Elektrischer Schutz: Erdtransformator und Bus-Beladung

1. Hochwiderstands-Erdsystem
Ein Hochwiderstands-Erdung kann den Erdstrom bei Fehlern begrenzen und das Erdüberspannung angemessen reduzieren. Es ist jedoch nicht notwendig, einen großen Widerstand mit hohem Wert direkt zwischen dem neutralen Punkt des Generators und der Erde zu verbinden. Stattdessen kann ein kleiner Widerstand in Kombination mit einem Erdtransformator verwendet werden. Die Primärwicklung des Erdtransformators wird zwischen dem neutralen Punkt und der Erde verbunden, während die Sekundärwicklung an einen kleinen Widerstand angeschlossen wird. Gemäß der Formel entspricht der vom Primärseiten gesehene Impedanzwert dem Produkt aus dem Sekundärwiderstand und dem Quadrat des Transformatorübersetzungsverhältnisses. Daher kann mit einem Erdtransformator ein kleiner physikalischer Widerstand effektiv als hoher Widerstand fungieren.

2. Prinzip der Generator-Erdungsschutz
Bei der Erdung des Generators gibt es eine Spannung zwischen dem neutralen Punkt und der Erde. Diese Spannung wird über die Primärwicklung des Erdtransformators angewendet, was eine entsprechende Spannung auf der Sekundärseite induziert. Diese Sekundärspannung kann als Kriterium für den Generator-Erdschutz dienen, wodurch der Erdtransformator die Nullfolgespannung für Schutzmaßnahmen extrahieren kann.

3. Funktion der Kohlebürste zur Wellenerdung (Turbineseite)
Aufgrund der Unmöglichkeit, das Stator-Magnetfeld des Generators perfekt gleichmäßig zu verteilen, kann eine Spannung von mehreren Volt oder höher über dem Generator-Rotor entstehen. Da die Impedanz des durch Rotor, Lager und Erde gebildeten Stromkreises sehr klein ist, könnten erhebliche Wellenströme fließen. Um die Bildung dieser Ströme zu verhindern, installieren Hersteller Isolierplatten unter allen Lagern auf der Anreizseite des Generators, um den Strompfad des Rotors zu unterbrechen.

Um sicherzustellen, dass der Generatorwellenanschluss gleich potentiell mit der Erde ist, um elektrische Korrosion durch Wellenströme zu verhindern.
Zu Schutz- und Überwachungszwecken, um Schwierigkeiten bei der Isolationsüberwachung zu vermeiden, wenn ein Einfachpunktfehler am Rotor auftritt.

4. Funktion der Kohlebürste am Generatoranschluss

Der Anreizstrom des Generators fließt durch Kohlebürsten, dann über Gleitringe (Kommunikator) in die Rotorwicklung, wodurch ein rotierendes Magnetfeld in der Rotorwicklung entsteht.

5. Bus-Ladeschutz

In einem 220kV-System, nach Abschluss der Wartung am Bus II, wenn die Spannung am Bus II durch Einspeisen von Bus I über den Busschalter wiederhergestellt wird, tritt während des Ladevorgangs eine kurze Spannungsschwankung auf. Zudem könnte aufgrund des großen Ladestroms der Distanzschutz falsch reagieren. Daher muss der Bus-Ladeschutz aktiviert werden, um Fehlfunktionen zu verhindern und gegebenenfalls den Busschalter schnell abzuschalten.