Die Grundlage für
die Untersuchung der Schutzeinrichtungen bildet das nichtlineare Modell
eines Synchrongenerators. Die betrachtete Synchronmaschine besteht aus
drei Stator-, einer Erreger- und zwei Dämpferwicklungen und wird am
starren Netz betrieben. Die Abhängigkeit der magnetischen Kopplung
zwischen den Wicklungen von der Rotorposition wird mithilfe der Park-Transformation
vermieden. Man erhält ein Modell 7. Ordnung, bestehend aus nun positionsunabhängigen
Gleichungen im 0-d-q Koordinatensystem. Sättigungseffekte sind gerade
im Hinblick auf große Störungen von Bedeutung und werden im
Modell mit einer arctan-Funktion als Sättigungskennlinie nachgebildet.
Diese Modellierung der Sättigungseffekte gewährleistet u.a. beim
Grenzübergang zu kleinen Strömen, lineare Magnetisierungsverhältnisse.
Bei der Modellierung der
Schutzeinrichtungen werden insbesondere die zwei Messprinzipien betrachtet,
auf denen der 100%ige Ständererdschlussschutz bei Generatoren
im Blockbetrieb basiert. Die eine Schaltung überwacht die 3. Harmonische
der Strangspannung eines Generators, während bei der zweiten Einrichtung
eine Verspannung des Generatorsternpunktes mit niederfrequenten Signalen
vorgenommen wird. Zur Analyse der Funktionsweise der Schutzeinrichtungen
werden Simulationen durchgeführt, bei denen entsprechende Störungen
im Generatormodell integriert sind.
