Schutz gegen Kurzschluss im Statorwickel des Generators

Interturnfehler in der Statorwicklung können leicht durch Stator-Differentialschutz oder Stator-Erdschluss-Schutz erkannt werden. Daher ist es nicht sehr notwendig, einen speziellen Schutz für Interturnfehler in der Statorwicklung bereitzustellen. Dieser Typ von Fehlern tritt auf, wenn die Isolierung zwischen Leitern (mit verschiedenem Potential) im gleichen Schlitz durchstoßen wird. Solche Fehler ändern sich schnell in Erdschlussfehler.
Generatoren mit hoher Spannung enthalten eine große Anzahl von Leitern pro Schlitz in der Statorwicklung. In diesen Fällen kann zusätzlicher Interturnfehlerschutz der Statorwicklung notwendig sein. Darüber hinaus wird in moderner Praxis Interturnschutz für alle großen Generatoren essentiell.
Verschiedene Methoden können zur Bereitstellung des Interturnschutzes für die Statorwicklung des Generators angewendet werden. Die Kreuzdifferentialmethode ist dabei am häufigsten. Bei dieser Methode wird die Wicklung für jede Phase in zwei parallele Pfade geteilt.

Jeder der Pfade ist mit identischen Stromwandler ausgestattet. Die Sekundärseiten dieser Stromwandler sind kreuzverbunden. Die Stromwandler-Sekundärseiten sind kreuzverbunden, weil die Ströme an den Primärseiten beider CTs eintreten, im Gegensatz zum Fall des Differentialschutzes des Transformatorens, bei dem der Strom von einer Seite eintritt und auf der anderen Seite des Transformators wieder austritt.
Der Differentialrelais zusammen mit einem Reihenstabilisierwiderstand ist über den CT-Sekundärkreislauf verbunden, wie in der Abbildung gezeigt. Sollte ein Interturnfehler in einem Pfad der Statorwicklung auftreten, gibt es ein Ungleichgewicht in den CT-Sekundärschaltungen, was das 87-Differentialrelais aktiviert. Der Kreuzdifferentialschutz sollte individuell für jede Phase, wie dargestellt, angewendet werden.

Eine alternative Methode für den Interturnfehlerschutz der Statorwicklung des Generators wird ebenfalls verwendet. Diese Methode bietet vollständigen Schutz vor internen Fehlern aller synchronen Maschinen, unabhängig vom Typ der verwendeten Wicklung oder Art der Verbindungsmethoden. Ein interner Fehler in der Statorwicklung erzeugt zweite Harmonische Ströme, die in die Feldwicklung und die Erregerkreise des Generators eingespeist werden. Dieser Strom kann über einen CT und einen Filterkreis zu einem empfindlichen polarisierten Relais geleitet werden.

Die Funktionsweise des Systems wird durch die Richtung des negativen Phasenfolge-Relais gesteuert, um ein Auslösen während externer ungleichmäßiger Fehler oder asymmetrischer Lastbedingungen zu verhindern. Sollte es externe Asymmetrien außerhalb der Generatorzone geben, verhindert das negative Phasenfolge-Relais eine vollständige Abschaltung und lässt nur den Haupt-Hauptschalter auslösen, um die Rotorbeschädigung durch die Überlastungswirkungen der zweiten Harmonischen Ströme zu verhindern.

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