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、概述說明

  并網(wǎng)運(yùn)行的汽輪發(fā)電機(jī)，在汽輪機(jī)的主汽門關(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)出無功功率。由于汽輪機(jī)主汽門已關(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，長期運(yùn)行過熱而損壞。燃?xì)廨啓C(jī)和水輪機(jī)也主要是對原動(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)主汽門關(guān)閉后允許運(yùn)行的時(shí)間來整定，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)間還要長一些。 因此，若按照汽輪機(jī)主汽門關(guān)閉之后允許運(yùn)行的時(shí)間來整定保護(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。 對于程控逆功率保護(hù)，由于動(dòng)作時(shí)間短，在主汽門點(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)。 此外還有利用太陽能、風(fēng)能、原子能、地?zé)?、潮汐、生物能等能量的各類發(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，特別是在末級葉片可能會(huì)引起過熱，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子葉片的損壞事故。

  所以說逆功率保護(hù)實(shí)則是對汽輪機(jī)無蒸汽運(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，突然跳開發(fā)電機(jī)出口開關(guān)而汽輪機(jī)主汽門又未能全部關(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。為避免此種情況，對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，待發(fā)電機(jī)逆功率繼電器動(dòng)作后，與主汽門關(guān)閉的信號(hào)組成與門，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，主汽門未完全關(guān)閉，導(dǎo)致汽輪機(jī)超速，從而利用逆功率來規(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!

  所以說嚴(yán)格意義上來說，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)主汽門關(guān)閉，所以說在機(jī)組啟動(dòng)過程中并網(wǎng)瞬間，一定要避免逆功率動(dòng)作。

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浙江關(guān)停23臺(tái)煤電機(jī)組！警惕煤電關(guān)停“一刀切”

近日，按照 關(guān)于電力行業(yè)淘汰落后產(chǎn)能的相關(guān)工作要求，浙江省能源局公告了浙江省2020年電力行業(yè)淘汰落后產(chǎn)能關(guān)停情況。公告顯示，關(guān)停名單共涉及9家企業(yè)、23臺(tái)機(jī)組；其中有自備電廠3家、4臺(tái)機(jī)組。

此前，根據(jù) 能源局發(fā)布的《關(guān)于下達(dá)2020年煤電行業(yè)淘汰落后產(chǎn)能目標(biāo)任務(wù)的通知（國能發(fā)電力〔2020〕37號(hào)）》文件，2020年具有煤電行業(yè)淘汰落后產(chǎn)能目標(biāo)任務(wù)的地區(qū)為河北、山西、內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、黑龍江、江蘇、浙江、安徽、山東、河南、湖北、廣東、海南、重慶、陜西、新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)，17個(gè)地區(qū)關(guān)停任務(wù)規(guī)模共計(jì)733.5萬千瓦。

記者注意到，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2020年度河北、內(nèi)蒙古、黑龍江、江蘇、浙江、安徽、山東、河南、廣東、海南10地，已有共計(jì)137臺(tái)機(jī)組、962萬千瓦裝機(jī)煤電機(jī)組關(guān)停，特別是山東在煤電去產(chǎn)能行動(dòng)中主動(dòng)與被動(dòng)地關(guān)停了不少自備電廠，山東省實(shí)際公示的關(guān)停容量約是 能源局下達(dá)目標(biāo)任務(wù)的13倍，遠(yuǎn)超“國能發(fā)電力〔2020〕37號(hào)”文目標(biāo)，可謂超額完成了任務(wù)。

以前在 剛打出煤電去產(chǎn)能組合拳時(shí)，淘汰關(guān)停的焦點(diǎn)在于“30萬千瓦以下”不達(dá)標(biāo)落后煤電機(jī)組。但在2020年可以看到，我國關(guān)停煤電機(jī)組時(shí)已跨過“30萬”大關(guān)，并在“碳達(dá)峰碳中和”這個(gè)新目標(biāo)下有了更多要求。

據(jù)了解，煤電作為基荷電源，保障著中國電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。但近些年來，由于電力需求增速放緩和清潔能源替代加速等因素，煤電機(jī)組利用小時(shí)數(shù)持續(xù)下降。

記者查閱公開資料發(fā)現(xiàn)，全國火電的平均利用小時(shí)數(shù)已從2013年5000多小時(shí)下降至2020年的4216小時(shí)。煤電利用小時(shí)數(shù)的持續(xù)走低直接導(dǎo)致煤電產(chǎn)能過剩、盈利能力下降，目前虧損面已接近50%。而根據(jù)國網(wǎng)能源研究院、中電聯(lián)等多家研究機(jī)構(gòu)的預(yù)測，“十四五”時(shí)期年均用電需求還將進(jìn)一步下降，年均增速降至4%－5%左右。

從煤電利用小時(shí)數(shù)持續(xù)下降來看，中國有條件加快淘汰煤電落后產(chǎn)能，實(shí)現(xiàn)煤電結(jié)構(gòu)優(yōu)化和轉(zhuǎn)型升級，而到達(dá)年限、光榮退役，為“3060”目標(biāo)作出貢獻(xiàn)是多數(shù)煤電機(jī)組關(guān)停時(shí)被賦予的意義。不過正因?yàn)槿绱?，延長煤電機(jī)組運(yùn)行年限、發(fā)揮存量價(jià)值也成了業(yè)內(nèi)人士反對“一邊關(guān)停、一邊大上”現(xiàn)象的主要理由。

同時(shí)，作為傳統(tǒng)高耗能、勞動(dòng)密集型的煤電和煤炭行業(yè)，在能源經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型、需求下滑、“去產(chǎn)能”和“碳中和”政策、科技進(jìn)步等因素的影響下，正面臨著前所未有的就業(yè)壓力，因此要警惕煤電關(guān)停“一刀切”的現(xiàn)象。尤其是妥善處理受影響職工的就業(yè)安置、社會(huì)保障、勞動(dòng)關(guān)系等問題，事關(guān)“六穩(wěn)”、“六?！钡膶?shí)現(xiàn)和社會(huì)穩(wěn)定大局。

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為， 需對過度依賴煤電和煤炭資源的地區(qū)和產(chǎn)業(yè)加大就業(yè)創(chuàng)業(yè)等政策支持力度，給予稅收優(yōu)惠和補(bǔ)貼，妥善做好淘汰職工再培訓(xùn)、再就業(yè)的引導(dǎo)和幫扶，積極創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)。煤電和煤炭企業(yè)需實(shí)施包括鼓勵(lì)企業(yè)內(nèi)部分流、促進(jìn)轉(zhuǎn)崗再就業(yè)、內(nèi)部退養(yǎng)、公益性崗位兜底等一系列應(yīng)對措施，以減緩就業(yè)壓力，保障職工基本權(quán)益。

畢竟，我們關(guān)停煤電機(jī)組的目的是為了大家能夠更美好的生活，而不是為了完成關(guān)停任務(wù)而關(guān)停。

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