GE 151X1207CK02SA04 Erregungssystemmodul

Im Erregungssystem sind die Entmagnetisierungsfunktion und die Crowbar-Funktion die Kernschutzmechanismen zur Gew?hrleistung der Ger?tesicherheit. Durch zeitliche Koordination und logische Verknüpfung reagieren sie schnell bei einem Systemfehler, um zu verhindern, dass überspannung und überstrom Schlüsselkomponenten wie den Generator und die Erregerwicklungen besch?digen. Folgende sind die spezifischen Mechanismen für ihren gemeinsamen Betrieb:

• W?hrend des normalen Betriebs erzeugt die Erregerwicklung durch Gleichstrom ein Magnetfeld, um den Generator mit Erregerstrom zu versorgen.

• Wenn im System ein schwerwiegender Fehler auftritt (z. B. ein innerer Kurzschluss im Generator oder ein Anstieg der Erregerspannung), wird, wenn der Erregerstrom anh?lt, die in der Wicklung gespeicherte magnetische Feldenergie augenblicklich freigesetzt, was eine extrem hohe Induktionsspannung erzeugt (die mehrere Male oder sogar mehrere zehnmal die normale Spannung betragen kann), die die Isolationsschicht durchschl?gt oder das Ger?t verbrennt.

• Die Entmagnetisierungsfunktion kurzschlie?t die Erregerwicklung oder schaltet sie an ein energievernichtendes Bauteil (z. B. einen Zinkoxid-überspannungsableiter) über eine spezielle Entmagnetisierungsschaltung (z. B. einen Entmagnetisierungsschalter, einen nichtlinearen Widerstand, einen Thyristor usw.), zwingt die Freisetzung der Energie und reduziert den Erregerstrom innerhalb von Millisekunden auf Null, um Sch?den durch überspannung zu vermeiden.

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• Wenn im Erregungssystem überspannung oder überstrom auftritt (z. B. Kommutierungsfehler oder fehlerhafte Thyristorleitung), aber der Grad, der eine vollst?ndige Entmagnetisierung erfordert, nicht erreicht wird, schaltet die Crowbar-Schaltung schnell durch, leitet die überschüssige Energie über einen speziellen Zweig (z. B. einen Hochleistungsthyristor oder Widerstand) ab und gibt sie frei, um zu verhindern, dass die Energie auf den Hauptstromkreis einwirkt.

• Beispiel: In einem Umrichter-Erregungssystem, wenn die Spannung auf der Gleichstromseite pl?tzlich ansteigt, schaltet der Crowbar-Thyristor durch, kurzschlie?t die Gleichstromseite und verbraucht Energie über einen Strombegrenzungswiderstand, w?hrend ein Schutzwarnsignal ausgel?st wird, um Sch?den am Umrichtermodul zu verhindern.

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• Leichter Fehler: Nur der Crowbar wird bet?tigt

• Wenn die gemessene Spannung/Strom den Schwellenwert überschreitet, aber die Kernkomponenten nicht gef?hrdet werden (z. B. kurzfristiger überstrom oder leichte überspannung), schaltet die Crowbar-Schaltung zun?chst durch, um die Energie schnell aufzuteilen und gleichzeitig ein Warnsignal an das Steuerungssystem zu senden.

• Wenn der Fehler nach dem Betrieb des Crowbars beseitigt ist (z. B. die überspannung f?llt in einen sicheren Bereich), kann das System ohne Entmagnetisierung wieder in den normalen Betrieb gehen; wenn der Fehler besteht bleibt, wird der n?chste Schutzlevel ausgel?st.

• Schwerwiegender Fehler: Der Crowbar handelt zuerst, gefolgt von der Entmagnetisierung

• Wenn der Fehlergrad hoch ist (z. B. ein Generator-Kurzschluss oder Isolationsdurchbruch in der Erregerwicklung), schaltet der Crowbar augenblicklich durch, um einen Teil der Energie kurzfristig aufzuteilen und Zeit für den Betrieb der Entmagnetisierungsschaltung zu gewinnen (um eine überm??ige Spannung am Entmagnetisierungsschalter beim Trennen zu vermeiden).

• Fast gleichzeitig wird die Entmagnetisierungsschaltung aktiviert: Der Entmagnetisierungsschalter trennt den Haupterregerstromkreis, schaltet die Wicklung an den Entmagnetisierungswiderstand, zwingt die Freisetzung der restlichen magnetischen Feldenergie und schaltet die Erregung vollst?ndig ab, um die Ausbreitung des Fehlers zu verhindern.

• Logischer Verknüpfungsmechanismus

• Beide teilen sich ein einziges Fehlersuchsystem (z. B. Spannungssensoren, Stromwandler, Schnellschmelzsicherungen) und bestimmen den Fehlertyp und -grad über eine Hauptsteuerungseinheit (z. B. eine PLC oder ein spezieller Schutzchip).

• Priorit?t des Ausl?sesignals: Die Entmagnetisierungsfunktion hat normalerweise die h?chste Priorit?t. Sobald sie ausgel?st wird, koordiniert sich die Crowbar-Funktion synchron (z. B. zuerst Kurzschluss und Aufteilung, dann vollst?ndige Entmagnetisierung); wenn der Crowbar betrieben wird und der Fehler nicht gelindert wird, wird automatisch auf Entmagnetisierung hochgeschaltet.

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1. Zum Zeitpunkt des Kurzschlusses induziert die Erregerwicklung eine extrem hohe Gegenspannung, was den Strom pl?tzlich ansteigen l?sst.

2. Die Crowbar-Schaltung erkennt zuerst den überstrom und schaltet innerhalb von 1 - 2 Millisekunden durch, gibt einen Teil der Energie über einen Parallelwiderstand frei, um den Druck auf den Hauptstromkreis zu verringern.

3. Gleichzeitig bestimmt die Hauptsteuerungseinheit, dass es sich um einen schwerwiegenden Fehler handelt und l?st sofort den Entmagnetisierungsschalter aus, um die Erregerwicklung an den Entmagnetisierungswiderstand zu schalten, zwingt die Freisetzung der restlichen Energie und reduziert den Erregerstrom schnell auf Null.

4. Nach der Beseitigung des Fehlers trennt das System zuerst die Crowbar-Schaltung und startet dann die Erregung über ein Rücksetzverfahren neu (wenn es unbesch?digt ist).

• Der Crowbar ist die "erste Verteidigungslinie": Er verteilt die Energie schnell, um Notf?lle zu lindern und Raum für die Systembeurteilung zu lassen.

• Die Entmagnetisierung ist die "letzte Verteidigungslinie": Sie eliminiert die Energie vollst?ndig, um kritische Fehler zu beheben.

• Durch "hierarchische Reaktion + zeitliche Koordination" vermeiden sie unn?tige Abschaltungen bei kleinen Fehlern und gew?hrleisten die Ger?tesicherheit bei schwerwiegenden Fehlern, und dienen als Kerngarantie für die Zuverl?ssigkeit des Erregungssystems.