Erregung, Generator, Spannung, Strom

AW: Erregung, Generator, Spannung, Strom

[QUOTE...Laut was wird die Erregerspannung (DC) bei einem Großgenerator (25MW) geregelt? [/QUOTE]
Zunächst, von Großgenerator kann hier nicht geredet werden, da müssten noch zwei Einsen vor der 25 stehen.
Erregersysteme gibt es derer gar viele, bei dieser (vermutlich Industrieturbine / Generator) findet die Erregung vermutlich mit einer Kompoundanlage statt. Letztendlich ist es aber egal, welches Erregersystem gewählt wird, eine stabile Spannung am Stator des Generators mit entsprechender Statik ist maßgebend.
Besonders konkret ist deine Schilderung und Frage ja nicht: >>>Nennspannung ist 110V DC<<< Eine Nennspannung gibt es bei der Erregung nicht, sondern nur einen Bereich mit einer entsprechenden Kennlinie (Leerlauf / Volllastkennlinie). Die Erregerspannung wird auch nicht geregelt, sondern stellt sich in der Rückführung als Folge des Spannungssollwerts der Generatorspannung ein, diese wird geregelt. Schwankt die Erregerspannung, kann das vielfältige Ursachen haben, vermutlich ist der PI-Grad nicht richtig eingestellt, aber das ist nur eine Vermutung.
Bei solch einer Maschine sollte man deshalb zu Untersuchung bei Null anfangen: Stillsetzen, Entregung Ein, Remanenz messen, Anfahren, Entregung Aus, Auferregung beobachten (besser Schreiben), Soll- und Istwert im LL überprüfen, Belasten (gegebenenfalls synchronisieren), P, I, D auf der Reglerkarte so einstellen, daß Lastsprünge sofort ausgeregelt werden, Gegebenenfalls für Parallelbetrieb die Statik einstellen.

 

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Wenn du einen 10kV Generator hast, ist der Sollwert der Leerlaufspannung auf 10,5kV einzustellen, bei fallender Kennlinie hat man dann bei Volllast immer noch 10kV. Ist das eine Kompounderregung oder ein Erregersatz mit Hilfs- und Haupterregermaschine? Arbeitet der Generator im Netzparallel- oder im Inselbetrieb?
Die Klemmenspannung des Generators wird über den Leerlauf- oder Spannungsanteil und bei Belastung zusätzlich über den Stromanteil geregelt. Regelgröße ist die Generatorspannung, Stellgröße ist die Errregerspannung, Störgröße ist der Generatorstrom, d.h. bei steigender Belastung wird über den Stromanteil die Erregung erhöht, bei fallender Belastung gesenkt. Normalerweise ist die Regelung redundant ausgeführt, d.h. es gibt 2 Regelungsbausteine, 1 x Hand, 1 x Automatik. Stell am besten mal ein Schaltbild ein.

 

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Ok, Wasserkraftwerk, hab ich mal in Südamerika viel gemacht.
Der 10/0,25kV Trafo ist der Spannungstrafo für die Grunderregung, hinzu kommen muß noch ein Stromtrafo, der bei Belastung des Generators einen Zusatzsollwert auf den Gleichrichter gibt, sonst würde die Spannung einbrechen. Wenn der Generator im Netzparallelbetrieb arbeitet ist unbedingt eine Spannungsstatik und deren richtige Einstellung erforderlich, sonst kann es zu starken Spannungsschwankungen oder gar Ausfall des Generators über UMZ kommen. Im Netzparallelbetrieb steigt der Erregerstrom sebstverständlich wenn das Versorgungsnetz mehr Energie fordert, das gilt für ohmsche Last genau so wie für induktive Last.
Am Anfang liegt die Arbeitsmaschine, hier die Wasserturbine und das ist ein anderer Regelkreis, der über den Frequenzregler gefahren wird. Die Frequenz, 50 oder 60Hz ist eine Funktion des Durchflusses, also der Öffnung der Turbine und ist Voraussetzung, daß überhaupt netzparallel gefahren werden kann. Da liegst du also nicht falsch. Ist der Generator synchronisiert und der Netzparallelbetrieb eingeleitet, ist für einen Generator von 25MW zu einem angenommenen viel größerem Netz die Frequenz absolut starr, d.h. die Frequenz wird vom Netz gehalten und die Öffnung bzw. Durchfluß der Turbine ist rein lastabhängig. Hier schließt sich der Kreis, mehr oder weniger Last bedeutet auch mehr oder weniger Erregung. Induktive Blindleistung im Netz benötigt nicht mehr Durchfluß als Antrieb aber mehr Erregung und genau das ist bei der Spannungsstatik zu berücksichtigen.

 

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Moin,
will mal kurz dazu was beitragen.

Die abgegebene Leisung einer Wasserkraftanlage (Turbine) ist abhängig von der Durchflussmenge und der Fallhöhe.
Die Frequenz ist in erster Linie vom Netz abhängig, in das eingespeist wird.

Solange eine Asynchronmaschine am Netz ist, ändert sich auch die Drehzahl nur wenig, allerdings die abgebene Leistung.

Bei Netzausfall gehen die Turbinen in aller Regel durch, weil die Last fehlt. Für den Fall gibt es Schnellschlussventile, die erstmal das Wasser abschiebern.

Bei Wartungsarbeiten wird gewöhnlich erst das Wasser abgeschiebert, dann der Generator vom Netz genommen und dann die Turbine festgestellt.

Ein gutes (schlimmes) Beispiel: Sibirien 2009
Kraftwerksunfall: Sibirien könnte überall sein « DiePresse.com

Gruß Gert

 

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Ja, das hast du richtig verstanden, mit der Einschränkung, daß der Durchfluß als Funktion der Leistung oder Frequenz sich die Waage halten müssen, sonst würde die Frequenz steigen. Das funktioniert aber nur bei sehr großen Blöcken, die zur Frequenzfahrt auch eingesetzt werden können, ansonsten ist für einen 25MW Generator die Frequenz im Netzparallelbetrieb starr. Frequenzregler: Regelt den Durchfluß (Öffnung) vor der Synchronisation. Leistungsregler: Regelt den Durchfluß (Öffnung) nach der Synchronisation. Spannungsregler: Regelt die Spannung wenn der Entregungsschalter AUS. Statik: Zusatzsollwert auf den Spannungsregler bei Netzparallelbetrieb, damit sich jeder Generator entsprechend seiner Leistung an der Netzblindleistung beteiligt.
Mit der Abbremsung hast du was falsch verstanden, jedenfall bei einem 25MW Generator. Soll ein Turbosatz stillgesetzt werden, ist es nicht relevant, ob für Wartungsarbeiten oder aus anderen betrieblichen Gründen, das Prozedere ist immer das Gleiche: Lastabsenkung mittels Durchflußminderung, d.h. der Hahn wird zugedreht, bis die Maschine in Rückleistung geht, d.h. sie läuft als Motor. Das sollte hier wohl als elektrische Abbremsung gemeint sein und ist aus manchen Köpfen nicht rauszukriegen. Dieses Verfahren dient einzig und allein dazu, daß sicher gestellt ist, daß die Turbinenventile geschlossen sind, der Generatorschalter öffnet daraufhin nach meist 4sec über den Rückleistungsschutz und der Turbosatz läuft aus. Die Wartezeit bis zum Stillstand ist für keine Wartung relevant, die Auslaufzeit ist abhängig vom Gd2 des Turbosatzes und liegt bei solch einer Maschine bei ca. 30min.
Nach Öffnung des Generatorschalters wird die Entregung des Generators durch EIN des Entregungsschalters eingeleitet.

 

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