發(fā)電機逆功率保護學(xué)習(xí)
      發(fā)電機逆功率保護

  發(fā)電機逆功率保護又稱功率方向保護。一般而言，發(fā)電機的功率方向應(yīng)該為由發(fā)電機流向母線，但是當(dāng)發(fā)電機失磁或其他某種原因，發(fā)電機有可能變?yōu)殡妱訖C運行，即從系統(tǒng)中吸取有功功率。這就是逆功率。當(dāng)逆功率達到一定值時，發(fā)電機的保護動作，或動作于發(fā)號或動作于跳閘。

  1、概述說明

  并網(wǎng)運行的汽輪發(fā)電機，在汽輪機的主汽門關(guān)閉之后，便作為同步電動機運行：吸收有功功率而拖著汽輪機轉(zhuǎn)動，可向系統(tǒng)發(fā)出無功功率。由于汽輪機主汽門已關(guān)閉，汽機尾部葉片與殘留蒸汽產(chǎn)生摩擦而形成鼓風(fēng)損耗，長期運行過熱而損壞。燃氣輪機和水輪機也主要是對原動機的損害。發(fā)電機逆功率保護主要保護汽輪機不受損害。

  對汽輪機逆功率保護的整定計算，就是要確定該保護的動作功率Pdz及動作延時t。

  1、動作功率Pdz的整定 汽輪發(fā)電機逆功率保護的動作功率可按下式計算：Pdz=(Krel*P1)/η Pdz-逆功率保護的動作功率 Krel-可靠系數(shù)，取0.8 P1-主汽門關(guān)閉后，汽輪機維持同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)所消耗的功率，該功率的大小除與汽輪機的結(jié)構(gòu)及容量有關(guān)之外，還與汽輪發(fā)電機的主蒸汽系統(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)電機拖動汽輪發(fā)電機旋轉(zhuǎn)時的效率，取0.98~0.99 所以：Pdz≈(1.2~1.6%)PN PN-發(fā)電機的額定功率。 實際中，Pdz=可取1~1.5%PN。

  2、動作延時發(fā)電機逆功率保護的動作延時，應(yīng)按照汽輪發(fā)電機主汽門關(guān)閉后允許運行的時間來整定，該允許時間一般為10~15min。計算及運行實踐表明，當(dāng)汽輪機蒸汽系統(tǒng)有旁路管道時，允許運行時間還要長一些。 因此，若按照汽輪機主汽門關(guān)閉之后允許運行的時間來整定保護的動作延時，可取5~10min。動作后作用于解列滅磁。

  另外，投運的大型汽輪發(fā)電機，多采用逆功率保護去啟動程序跳閘回路，此時，動作時間通常取1~2s。 對于程控逆功率保護，由于動作時間短，在主汽門點閉后很短的時間內(nèi)，由于汽輪機及發(fā)電機的慣性，實際逆功率可能很小，因此逆功率的定值不應(yīng)大于1%PN。

  2、原理介紹

  當(dāng)發(fā)電機出現(xiàn)逆功率(外部功率指向發(fā)電機，也就是發(fā)電機變成電動機工況)，逆功率保護動作斷路器跳閘。需要采集三相電壓和二相電流號。

  由于一次能源形態(tài)的不同，可以制成不同的發(fā)電機。利用水利資源和水輪機配合，可以制成水輪發(fā)電機;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。利用煤、石油等資源，和鍋爐，渦輪蒸汽機配合，可以制成汽輪發(fā)電機，這種發(fā)電機多為高速電機(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。 此外，由于發(fā)電機工作原理不同又分作直流發(fā)電機，異步發(fā)電機和同步發(fā)電機。在廣泛使用的大型發(fā)電機都是同步發(fā)電機。

  何為逆功率?

  眾所周知，發(fā)電機的功率方向應(yīng)該由發(fā)電機方向流向系統(tǒng)方向。但由于某種原因，當(dāng)汽輪機失去原動力，而發(fā)電機出口開關(guān)又未能跳閘，則功率方向變?yōu)橛上到y(tǒng)流向發(fā)電機，即發(fā)電機變?yōu)殡妱訖C在運行。此時發(fā)電機從系統(tǒng)中吸取有功功率，此即為逆功率。

  逆功率的危害

  發(fā)電機逆功率保護是汽輪機由于某種原因?qū)е轮髌T關(guān)閉而失去原動力時，發(fā)電機變?yōu)殡妱訖C帶動汽輪機旋轉(zhuǎn)，汽輪機葉片在無蒸汽情況下高速旋轉(zhuǎn)會引起鼓風(fēng)摩擦，特別是在末級葉片可能會引起過熱，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子葉片的損壞事故。

  所以說逆功率保護實則是對汽輪機無蒸汽運行的保護。

  發(fā)電機的程序逆功率保護

  發(fā)電機程序逆功率保護主要是防止發(fā)電機在帶有一定負荷的情況下，突然跳開發(fā)電機出口開關(guān)而汽輪機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，動作號發(fā)出后，先作用于關(guān)閉汽輪機主汽門，待發(fā)電機逆功率繼電器動作后，與主汽門關(guān)閉的號組成與門，經(jīng)一短時限組成程序逆功率保護，動作作用于全停。

  逆功率保護與程序逆功率保護的區(qū)別

  逆功率保護是為了防止逆功率后，發(fā)電機變?yōu)殡妱訖C，帶動汽輪機旋轉(zhuǎn)，造成汽輪機的損壞。歸根到底，是怕原動機動力不足，反被系統(tǒng)帶著跑!

  程序逆功率保護是為了防止發(fā)電機組突然解列后，主汽門未完全關(guān)閉，導(dǎo)致汽輪機超速，從而利用逆功率來規(guī)避。歸根到底，是怕原動機動力太足導(dǎo)致機組超速!

  所以說嚴(yán)格意義上來說，逆功率保護是發(fā)電機繼電保護的一種，但主要是保護汽輪機。而程序逆功率保護不是一種保護而是為了實現(xiàn)程序跳閘而設(shè)置的動作過程，也叫程序跳閘，一般應(yīng)用于停機方式。

 

  關(guān)鍵的是逆功率只要定值達到就會跳閘，而程序逆功率除了定值達到，還要求汽機主汽門關(guān)閉，所以說在機組啟動過程中并網(wǎng)瞬間，一定要避免逆功率動作。

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不重視潤滑系統(tǒng)磨損問題有可能導(dǎo)致柴油發(fā)電機報廢

  隨著國內(nèi)技術(shù)進步、材料品質(zhì)的，柴油發(fā)電機日益向大馬力、重負荷方向發(fā)展需要。較之以往柴油發(fā)電機對其各工作機構(gòu)系統(tǒng)以及運動部件可靠性的要求也相應(yīng)提高。其中潤滑系統(tǒng)的技術(shù)狀況就直接影響發(fā)電機的動力性、經(jīng)濟性、耐用性和使用可靠性。潤滑系統(tǒng)的工作不正常，可加速個部零件的早期磨損，或造成機件或發(fā)電機總成的損壞直至報廢等嚴(yán)重的機械事故。下面康明斯公司結(jié)合具體工作，試對柴油發(fā)電機潤滑系統(tǒng)統(tǒng)的常見故障加以分析。
 
  1. 機油壓力忽高忽低。發(fā)電機在剛啟動到溫度正常時機油壓力也隨之正常。轉(zhuǎn)速高時高，轉(zhuǎn)速低時略低也屬正常。壓力忽高忽低、機油壓力表指針反復(fù)擺動屬不正常故障現(xiàn)象。應(yīng)從以下幾方面著手分析處理。（1）油量不足，通過機油尺可以發(fā)現(xiàn)。當(dāng)發(fā)電機啟動時，油壓正常，隨后下降到0.1MPa以下，中高速運轉(zhuǎn)時壓力又會上升一點，一會隨著溫度的升高，機油壓力會降的更低。（2）機油粘度過大過臟，使機油集濾器部分堵塞。隨著油門的變化，機油壓力表的表針也上下擺動。此時應(yīng)及時清洗油道。機油集濾器和粗、細濾器、更換機油。（3）機油限壓閥或旁通閥壓力彈簧形變或折斷、開閉失常，也能造成機油壓力的忽高忽低，應(yīng)及時的應(yīng)對修理。
 
2. 機油消耗量增加。柴油發(fā)電機在正常運轉(zhuǎn)時機油的消耗量相當(dāng)于柴油消耗量的1%～1.5%，為0.7～3.7克/千瓦.小時。超過此標(biāo)準(zhǔn)則視為過量消耗。一般機油過量耗損的原因應(yīng)從以下幾方面著手分析處理。（1）漏機油。曲軸前后油封損壞漏油；油管、油箱、機油弗列加濾清器、機油散熱器、增壓器油封油管漏油；油底殼與機體、油管接頭、正時齒輪室與缸體等結(jié)合密封不嚴(yán)而漏油，使機油消耗量增加。（2）機油參與了發(fā)電機的燃燒。就是我們常說的燒機油。由于活塞環(huán)過度磨損，活塞環(huán)邊隙、側(cè)隙、背隙、開口間隙過大；活塞環(huán)失去彈力，或因積炭燒結(jié)卡死在環(huán)槽內(nèi)；刮油環(huán)油孔道堵塞；此時伴有排氣管有大量的藍色濃煙冒出，且冷車時有金屬敲擊聲（敲缸），使機油消耗量過大。（3）曲軸箱通風(fēng)不暢。發(fā)電機工作過程中，使用中應(yīng)保持曲軸箱通風(fēng)管的通暢，負壓閥片不變形、粘連或裝錯；通風(fēng)管不能有急彎；更不能圖省事取消通風(fēng)管而用木塞之類的東西將其堵死。
  柴油發(fā)電機工作時，各運動零件之間存在一定的相互作用力，并伴隨高速的相對運動，零件表面必然要產(chǎn)生摩擦，加速磨損。因此，為了減輕磨損，減小摩擦阻力，延長使用壽命，發(fā)電機上都必須有潤滑系統(tǒng)。潤滑系統(tǒng)在柴油發(fā)電機工作時連續(xù)不斷地把數(shù)量足夠、溫度適當(dāng)?shù)臐崈魴C油輸送到全部傳動件的摩擦表面。并在摩擦表面之間形成油膜，實現(xiàn)液體摩擦。到減小摩擦阻力、降低功率消耗、減輕機件磨損，提高發(fā)電機工作可靠性和耐久性。

  柴油發(fā)電機潤滑系統(tǒng)的功用：潤滑作用：將機油不斷她供給運動零件的摩擦表面，形成一定的油膜，少零件的摩擦和磨損；冷卻作用：潤滑油在潤滑各摩擦表面的同時，吸收各摩擦表面的熟量，降低各摩擦表面的溫度；清潔作用：潤滑油在循環(huán)流動中，可摩擦表面的磨屑等雜質(zhì)；密封作用：在運動零件之間、氣缸壁上形成的油膜可以高零件的密封效果；防銃作用。在零件表面形成油膜，防止金屬機件發(fā)生氧化銃蝕；液壓作用：可以利用潤滑油作液壓油；緩沖作用．在運動零件表面形成油膜，吸收沖擊小振動。

  柴油發(fā)電機燃油系統(tǒng)機油的早期變質(zhì)，消耗量過大；系統(tǒng)壓力過高、過低；溫度不正常等都是柴油發(fā)電機常見的故障在系統(tǒng)的表現(xiàn)形式。及時準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)、分析、判斷故障在系統(tǒng)中的位置，認真的加以排除，對保障柴油發(fā)電機的正常運行，提高使用壽命，充分發(fā)揮機械的使用性能至關(guān)重要

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