Geneeratoorikõrvaldajad on mõeldud laia valikut energiatootmise elektrijaamade jaoks, sealhulgas fossiilset kütust kasutavatele, tuumaelektrijaamadele, kaasiturbinele, ühendatud tsüklile, vesielektrijaamadele ja pumbimisvarustusega elektrijaamadele. Need on ka sobivad olemasolevate elektrijaamade uuendamiseks, mis ei ole varustatud geneeratoorikõrvaldajatega.
Minevikus kasutati geneeratoorikõrvaldajaid mitme ühiku elektrijaamades, kus mitu suhteliselt väikest geneeratoorit oli ühendatud ühisele magistraalile. Kuid geneeratooride suuruse kiire kasvu ja süsteemi vooluviga taseme tõusu tõttu jõuti sellise liiki lüliti katkestamisoskused peagi ületada. Seejärel võeti kasutusele ühiku konseptsioon, kus igal geneeratooril oli sõltuv aukogemine abisüsteem, mis oli otse ühendatud tõstmustransformaatoriga ja kõrgepoolse kõrvaldaja(te)ga.
Võrreldes ühikuühendusega, pakub geneeratoorikõrvaldajate kasutamine geneeratoorite ühendamisel nende terminaalpinge juures mitmeid eeliseid:
Lihtsustatud operatsioonid: See lihtsustab operatsioonilisi protseduure, vähendades keerukust ja inimese vea potentseelsust geneeratooriga seotud ühendamistööde käigus.
Parandatud kaitse: See pakkub paremat kaitset geneeratoorile, nagu ka peamisele ja ühiku transformaatoreile, kaitstes neid kriitilisi komponente elektrivigade ja -impulsijõudude eest.
Suurune kindlustatus: See suurendab elektritootmisüsteemi turvalisust ja oluliselt parandab elektrijaama üldist saadavust, vähendades aeglasust ja maksimeerides elektri väljundit.
Majanduslikud eelised: See toob kaasa majanduslikke eeliseid, näiteks vähendatud hoolduskulusid ja parandatud pikendatud aja jooksul tegevuse efektiivsust.
Elektrijaamade elektrilise paigutuse põhilinead nõuded võivad kokku võtta järgmistel viisidel:
Tõhus elektrienergia edastamine: Edasta geneeritoodud elektrienergia geneeratoorist kõrgepinge (HV) edastussüsteemile, arvestades operatsioonilisi vajadusi ning saadavuse, kindlustatuse ja majandusliku viisilikkusega seotud tegureid.
Usaldusväärne abipower supply: Taga elektrienergia tarnimine abisüsteemidele ja elektrijaama teenindussüsteemidele, mis on oluline ohutu ja usaldusväärse elektrijaama töö käigus.
Joonis 1 näitab näiteid elektrijaama paigutustest, mis kasutavad geneeratoorikõrvaldajat geneeratoori ühendamiseks peamise transformaatoriga, näitades, kuidas need kõrvaldajad on integreeritud elektrijaama elektrilisse konfiguratsiooni.
Geneeratoorikõrvaldajad täidavad elektrisüsteemides olulist ja mitmekülgset rolli, täites mitmeid olulisi tööülesandeid:
Sünkroniseerimine HV-süsteemiga: Nad vastutavad geneeratoori sünkroniseerimise eest süsteemi pingega kõrgepinge (HV) tasandil. See tagab sileda ühenduse geneeratoori väljundi ja võrgu vahel, soodustades elektrienergia efektiivset edastamist.
Eraldamine HV-süsteemist: Nad võimaldavad geneeratoorite eraldamist HV-süsteemist, mis on eriti kasulik tühi- või kehvasti ladatud geneeratoorite väljalülitamisel. See operatsioon aitab säilitada võrgu stabiilsust ja ohutust.
Ladavooli katkestamine: Need kõrvaldajad suudavad katkestada ladavooli, käsitlemaks kuni geneeratoorite täispääste ladavooli. See funktsionaalsus on oluline normaalseks tööks ja ladahalduseks elektrijaamas.
Süsteemi poolt toetatud lühikese kõrvalduse katkestamine: Nad suudavad katkestada süsteemi poolt toetatud lühikese kõrvaldu, kaitstes geneeratoorit ja muid komponeid potentsiaalselt kahjustavast ebakindla voolujoonest, mis tekib süsteemi vigade tõttu.
Geneeratoori poolt toetatud lühikese kõrvalduse katkestamine: Samuti on nad loodud geneeratoori poolt toetatud lühikese kõrvaldu katkestamiseks, kaitstes geneeratoorit endastvigade eest ja tagades selle jätkuva ohutu töö.
Väljaspool fasi voolu katkestamine: Geneeratoorikõrvaldajad suudavad katkestada voolu väljaspool fasi tingimustes, käsitledes kuni 180° väljaspool fasi nurga. See omadus on oluline süsteemi stabiilsuse säilitamiseks ebatavalistes töötingimustes.
Sünkroniseerimine pompimisvarustusega elektrijaamades (mootorirežiim): Pompimisvarustusega elektrijaamades, kui geneeratoor-mootor käivitatakse mootorirežiimis, kasutatakse kõrvaldajat masinase sünkroniseerimiseks HV-süsteemiga. On saadaval erinevaid sünkroniseerimismeetodeid, näiteks staatilise sagedusmuunduri (SFC) käivitamine või selgroogikäivitamine.
Käivitamise voolu haldamine pompimisvarustusega elektrijaamades (mootorirežiim): Kui geneeratoor-mootor käivitatakse mootorirežiimis asünkroonse käivitamisega pompimisvarustusega elektrijaamades, sulgeb kõrvaldaja ja katkestab käivitamise voolu, tagades sileda ja kontrollitud käivitamisprotsessi.
Madala sageduse lühikese kõrvaldu voolu katkestamine: Kaasiturbine, ühendatud tsükli ja pompimisvarustusega elektrijaamades, sõltuvalt käivitamise tarnest, suudab kõrvaldaja katkestada geneeratoori poolt toetatud lühikese kõrvaldu voolu sagedustel alam 50/60 Hz, kohandudes nende elektritootmisüsteemide spetsiifilistele nõudmistele.
Pompimisvarustusega elektrijaamades on mitmeid sünkroniseerimismeetodeid.
Staatilise sagedusmuunduri (SFC) käivitamise skeem: See skeem koosneb peamiselt tiivistite muundurist, mis on ühendatud ühiku transformaatoriga HV poolel, ja inverteerijaga, mis on ühendatud geneeratooriga. Inverteerija käivitab geneeratoori töö madala võimsuse sagedusega ja sellel järgnevalt tõstab selle astepruunil täpsule võimsuse sagedusele. Kui geneeratoor on energeetiliselt tekitanud, võib olla faasisuhete erinevus tema väljundi ja võrgu vahel. Hetkel, kui geneeratoori ja HV võrgu vaheline faasisuhete erinevus on minimeeritud, sünkroniseeritakse geneeratoor HV võrguga kas geneeratoorikõrvaldaja või HV kõrvaldaja abil.
Selgroogikäivitamise skeem: Mitme geneeratooriga elektrijaamas saab kasutada selgroogikäivitamise skeemi. Töötava geneeratoori poolt toodetud energia kasutatakse peatatud geneeratoori käivitamiseks täpsule võimsuse sagedusele. Seejärel sünkroniseeritakse geneeratoor HV võrguga kas geneeratoorikõrvaldaja või HV kõrvaldaja abil.
IEC/IEEE 62271-37-13 standardi kohaselt on geneeratoorikõrvaldaja lühikese kõrvaldu nominaltehtavus tsükli määratud kaks ühikut tööd, mille vahel on 30-minutiline vahe. Tehtavustsiik kirjeldatakse "CO – 30 minutit – CO" kujul, mis tähendab kahte täielikku lühikese kõrvaldu katkestamist, mille vahel on 30-minutiline vahe.See disain on spetsiaalselt mõeldud elektrijaamade ja geneeratoorite kaitseks. Kaks järjestikust lühikese kõrvaldu katkestamist täispääste lühikese kõrvaldu korral võivad geneeratoorile ja tõstmustransformaatoreile kahju tekitada.
Sellised lühikese kõrvaldu on väga ebatõenäolised, ja on ka väga ebatõenäoline, et elektrijaama juhataja püüaks lülitida süsteemi uuesti läbi ainult 30 minutit pärast täispääste lühikese kõrvaldu.
Kaks operaatsiooni vaheline 30-minutiline vahe on oluline kõrvaldaja algse olekute taastamiseks ja selle komponendid ülemääraste soojenemise vältimiseks. Tuleb märkida, et see aja intervall võib varieeruda sõltuvalt konkreetsest operaatsioonist ja geneeratoorikõrvaldaja omadustest.
