發(fā)電機逆功率保護學習
      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)電機的功率方向應該為由發(fā)電機流向母線，但是當發(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大于1%PN。

  2、原理介紹

  當發(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、風能、原子能、地熱、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)電機的功率方向應該由發(fā)電機方向流向系統(tǒng)方向。但由于某種原因，當汽輪機失去原動力，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)會引起鼓風摩擦，特別是在末級葉片可能會引起過熱，導致轉(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致機組超速!

  所以說嚴格意義上來說，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)程序跳閘而設置的動作過程，也叫程序跳閘，一般應用于停機方式。

  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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提高柴油發(fā)電機接地系統(tǒng)重視是保證人員操作的關(guān)鍵因素
  柴油發(fā)電機系統(tǒng)不同的市電供電網(wǎng)絡，雖然柴油發(fā)電機的應用已經(jīng)非常廣泛，但是其接地系統(tǒng)的設計并沒有統(tǒng)一的標準來范，再則山于許多柴油發(fā)電機系統(tǒng)地接地設計并沒有完全由專業(yè)的供電管理部門的監(jiān)督管理，致使在實際的應用中，使柴油發(fā)電機的接地系統(tǒng)正確設計往往被忽略。如何做好柴油發(fā)電機的系設計和施工，是值得我們注意的問題，往往大家在實際工作中，

  并沒有對此問題予以高的重視。因為各用系統(tǒng)運行的時間和機會都有限，所以由此而產(chǎn)生的問題會少，但是我們也并不能因此而認為已經(jīng)做得沒問題了。如國接地系統(tǒng)處理不當可能會造成設備的損壞和人員傷害的風險。如何保證提供的供電服務是合格的電源，在各種狀況下不會對客戶造成威脅，其中接地系統(tǒng)的正確設計和施工是非常值得考慮的。接地系統(tǒng)的一個龐大的系統(tǒng)，我們這里不討論如何做接地網(wǎng)，這個一般是由大樓設計方負責完成的。如果你是一個小型電站的承包方，那么這一點也是你應該考慮的。本文主要介紹發(fā)電機中性點與接地網(wǎng)之問的連接。接地其實分為系統(tǒng)接地和設各接地，設備接地就是把發(fā)電機的外殼、底座與接地網(wǎng)用軟電纜或柔性銅排與接地網(wǎng)進行連接，確保外殼與地網(wǎng)之間等電位，在系統(tǒng)發(fā)生接地的時候不會對人身造成威脅，沒備的接地要可靠，而且 有多處進行可靠連接。系統(tǒng)接地時指發(fā)電機組中性點與地網(wǎng)之間的連接。低壓發(fā)電機系統(tǒng)的接地比較簡單，GB14050將接地方式分為TN、TT、TI三種接地方式

TN系統(tǒng)

電源端有一個直接接地，電氣裝置的外露導電部分通過保護中性導體或保護導體連接到此接地點。根據(jù)中性導體和保護導體的組合情況，TN糸統(tǒng)的型式有以下三種：

  1、在實際應用中，市電提供的三相五線制的接線方式就是這種接法。

  2、如果系統(tǒng)中采用的三相些線制接法，PEN合并在一起，則屬十此類解法。

  3、TT系統(tǒng)電源端有一點直接接地，電氣裝置的外露可導電部分直接接地，此接地點在電氣上獨立于電源的接地點。

TI系統(tǒng)電源端的帶電部分不接地或有一點通過阻抗接地，電氣裝置的外露可導電部分直接接地。以上的接地系統(tǒng)方式也適用于低壓發(fā)電機系統(tǒng)，但是由于存在發(fā)電機系統(tǒng)和市電供電兩個系統(tǒng)，所以如何選擇作接地則成為一個認真對待。如果市電供電系統(tǒng)與發(fā)電機系統(tǒng)的換采用了4極ATS，那么可以認為這是兩個獨立電力系

統(tǒng)，其接地應該各自單獨考慮，無論是采用三相四線還是三相五線的配電方式，發(fā)電機的中性點要與地網(wǎng)進行還接。除非供電方式采用的TI系統(tǒng)。

當市電供電系統(tǒng)與發(fā)電機系統(tǒng)的切報采用了3極ATS，一般這時發(fā)電機的接地由市電側(cè)提供，發(fā)電機的中性點在就地不要與地網(wǎng)進行連接，其只能通過巾電側(cè)的N線接地，注意在市電設備檢修的時候不要斷開市電N線與地網(wǎng)的連接，否則會造成各用電源系統(tǒng)在接地斷開的情況下運行：許多安裝人員對于接地系統(tǒng)的重要性認識不足，且不知道如何處理接地問題。發(fā)電機廠家一般都提供發(fā)電機的中性點，有的中性點出廠時就與外殼連接，有的則沒有連接，出于懸空狀態(tài)，在發(fā)電機系統(tǒng)的施工過程中一定要咨詢甲方的工程技術(shù)人員明確系統(tǒng)的接地方式，按照施工圖紙進行接地處理。

如果發(fā)電機的中性點沒有接地和引出，則無法提供單相負荷的正確使用，誤將沒有N線的電源接入單相負載，則可能造成設備的損壞。在3極ATS的應用中，如果市電己經(jīng)提供了系統(tǒng)接地，那么柴油發(fā)電機內(nèi)部的接地就要取消，否則會造成多點接地，會在發(fā)生相接地障時影響系統(tǒng)的接地保戶動作。
本文簡單介紹了低壓系統(tǒng)的接地，旨在幫助大家提高對實際工作中遇到的接地系統(tǒng)重視，如果有任何疑問一定要與客戶進行交流，不可在故意回避接地問，因為系統(tǒng)接地是涉及系統(tǒng)運行中涉及到設備可靠運行和人員操作的關(guān)鍵因素。

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