerregung umzuschalten. Die zweite Zeitgrenze dient dazu, den Generator abzuschalten und das Magnetfeld zu löschen.

Blockdiagramm des Prinzips des Erregungsverlustschutzes

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