Verlust der Feld- oder Anregungsschutz des Generators oder Wechselstromgenerators

Feldverlust oder Anregungsfehler können im Generator durch Anregungsausfall verursacht werden. Bei größeren Generatoren wird die Energie für die Anregung oft von einer separaten Hilfsquelle oder einem separat angetriebenen Gleichstromgenerator bezogen. Der Ausfall der Hilfsspannungsversorgung oder des Antriebsmotors kann auch zu einem Anregungsverlust im Generator führen. Ein Anregungsfehler, das heißt ein Ausfall des Feldsystems im Generator, lässt den Generator mit einer Geschwindigkeit über der Synchrongeschwindigkeit laufen.
In dieser Situation wird der Generator oder Wechselstromgenerator zu einem Induktionsgenerator, der Magnetisierungsstrom aus dem System bezieht. Obwohl diese Situation sofort keine Probleme im System verursacht, kann das Überlasten des Stators und das Überhitzen des Rotors aufgrund des kontinuierlichen Betriebs des Geräts in diesem Modus langfristig Probleme im System verursachen. Daher sollten besondere Maßnahmen ergriffen werden, um das Feld- oder Anregungssystem des Generators unmittelbar nach dem Ausfall dieses Systems zu beheben. Der Generator sollte vom Rest des Systems isoliert werden, bis das Feldsystem ordnungsgemäß wiederhergestellt ist.

Es gibt hauptsächlich zwei Schutzkonzepte gegen Feld- oder Anregungsverlust eines Generators. Im ersten Konzept verwenden wir einen Unterstromrelais, der parallel zum Hauptfeldwickelkreis geschaltet ist. Dieses Relais schaltet, wenn der Anregungsstrom unter seinen vordefinierten Wert fällt. Wenn das Relais bei vollständigem Feldverlust arbeiten soll, muss es eine Einstellung haben, die deutlich unter dem minimalen Anregungsstromwert liegt, der 8 % des Nennvollaststroms betragen kann. Wenn der Feldverlust aufgrund eines Anregerausfalls, aber nicht aufgrund eines Problems im Feldkreis (der Feldkreis bleibt intakt) auftritt, gibt es einen induzierten Strom in der Gleitfrequenz im Feldkreis. Diese Situation lässt das Relais entsprechend der Gleitfrequenz des induzierten Stroms im Feld anspringen und abschalten. Dieses Problem kann wie folgt gelöst werden.

In diesem Fall wird eine Einstellung von 5 % des normalen Vollaststroms empfohlen. Es gibt einen normal geschlossenen Kontakt, der mit dem Unterstromrelais verbunden ist. Dieser normal geschlossene Kontakt bleibt während des normalen Betriebs des Anregungssystems geöffnet, da die Relaisspule durch den parallel geschalteten Anregungsstrom versorgt wird. Sobald es einen Ausfall des Anregungssystems gibt, wird die Relaisspule entmagnetisiert und der normal geschlossene Kontakt schließt die Versorgung über der Spule des Zeitrelais T1.

Sobald die Relaisspule versorgt wird, schließt der normal offen liegende Kontakt dieses Relais T1. Dieser Kontakt schließt die Versorgung über einem weiteren Zeitrelais T2 mit einer einstellbaren Aufnahmedauer von 2 bis 10 Sekunden. Das Relais T1 ist zeitverzögert beim Abschalten, um das Schema gegenüber dem Gleitfrequenzeffekt zu stabilisieren. Das Relais T2 schließt seine Kontakte nach der vorgegebenen Verzögerung, um entweder den Satz abzuschalten oder eine Alarmmeldung zu initiieren. Es ist zeitverzögert beim Einschalten, um eine versehentliche Betätigung des Schemas während eines externen Fehlers zu verhindern.


Für größere Generatoren oder Wechselstromgeneratoren verwenden wir ein komplexeres Schema für diesen Zweck. Für größere Maschinen wird empfohlen, die Maschine nach einer bestimmten vorgegebenen Verzögerung bei Vorliegen eines Schwingzustands aufgrund des Feldverlusts abzuschalten. Darüber hinaus muss es anschließend Lastabwürfe geben, um die Stabilität des Systems aufrechtzuerhalten. In diesem Schutzschema ist auch automatisch eine Lastabwurfmaßnahme erforderlich, wenn das Feld innerhalb der beschriebenen Verzögerung nicht wiederhergestellt wird. Das Schema besteht aus einem Offset-Mho-Relais und einem sofortigen Unterspannungsrelais. Wie bereits erwähnt, ist es nicht immer erforderlich, den Generator sofort bei Feldverlust zu isolieren, es sei denn, es gibt einen signifikanten Störung der Systemstabilität.
Wir wissen, dass die Systemspannung der wichtigste Indikator für die Systemstabilität ist. Daher wird das Offset-Mho-Relais so eingerichtet, dass es die Maschine sofort abschaltet, wenn der Generatorbetrieb mit einem Kollaps der Systemspannung einhergeht. Der Spannungsabfall wird durch ein Unterspannungsrelais erkannt, das auf etwa 70 % der normalen Nennsystemspannung eingestellt ist. Das Offset-Mho-Relais wird so eingerichtet, dass es Lastabwürfe bis zu einem sicheren Wert initiiert und dann ein Master-Ausschaltrelais nach einer vorgegebenen Zeit startet.

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