Egy szinkrongenerátornak milyen védelmei vannak?

Hát amit itt kérsz az egy komplett tankönyv. De komolyan. És ez az oldal rettenetesen nem alkalmas erre (egy képletet sem lehet itt leírni rendesen). Szerintem menj be a BME könyvtárába és először az alábbi könyveket olvasd végig (Kezd a Gesztivel):

- Stefányi, I. –Szandtner, K.: Villamos kapcsolókészülékek. Tankönyvkiadó, Budapest, 1991. Nívódíjas egyetemi jegyzet, J5-1309.

- Kecskés, G. – Kugler, Gy. – Madarász, Gy. – Szandtner, K.: Villamos készülékek szerkesztése és üzeme. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1979.

- Néveri, I. főszerkesztő: Villamos kapcsolókészülékek kézikönyv. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1984.

- Baumann P. főszerkesztő: Villamos szerelőipari kézikönyv. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1983.

- Geszti P., O.: Villamosenergia rendszerek I.-III. Tankönyvkiadó, Budapest, 1983, 1984, 1985. TK 44445/I.-III.

Kezdjük milyen feszültség szinten vannak szinkron generátorok:

Kb. 0V-tól a csillagos égig. Már nem emlékszem, hogy melyik autóban talán a régi Zsigulikban volt egy elég érdekes felépítésű 12V-os szinkron generátor, amit utána egyenírányítva biztosíotta a fedélzeti 12VDC feszültséget. Szintén pl. a repülőgépek fedélzetén elterjedtek voltak(talán most is, de már jó pár éve nem követem ezeket) a legklönbözöbb feszültségű és általában 400Hz (ha jól emlékszem) szinkron generátorok. Nagyon sok helyen használtak (és használnak most is főleg a hadi iparban) 400Hz-es rendszereket, ott jellemzően néhány 100V-ig esetleg néhány kV-ig találsz szinkron generátokat. Speciális esetben használtak még ennél is magasabb frekvenciákat.

Pl. együttműködő üzemben (hálózat párhuzamos) előfordulhat olyan, hogy a hajtómotor kiesik (vagy pl. törik a tengely vagy bármi más) és átmegy az egész motor üzembe, ez szigetüzemben nem fordulhat elő, mert nincs más generátor a rendszerben. Így kell egy olyan védelem ami megakadályozza, hogy a generátor átmenjen motor üzembe (egyik népszerű neve a reverse power védelem). Ez egy alapvető különbség a két rendszer között.

Egy fázisú esetben pl. nem kell az asszimetriával foglalkozni. Így azok a védelmek amelyek az asszimetrikus terhelések hatásai ellen védenek nem kellenek. Szintén nem kell bajlódni a csillagpont eltolodással sem, mert praktikusan nincs is csillagpont.

Mit értesz tipikus kapcsolási képtípusok alatt? Ilyen fogalomról még nem hallottam (ld. Geszti).

A gerjesztő gépek megint egy érdekes kérdéskör és eljutunk a kapcsolási képhez, meg az egész generátor felépítéséig. Egyáltalán láttál már szinkron generátort? Tudod, hogy hogyan épül fel?

Amit a kolléga írt egészen jó. De nézzünk valami konkrétabbat:

Próbálj gondolkodni. Eleve mi a védelem szerepe? Gyakorlatilag (leegyszerűsítve) egy kis bajból ne legyen nagy baj. Azaz ha a generátor nem úgy üzemel ahogy annak kéne üzemelni leválljon a hálózatról/leálljon stb.

Itt jelentős eltérés van a szigetüzem és az együttműködő üzem között. Pl. van egy igen "érdekes" védelem együttműködő üzemben. Észre kell venni ha átmegy szigetüzembe a rendszer. Mert még az is lehet, hogy a feszültségből nem veszi észre. Na ilyen védelem szigetüzemben szintén nem kell.

Ha megnézed már csak logikailag is, hogy milyen jellemzői vannak egy háromfázisú generátornak, és hogyan működik kb. adódik, hogy milyen védelmek kellenek:

a./ Van a szolgáltatott feszültség. Na itt van egy kis bibi, mert együttműküdő esetben ezt az "erősebb kutya b*" elv szerint feltehetően a mögöttes hálózat fogja meghatároztni. Mégis figyelni kell, hogy ne legyen túl kicsi meg ne legyen túl nagy (feszültség védelmek). Sziget üzemben egyszerű a dolgunk mert ott a mi egyszem generátorunk határozza meg a feszültséget.

b./ Van a szolgáltatott feszültségnek frekvenciája, na erre is érdemes védeni, hogy ez ne legyen túl nagy meg ne legyen túl kicsi.

c./ Lehet asszimetrikus a feszültség, erre is érdemes védeni a generátort is meg a hálózatot is (ez megint főleg szigetüzemben lényeges, és egy örök vita, hogy a generátort védjük vagy azokat a fogyasztókat amiket táplál ld. pl. egy kórház esetén a vészhelyzeti generátor).

d./ Aztán jön a terhelő áramnak az összes jellemzője (bele értve a teljesítményeket is). Megint ne legyen túl nagy, ne legyen asszimetrikus stb.

e./ Egyeltalán generátor legyen és ne motor a cuccunk (megint ennek csak együttműködő esetben van értelme).

f./ Aztán lehetnek belső hibái is (pl. tengely ütés, túl melegedés), vagy amit a kolléga írt, hogy ne menjen át motor üzembe.

g./ Lehet gubanc a gerjesztésnél (gerjesztés kimaradás, alul gerjesztés, túl gerjesztés), erre is érdemes védeni.

h./ És ezek tetszőleges kombinációi, esetei.

ÉS tényleg erről könyvtárnyi irodalom szól. Esetleg érdemes megnézni a gyártók katalógusait "generator protection relay" "generator protection device" ilyesmi kereső kifejezéseket ajánlom. Egy "buta" védelemnél is kb. 3-5 oldalon keresztül sorolja fel, hogy mik az alapvető védelmek (most nem emlékszem pontosan, és az irodában van a programozó szoftver hozzá, de még egy kiserőművi védelmi készülékben is 100 körüli számban vannak a védelmi funkciók) de nagyjából a fenti kategóriákba be lehet sorolni mindegyiket.

És még #7-hez:

Állórész testzárlat- és menetzárlatvédelem

differenciálvédelem (fékezett, hehe)

zárlat- és túlterhelésvédelem külön!

forgórész testzárlatvédelem

forgórész túlterhelésvédelem

tranziens stabilitásvédelem

impedanciacsökkenési védelem

nem annyira villamos védelem a generátortűz elleni védelem

9: És pl. olyan védelmek sem ártanak (ha már a tűz szóbakerült), hogy a generátor a helyén maradjon (pl. rezonancia), láttam szétszakadni generátort. Talán a yutubeon van egy videó (ha jól emlékszem kanadai) balesetről egy videó amikor egy csapágy törés indította az egészet, és a nem megfelelően kivitelezett gépalap több helyen szakad, a generátor tengely tört, és a villamos védelmek csak ekkor fogták meg az egészet, és közben látszott ahogy táncol a generátor. Most nem találom egy pár éve láttam.

Illetve amiről szintén kevesen beszélnek az életvédelmi vészkapcsoló. Egyszerűen megnyomják és a generátornak azonnal meg kell állnia. Ezt viszont a villamos rendszernek ki kell bírnia. Sok esetben ez a villamoskörbe is be van kötve (EPO néven, nem összekeverendő az EPO nevű dopping szerrel, itt az Emergency Power Off rövidítése), és oldja a megszakítót (nem egy esetben a fedő védelmet is ki üti, és leállítja a gépet, hogy ez menynire károsítja a gépet arról most ne beszéljünk...).

Már nem emlékszem melyik gyártó melyik védelmében volt egy olyan opció, hogyha a megszakító "beragad" akkor kiüti a fedővédelmet. Ezekkel a védelmekkel még tovább lehet bonyolítani az egész helyzetet. És még tényleg lehetne sorolni hosszan.