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)殡妱訖C(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，發(fā)電機(jī)的保護(hù)動作，或動作于發(fā)號或動作于跳閘。

  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，便作為同步電動機(jī)運(yùn)行：吸收有功功率而拖著汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動，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)的整定計算，就是要確定該保護(hù)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(jī)逆功率保護(hù)的動作功率可按下式計算：Pdz=(Krel*P1)/η Pdz-逆功率保護(hù)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(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)拖動汽輪發(fā)電機(jī)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(jī)的額定功率。 實際中，Pdz=可取1~1.5%PN。

  2、動作延時發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)的動作延時，應(yīng)按照汽輪發(fā)電機(jī)主汽門關(guān)閉后允許運(yùn)行的時間來整定，該允許時間一般為10~15min。計算及運(yùn)行實踐表明，當(dāng)汽輪機(jī)蒸汽系統(tǒng)有旁路管道時，允許運(yùn)行時間還要長一些。 因此，若按照汽輪機(jī)主汽門關(guān)閉之后允許運(yùn)行的時間來整定保護(hù)的動作延時，可取5~10min。動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(hù)，由于動作時間短，在主汽門點(diǎn)閉后很短的時間內(nèi)，由于汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)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(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)變成電動機(jī)工況)，逆功率保護(hù)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(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)殡妱訖C(jī)在運(yùn)行。此時發(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)閉而失去原動力時，發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱訖C(jī)帶動汽輪機(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(hù)實則是對汽輪機(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)，動作號發(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(hù)，動作作用于全停。

  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)殡妱訖C(jī)，帶動汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，造成汽輪機(jī)的損壞。歸根到底，是怕原動機(jī)動力不足，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，是怕原動機(jī)動力太足導(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(jī)方式。

  關(guān)鍵的是逆功率只要定值達(dá)到就會跳閘，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)組啟動過程中并網(wǎng)瞬間，一定要避免逆功率動作。

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長期未使用柴油發(fā)電機(jī)時需給增壓器加注機(jī)油以免損壞
渦輪增壓器是在高溫、高速下工作，所以正確地使用和良好的維護(hù)保養(yǎng)對保證增壓器的使用壽命和性能非常重要。值機(jī)人員在平時使用渦輪增壓柴油發(fā)電機(jī)時，還應(yīng)嚴(yán)格遵守以下的一些原則：

  1、柴油發(fā)電機(jī)啟動后應(yīng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)3～5min，不要立即加負(fù)荷，以保證增壓器的良好潤滑，因為增壓器位于柴油發(fā)電機(jī)的頂部，如果柴油發(fā)電機(jī)啟動后增壓器立即開始高速運(yùn)轉(zhuǎn)，就會導(dǎo)致機(jī)油壓力未能及時升高而向增壓器供油，造成增壓器缺油損壞，甚至燒壞整個增壓器；
  2、怠速時間不宜過長，一般不超過10min，否則容易造成壓氣機(jī)端漏油；
  3、定期檢查各連接部位是否有松動漏氣或漏油的現(xiàn)象，檢查回油管是否通暢，如有應(yīng)及時排除；

  4、保證空氣弗列加濾清器的清潔，并按要求定期更換（每4000km清潔；每24000km更換，如果發(fā)電機(jī)附近灰塵較多應(yīng)適當(dāng)縮短濾芯的清潔或更換）；

  5、停機(jī)前不要立即關(guān)閉柴油發(fā)電機(jī)，應(yīng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)3～5min，以使增壓器轉(zhuǎn)速和排氣系統(tǒng)的溫度降下來，防止回?zé)?、機(jī)油結(jié)焦和軸承燒損等故障；
  6、長期未使用的柴油發(fā)電機(jī)（一般超過7天），或新?lián)Q增壓器的柴油發(fā)電機(jī)，在使用前應(yīng)在增壓器的進(jìn)油口加注機(jī)油，否則會因潤滑不良而損壞增壓器；
  7、定期更換機(jī)油和機(jī)油弗列加濾清器（每8000km），定期檢查增壓器軸的徑向和軸向間隙，葉輪與外殼的徑向間隙不小于0.10mm，軸向間隙應(yīng)不大于0.15mm，否則應(yīng)請專業(yè)人員維修，以免擴(kuò)大損失。增壓器的更換增壓器損壞后，需要更換時，必須同時更換機(jī)油、機(jī)油弗列加濾清器和空氣弗列加濾清器，并對油道進(jìn)行清洗，這是增壓器更換的基本原則。
  增壓器與柴油發(fā)電機(jī)之間存在著內(nèi)在的聯(lián)系：增壓器給柴油發(fā)電機(jī)提供壓縮空氣；柴油發(fā)電機(jī)利用壓縮空氣燃燒燃料；柴油發(fā)電機(jī)的排氣能量取決于柴油發(fā)電機(jī)的燃燒狀況；排氣驅(qū)動增壓器渦輪；增壓器渦輪帶動壓氣機(jī)葉輪這樣，增壓器與柴油發(fā)電機(jī)之間到達(dá)一個能量與流量的相互平衡。
增壓器的更換及油道的清洗方法如下：
  1、拆掉損壞的增壓器，并在熱機(jī)時放掉機(jī)油；
  2、加入一定量的混合油（30%機(jī)油與70%柴油）；
  3、把增壓器的進(jìn)油管塞入回油管內(nèi)或把進(jìn)油管出口封住；
  4、啟動柴油發(fā)電機(jī)，怠速運(yùn)轉(zhuǎn)1～2min后停車，放掉混合油，并視混合油的污染情況，可重復(fù)清洗，以上工作應(yīng)在熱車時進(jìn)行；
  5、清洗或更換增壓器進(jìn)油管，清洗油底殼，并更換機(jī)油弗列加濾清器和空氣弗列加濾清器；
  6、安裝新的增壓器，并在增壓器進(jìn)油口加注機(jī)油進(jìn)行預(yù)潤滑，再裝進(jìn)油管，在弗列加濾清器內(nèi)加滿機(jī)油并安裝， 安裝其它管道；
  7、啟動柴油發(fā)電機(jī)，怠速運(yùn)轉(zhuǎn)3～5min后提速，檢查是否有漏油漏氣現(xiàn)象。
  只要我們在使用中，嚴(yán)格按照本文所述要求及方法使用增壓器，增壓器的故障率將大為降低，增壓器的使用壽命也將大為延長，確保柴油發(fā)電機(jī)的良好工作狀況。

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