Gibt es bei der Anfahrt eines Generators einen Rückwärtsstrom? Falls ja, warum?

Wenn der Generator gestartet wird, kann das sogenannte "Gegenstrom"-Phänomen beobachtet werden, aber dies bezieht sich in der Regel auf die beim Start auftretende Gegeninduktion (Back EMF) und nicht auf den eigentlichen Gegenstrom. Folgende Erklärung dazu und warum:

Gegeninduktion (elektromotorische Kraft)

Wenn der Generator zum ersten Mal gestartet wird, beginnt sein Rotor zu rotieren. Gemäß dem Faradayschen Induktionsgesetz entsteht, wenn der Rotor das Magnetfeld in den Statorwicklungen durchschneidet, eine induzierte elektromotorische Kraft in den Wicklungen. Die anfängliche Richtung dieser induzierten elektromotorischen Kraft hängt von der anfänglichen Rotationsrichtung des Rotors und der Richtung des Magnetfelds ab. Wenn die Drehrichtung des Rotors der vorgegebenen Ausgabrichtung des Generators entgegengesetzt ist, kann bei der Inbetriebnahme eine Gegeninduktion beobachtet werden.

Ursachenanalyse

• Anfängliche Rotationsrichtung: Bei der Inbetriebnahme, wenn die Drehrichtung des Rotors der Richtung des durch den Strom in den Statorwicklungen erzeugten Magnetfeldes entgegengesetzt ist, dann wird auch die erzeugte induzierte elektromotorische Kraft entgegengesetzt sein.

• Aufbau des Magnetfeldes: Beim Start ist das Magnetfeld im Generator noch nicht vollständig aufgebaut, daher kann die Richtung der zunächst erzeugten elektromotorischen Kraft von der erwarteten Richtung abweichen.

• Erregersystem: Für Synchrongeneratoren kann die Startreihenfolge des Erregersystems auch die anfängliche Richtung der elektromotorischen Kraft beeinflussen. Wenn das Erregersystem nicht rechtzeitig reagiert, kann es zu einem temporären Phänomen der Gegeninduktion kommen.

Gegenstrom

Echter Gegenstrom bezieht sich auf den Stromfluss in entgegengesetzter Richtung zum normalen Betrieb des Generators. Dies tritt in der Regel nicht beim Start auf, es sei denn, es gibt einen Fehler im System oder ein Mangel in der Konstruktion. Hier sind einige Situationen, die Gegenströme verursachen können:

• Startversagen: Wenn der Generator nicht erfolgreich gestartet und in den Normalbetrieb überführt wird, kann es nicht genug elektromotorische Kraft geben, um den Strom anzutreiben, aber es könnte ein Gegenstrom vom Verbraucher oder anderen Energiequellen in den Generator fließen.

• Fehler im Steuerungssystem: Wenn das Steuerungssystem falsch eingestellt oder defekt ist, kann die Stromrichtung falsch sein.

• Externe Einflüsse: In einigen Fällen, wie z.B. plötzlichen Änderungen der Netzspannung, kann der Strom vorübergehend in entgegengesetzter Richtung fließen.

Wie damit umgehen

• Überprüfung des Startverfahrens: Stellen Sie sicher, dass das Startverfahren des Generators korrekt ist, insbesondere für Synchrongeneratoren muss das Erregersystem korrekt eingerichtet werden.

• Überprüfung des Steuerungssystems: Überprüfen Sie, ob das Steuerungssystem ordnungsgemäß funktioniert und bestätigen Sie, dass keine Einstellungsfehler oder Defekte vorliegen.

• Schutzmaßnahmen: Installieren Sie geeignete Schutzvorrichtungen, wie Gegenstromschutz, um Schäden an der Ausrüstung durch möglichen Gegenstrom beim Start zu verhindern.

• Überwachung und Inbetriebnahme: Überwachung und Inbetriebnahme vor und nach dem Start, um den normalen Betrieb des Generators sicherzustellen.

Zusammenfassung

Beim Start des Generators wird in der Regel die Gegeninduktion beobachtet und nicht der echte Gegenstrom. Dieses Phänomen ist in der Regel auf die unvollständige Aufbauphase des Magnetfeldes beim Start oder die anfängliche Rotationsrichtung des Rotors zurückzuführen. Echte Gegenströme treten seltener auf, aber wenn sie auftreten, können sie auf ein Versagen des Steuerungssystems oder andere externe Faktoren zurückzuführen sein. Korrekte Startverfahren, Einstellungen des Steuerungssystems und angemessene Schutzmaßnahmen können diese Probleme effektiv vermeiden.