Synchrongenerator

[FelixDerAhnugnslose]

Guten Tag,
ich mache gerade ein Schulpraktikum bei einem Elektrobetrieb. Dieser Betrieb hat ein Wasserkraftwerk geplant und bauen lassen. Meine Aufgabe nun ist es als angehender Elektroniker das Kraftwerk auf seine ganze Automation zu erklären und eben auch den Generator genauer zu erkären. Ich habe nun ein Problem, denn ich kann nirgendwo finden wie die Synchronisation dieses Generators funktioniert. (Oder habe es einfach nicht verstanden.)
Im Generator wird durch eine Spule ein Erregerfeld erzeugt. Er hat eine Nennleistung von ca. 5000kW und läuft bei 750 U/min. Daher schließe ich daraus das er auch 4 Polpaare haben muss um auf die Netzfrequen von 50Hz hochzukommen.
Hoffe jemand kann mir mit der Synchronisation weiterhelfen. Danke!

 

[patois]

Hoffe jemand kann mir mit der Synchronisation weiterhelfen.

Es ist nicht so ganz klar, was hier mit "Synchronisation" gemeint ist
Meines Erachtens könnte die Einhaltung der Frequenz "gemeint" sein,
was dann im vorliegenden Falle eigentlich die Regelung der Drehzahl bedeuten würde.

Man muss vermutlich über die verwendeten Begriffe noch etwas diskutieren
.

 

[FelixDerAhnugnslose]

Mit Synchronisation ist die Phasengleichheit zwischen erzeugten Strom des Generators und der des Netzes gemeint.

 

[patois]

Suche im Internet mal unter dem Stichwort "Synchronisationsschaltung".
Kann mich erinnern, dass man im Labor auf der Schalttafel drei Anzeige-Lämpchen hatte,
die abwechselnd aufleuchteten. Ich glaube mich zu erinnern, dass die Chose synchronisiert war,
sobald das wechselhafte Aufleuchten endete und nur noch ein Lämpchen stetig leuchtete.
Kann mich leider nicht an die Schaltung erinnern, die dahinter der Schalttafel werkelte.
War noch vor der Zeit, als alles "elektronisch" sein musste.
.

 

[FelixDerAhnugnslose]

Ok danke, denkst du es wir dann in einem Wasserkraftwerk was vor einem halben Jahr in Betrieb ging, so ein System verwendet?

 

[patois]

denkst du es wir dann in einem Wasserkraftwerk was vor einem halben Jahr in Betrieb ging, so ein System verwendet?

Der Grundgedanke ist sicher noch derselbe, aber zur Auswertung werden heutzutage sicherlich elektronische Schaltungen oder gar ein µProzessor die Arbeit verrichten.
Falls das Kraftwerk schon in Betrieb ist, solltest du die Schaltung doch in den Unterlagen finden.
Oder verstehe ich das falsch und dein Kraftwerk ist nur "fiktiv" ?
.

 

[FelixDerAhnugnslose]

Nein, leider sind in den Unterlagen nur Wartungs und Installationsbeschreibungen. Wie genau das gemessen wird ob er mit dem Nert Synchron läuft ist auch gar nicht so wichtig. Ich muss nur verstehen wie der Vorgang funktioniert. Das bedeutet wie er im Endeffekt Synchronisiert wird, ob da einfach die Drehzahl erhöht oder verringert wird und dadurch dann die gewünschte Phasengleichheit erreicht wird. Oder funktioniert das ganz anderst?

 

[Pumukel]

Die Syncronität wird durch Ändern der Drehzahl erreicht. Dazu wird wird die Frequenz des Generators mit der des Netzes verglichen und aus dem Vergleich eine Stellgröße gewonnen . Diese Stellgröße regelt dann die Drehzahl des Generators auch bei Lastschwankungen. Erst wen beide Netze Syncron laufen wird der Generator ans Netz geschaltet. Ein Synrongenerator kann je nach dem wie er erregt wird Wirk oder Blindleistung ins Netz schieben . Deshalb werden Syncrongeneratoren auch sehr Häufig als Kompensationsgeneratoren verwendet .

 

[Axel Schweiß]

Das bedeutet wie er im Endeffekt Synchronisiert wird, ob da einfach die Drehzahl erhöht oder verringert wird und dadurch dann die gewünschte Phasengleichheit erreicht wird.

Richtig

 

[FelixDerAhnugnslose]

ok, vielen dank allen!

 

[eFuchsi]

Neben der Frequenz muss auch die Phasenlage synchron sein.
Beim Synchronieren, drosselt man minimal die Drehzahl(Frequenz), bis sich die Phasenlage synchron zum Netz gedreht hat ist, und schaltet dazu.
Im Netzbetrieb ist die Frequenz dann relativ unabhänig zur Drehzahl, da diese vom Netz aufgezwungen wurde.

Im Inselbetrieb ist ein Synchrongenerator allerdings ein kompletter Hundling.

 

[schUk0]

Ich finde es schon eine ganz schön übertriebene Aktion sowas von einem Schüler zu verlangen.

Die meisten Lehrlinge haben nach einer Woche Berufsschule vergessen wie rum man eine Bohrmaschine anfässt.

Und dann soll ein Schülerpraktikant ein Wasserkraftwerk im Detail erklären?

@FelixDerAhnugnslose hast du überhaupt verstanden was Blindleistung ist?

 

[schUk0]

m Netzbetrieb ist die Frequenz dann relativ unabhänig zur Drehzahl, da diese vom Netz aufgezwungen wurde.

Spätestens beim Zuschalten synchronisiert der sich auch von selbst.

Ein Bekannter hat wohl mal gesehen wie es aussieht, wenn das (durch einen Fehler in der Steuerung) zu früh passiert.
Der Generator (bzw Dampfturbine) ist dann wohl ziemlich flink durch die Wand abgehauen.

 

[bigdie]

Wenn das Kraftwerk nicht selbststartfähig ist oder auch Inselbetrieb kann, kann man auch einfach den Generator als Motor starten und wenn er Netzsynchron läuft, Wasser auf die Turbine geben.
Bei einem kleinen Wasserkraftwerk mit Asynchronmaschine habe ich auch schon gesehen, der startet den Frequenzvergleich (Netz) zur Drehzahl des Wasserrades. Dann öffnet er den Zulauf vom Wasser und wenn das Wasserrad die Synchrondrehzahl erreicht hat, schaltet der Schütz einfach zu.
Aber wie geschrieben, bei großen Anlagen läuft die Turbine in der Regel vorher schon um beim Aufprall des Wassers nicht die Schaufeln zu beschädigen. und man steuert mit der Wassermenge oder auch Schaufelverstellung nur die Leistung, die ins Netz geht.
Außerdem kann man die Synchronmaschinen auch als Phasenschieber fürs Netz arbeiten lassen. übererregt wirken sie wie ein Kondensator. Ich war in meiner Ausbildungszeit mal im Pumpspeicherkraftwerk Hohenwarte 2. Das hat 6 Maschinen, die sind damals alle immer als Phasenschieber gelaufen, wenn sie nicht Strom erzeugt oder Wasser hoch gepumpt haben.

 

[FelixDerAhnugnslose]

Und dann soll ein Schülerpraktikant ein Wasserkraftwerk im Detail erklären?

Ja habe ich, gehe in Südtirol auf eine sogenannte Oberschule in die 4te, wäre in Deutschland dann die 12te Klasse. Bei uns gibt es Oberschulen mit Fachrichtugen, bei denen wir dann frei wählen können was wich machen möchten. Habe mich für Elektrotechnik und Automation entschieden. Daher haben wir das alles schon Theoretisch angesprochen gingen aber bei Motoren nicht so genau ins Detail, deshalb meine frage zum Synchronmotor. naja und nach den 5 jahren Oberschule bekommen wir dann auch den abschluss, der dann an Deutschen Unis mit einem Gymnasiumabschluss gleichgültig ist.

 

[FelixDerAhnugnslose]

Wenn das Kraftwerk nicht selbststartfähig ist oder auch Inselbetrieb kann, kann man auch einfach den Generator als Motor starten und wenn er Netzsynchron läuft, Wasser auf die Turbine geben.
Bei einem kleinen Wasserkraftwerk mit Asynchronmaschine habe ich auch schon gesehen, der startet den Frequenzvergleich (Netz) zur Drehzahl des Wasserrades. Dann öffnet er den Zulauf vom Wasser und wenn das Wasserrad die Synchrondrehzahl erreicht hat, schaltet der Schütz einfach zu.
Aber wie geschrieben, bei großen Anlagen läuft die Turbine in der Regel vorher schon um beim Aufprall des Wassers nicht die Schaufeln zu beschädigen. und man steuert mit der Wassermenge oder auch Schaufelverstellung nur die Leistung, die ins Netz geht.
Außerdem kann man die Synchronmaschinen auch als Phasenschieber fürs Netz arbeiten lassen. übererregt wirken sie wie ein Kondensator. Ich war in meiner Ausbildungszeit mal im Pumpspeicherkraftwerk Hohenwarte 2. Das hat 6 Maschinen, die sind damals alle immer als Phasenschieber gelaufen, wenn sie nicht Strom erzeugt oder Wasser hoch gepumpt haben.

Naja bei einem Wasserkraftwerk wie in meinem Fall, wird der Generator von einer Peltonturbine angetrieben, die wiederum von 6 Wasserdüsen angetrieben wird, beim start werden dann einfach die Düsen nur Teilweiße geöffnet um so die Turbine in gang zu bekommen.

 

[Pumukel]

Jo und über die Schaufelverstellung und oder über die Stellung des Ventils wird auch die Drehzahl geregelt .

 

[FelixDerAhnugnslose]

Schaufelverstellung

Schaufel?

 

[Pumukel]

Bei einer Peltonturbine gibt es keine Schaufeln sondern nur Becher.
Bei anderen Turbinen gibt es Schaufeln ( Flügel ) die verdreht werden können . Ähnlich wie zb Bei Hubschraubern oder Probellerflugzeugen. Auch bei Windmühlen können die Rotorblätter ( Flügel) verdreht werden .

 

[Pumukel]

Der Ausdruck Schaufel kommt noch von dem Wasserrad oder eben auch vom Aufbau des Antriebes bei einem Schaufelraddampfer .