發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)學(xué)習(xí)
      發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)

  發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)又稱(chēng)功率方向保護(hù)。一般而言，發(fā)電機(jī)的功率方向應(yīng)該為由發(fā)電機(jī)流向母線，但是當(dāng)發(fā)電機(jī)失磁或其他某種原因，發(fā)電機(jī)有可能變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)運(yùn)行，即從系統(tǒng)中吸取有功功率。這就是逆功率。當(dāng)逆功率達(dá)到一定值時(shí)，發(fā)電機(jī)的保護(hù)動(dòng)作，或動(dòng)作于發(fā)信號(hào)或動(dòng)作于跳閘。

  1、概述說(shuō)明

  并網(wǎng)運(yùn)行的汽輪發(fā)電機(jī)，在汽輪機(jī)的主汽門(mén)關(guān)閉之后，便作為同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行：吸收有功功率而拖著汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，可向系統(tǒng)發(fā)出無(wú)功功率。由于汽輪機(jī)主汽門(mén)已關(guān)閉，汽機(jī)尾部葉片與殘留蒸汽產(chǎn)生摩擦而形成鼓風(fēng)損耗，長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)熱而損壞。燃?xì)廨啓C(jī)和水輪機(jī)也主要是對(duì)原動(dòng)機(jī)的損害。發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)主要保護(hù)汽輪機(jī)不受損害。

  對(duì)汽輪機(jī)逆功率保護(hù)的整定計(jì)算，就是要確定該保護(hù)的動(dòng)作功率Pdz及動(dòng)作延時(shí)t。

  1、動(dòng)作功率Pdz的整定 汽輪發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)的動(dòng)作功率可按下式計(jì)算：Pdz=(Krel*P1)/η Pdz-逆功率保護(hù)的動(dòng)作功率 Krel-可靠系數(shù)，取0.8 P1-主汽門(mén)關(guān)閉后，汽輪機(jī)維持同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)所消耗的功率，該功率的大小除與汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)及容量有關(guān)之外，還與汽輪發(fā)電機(jī)的主蒸汽系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(管道結(jié)構(gòu)及有無(wú)旁路管道等)有關(guān)，一般取額定功率的1.5~2% η-發(fā)電機(jī)拖動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)的效率，取0.98~0.99 所以：Pdz≈(1.2~1.6%)PN PN-發(fā)電機(jī)的額定功率。 實(shí)際中，Pdz=可取1~1.5%PN。

  2、動(dòng)作延時(shí)發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)的動(dòng)作延時(shí)，應(yīng)按照汽輪發(fā)電機(jī)主汽門(mén)關(guān)閉后允許運(yùn)行的時(shí)間來(lái)整定，該允許時(shí)間一般為10~15min。計(jì)算及運(yùn)行實(shí)踐表明，當(dāng)汽輪機(jī)蒸汽系統(tǒng)有旁路管道時(shí)，允許運(yùn)行時(shí)間還要長(zhǎng)一些。 因此，若按照汽輪機(jī)主汽門(mén)關(guān)閉之后允許運(yùn)行的時(shí)間來(lái)整定保護(hù)的動(dòng)作延時(shí)，可取5~10min。動(dòng)作后作用于解列滅磁。

  另外，投運(yùn)的大型汽輪發(fā)電機(jī)，多采用逆功率保護(hù)去啟動(dòng)程序跳閘回路，此時(shí)，動(dòng)作時(shí)間通常取1~2s。 對(duì)于程控逆功率保護(hù)，由于動(dòng)作時(shí)間短，在主汽門(mén)點(diǎn)閉后很短的時(shí)間內(nèi)，由于汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)的慣性，實(shí)際逆功率可能很小，因此逆功率的定值不應(yīng)大于1%PN。

  2、原理介紹

  當(dāng)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)逆功率(外部功率指向發(fā)電機(jī)，也就是發(fā)電機(jī)變成電動(dòng)機(jī)工況)，逆功率保護(hù)動(dòng)作斷路器跳閘。需要采集三相電壓和二相電流信號(hào)。

  由于一次能源形態(tài)的不同，可以制成不同的發(fā)電機(jī)。利用水利資源和水輪機(jī)配合，可以制成水輪發(fā)電機(jī);由于水庫(kù)容量和水頭落差高低不同，可以制成容量和轉(zhuǎn)速各異的水輪發(fā)電機(jī)。利用煤、石油等資源，和鍋爐，渦輪蒸汽機(jī)配合，可以制成汽輪發(fā)電機(jī)，這種發(fā)電機(jī)多為高速電機(jī)(3000rpm)。 此外還有利用太陽(yáng)能、風(fēng)能、原子能、地?zé)帷⒊毕?、生物能等能量的各?lèi)發(fā)電機(jī)。 此外，由于發(fā)電機(jī)工作原理不同又分作直流發(fā)電機(jī)，異步發(fā)電機(jī)和同步發(fā)電機(jī)。在廣泛使用的大型發(fā)電機(jī)都是同步發(fā)電機(jī)。

  何為逆功率?

  眾所周知，發(fā)電機(jī)的功率方向應(yīng)該由發(fā)電機(jī)方向流向系統(tǒng)方向。但由于某種原因，當(dāng)汽輪機(jī)失去原動(dòng)力，而發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)又未能跳閘，則功率方向變?yōu)橛上到y(tǒng)流向發(fā)電機(jī)，即發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)在運(yùn)行。此時(shí)發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)中吸取有功功率，此即為逆功率。

  逆功率的危害

  發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)是汽輪機(jī)由于某種原因?qū)е轮髌T(mén)關(guān)閉而失去原動(dòng)力時(shí)，發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)帶動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)葉片在無(wú)蒸汽情況下高速旋轉(zhuǎn)會(huì)引起鼓風(fēng)摩擦，特別是在末級(jí)葉片可能會(huì)引起過(guò)熱，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子葉片的損壞事故。

  所以說(shuō)逆功率保護(hù)實(shí)則是對(duì)汽輪機(jī)無(wú)蒸汽運(yùn)行的保護(hù)。

  發(fā)電機(jī)的程序逆功率保護(hù)

  發(fā)電機(jī)程序逆功率保護(hù)主要是防止發(fā)電機(jī)在帶有一定負(fù)荷的情況下，突然跳開(kāi)發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)而汽輪機(jī)主汽門(mén)又未能全部關(guān)閉的情況。在此情況下，汽輪發(fā)電機(jī)組極易發(fā)生超速，甚至飛車(chē)。為避免此種情況，對(duì)于非短路故障的某些保護(hù)，動(dòng)作信號(hào)發(fā)出后，先作用于關(guān)閉汽輪機(jī)主汽門(mén)，待發(fā)電機(jī)逆功率繼電器動(dòng)作后，與主汽門(mén)關(guān)閉的信號(hào)組成與門(mén)，經(jīng)一短時(shí)限組成程序逆功率保護(hù)，動(dòng)作作用于全停。

  逆功率保護(hù)與程序逆功率保護(hù)的區(qū)別

  逆功率保護(hù)是為了防止逆功率后，發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)，帶動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，造成汽輪機(jī)的損壞。歸根到底，是怕原動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足，反被系統(tǒng)帶著跑!

  程序逆功率保護(hù)是為了防止發(fā)電機(jī)組突然解列后，主汽門(mén)未完全關(guān)閉，導(dǎo)致汽輪機(jī)超速，從而利用逆功率來(lái)規(guī)避。歸根到底，是怕原動(dòng)機(jī)動(dòng)力太足導(dǎo)致機(jī)組超速!

  所以說(shuō)嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)，逆功率保護(hù)是發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)的一種，但主要是保護(hù)汽輪機(jī)。而程序逆功率保護(hù)不是一種保護(hù)而是為了實(shí)現(xiàn)程序跳閘而設(shè)置的動(dòng)作過(guò)程，也叫程序跳閘，一般應(yīng)用于停機(jī)方式。

  關(guān)鍵的是逆功率只要定值達(dá)到就會(huì)跳閘，而程序逆功率除了定值達(dá)到，還要求汽機(jī)主汽門(mén)關(guān)閉，所以說(shuō)在機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中并網(wǎng)瞬間，一定要避免逆功率動(dòng)作。

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發(fā)電機(jī)的正常啟動(dòng)特點(diǎn)與條件

  柴油發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行方式：正常情況下，柴油發(fā)電機(jī)組保持在熱備用狀態(tài)，做好啟動(dòng)的準(zhǔn)備，預(yù)潤(rùn)滑和預(yù)熟系統(tǒng)保持連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，以便能使柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)后在盡可能短的時(shí)間里達(dá)到滿(mǎn)功率。柴油發(fā)電機(jī)從接到動(dòng)信號(hào)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)帶載程序終達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行。

  柴油發(fā)電機(jī)組能啟動(dòng)應(yīng)滿(mǎn)足以下條件：
  a所有的控制設(shè)備有電，（部分設(shè)備失電也可能不影響啟動(dòng)）；
  b.沒(méi)有優(yōu)先連鎖（柴油發(fā)電機(jī)在“維護(hù)”模式，盤(pán)車(chē)嚙合，A/B列壓空壓力低三者之一）和跳閘信號(hào)；
  c.啟動(dòng)失敗記憶信號(hào)。
  柴油發(fā)電機(jī)組的啟動(dòng)命令有如下幾個(gè)：a.LHA、LHB母線電壓低（≤0.8Un）延時(shí)0.9秒；b.LGC、LGD母線電壓低（≤0.8Un）延時(shí)0.9秒；c.安注信號(hào)：d.殼高高壓（0.24MPa);e.主控室手動(dòng)啟動(dòng)。一旦接到以上啟動(dòng)命令，只要機(jī)組無(wú)優(yōu)先連鎖信號(hào)和跳閘信號(hào)以及無(wú)啟動(dòng)失敗記憶，機(jī)組將立即啟動(dòng)，即使有正常跳閘信號(hào)和正常連鎖信號(hào)，也無(wú)法禁止啟動(dòng)。柴油發(fā)電機(jī)在接到啟動(dòng)信號(hào)10杪內(nèi)，能夠達(dá)到額定轉(zhuǎn)速和額定電壓。一旦達(dá)到額定轉(zhuǎn)速和額定電壓后正常電斷路器001JA斷開(kāi)同時(shí)掃負(fù)荷，斷路器002JA合上，并啟動(dòng)一個(gè)帶載程序。由于電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)功率比其額定功率大，柴油發(fā)電機(jī)的容量又不是按照由配電裝置供電的全部廠用電設(shè)備同時(shí)啟動(dòng)來(lái)選擇的。帶載程序用于：切除大部分專(zhuān)設(shè)廠用電設(shè)各，以便當(dāng)電源斷路器002JA合閘時(shí)不致使全部專(zhuān)設(shè)廠用電設(shè)各同時(shí)啟動(dòng)；b．按照需要和柴油發(fā)電機(jī)組的容量使被切除的專(zhuān)設(shè)廠用電設(shè)備分批重新啟動(dòng)。
  柴油發(fā)電機(jī)一旦接到啟動(dòng)命令后，只有以下保護(hù)可以使柴油發(fā)電機(jī)跳閘：①超速保護(hù)，轉(zhuǎn)速達(dá)到575r/min（額定轉(zhuǎn)速的115％）；②低電壓保護(hù)，電壓低于70％額定電壓2/3即在三個(gè)低電壓檢測(cè)回路中出現(xiàn)兩個(gè)低電壓頭）；③手動(dòng)切斷：在柴油發(fā)電機(jī)廠房按下001PP就地控制盤(pán)上的緊急停運(yùn)按鈕001TO或就地的停機(jī)桿。
  就地運(yùn)行模式:這個(gè)模式主要用于柴油發(fā)電機(jī)的定期試驗(yàn)。通過(guò)就地OOIPP盤(pán)面002CC開(kāi)關(guān)來(lái)啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)，與啟動(dòng)不同，在手動(dòng)啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)的過(guò)程中，勵(lì)磁開(kāi)關(guān)不會(huì)自動(dòng)合閘，必須在002JA斷開(kāi)以及轉(zhuǎn)速大于80％條件下就地用015CC手動(dòng)合閘。在就地運(yùn)行模式下，正常連鎖和連鎖都將閉鎖柴油發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)。正常停機(jī)保護(hù)有：①發(fā)電機(jī)保護(hù)，②勵(lì)磁保護(hù)；③高溫水出口溫度高高；④低溫水進(jìn)口壓力低；囹潤(rùn)滑油目用油箱150BA低低液位，⑥潤(rùn)滑油溫度高：⑦主軸承溫度高；⑧燃油壓力低；⑨柴油發(fā)電機(jī)曲軸箱壓力高；⑩排氣或渦輪增壓器進(jìn)出口溫度高。就地運(yùn)行模式并不妨礙柴油發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)，一旦柴油發(fā)電機(jī)接到啟動(dòng)命令，一切運(yùn)行過(guò)程同啟動(dòng)一樣，盡管此時(shí)在就地運(yùn)行模式。
  維護(hù)模式:將OOICC置于“維護(hù)”模式，此模式下，柴油發(fā)電機(jī)組不可能就地或啟動(dòng)。這種情況主要用于柴油發(fā)電機(jī)組的維護(hù)狀態(tài)，并為維護(hù)人員進(jìn)入中樂(lè)盤(pán)柜進(jìn)行檢修創(chuàng)造條件。需要啟動(dòng)盤(pán)車(chē)裝置時(shí)，也要置于此模式。
  柴油發(fā)電機(jī)的停運(yùn)：不論柴油發(fā)電機(jī)以何種方式啟動(dòng)，手動(dòng)停機(jī)只能在就地進(jìn)行。對(duì)于啟動(dòng)運(yùn)行工況下，首先，在主控室按下014TO停機(jī)認(rèn)可按鈕，允許就地停機(jī)的情況下，才能在就地使用001PP上的002CC開(kāi)關(guān)使柴油發(fā)電機(jī)停機(jī)。對(duì)于柴油發(fā)電機(jī)就地啟動(dòng)的工況下，就地手動(dòng)停機(jī)，不需通過(guò)主控制室認(rèn)可。在發(fā)出正常停機(jī)信號(hào)的同時(shí)出現(xiàn)啟動(dòng)信號(hào)，則后者具有優(yōu)先權(quán)。不管是何種性質(zhì)的啟動(dòng)信號(hào)，就地停機(jī)按鈕001TO都能使柴油發(fā)電機(jī)跳閘，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。維曼發(fā)電機(jī)租賃