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)?、潮汐、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。

發(fā)電機(jī)管理中的3個(gè)有用細(xì)節(jié) 　故障背景：2017年5月20日該輪靠泊印度洋留尼旺島，鍋爐發(fā)生點(diǎn)火故障，于是發(fā)電機(jī)換用輕柴油。換油后不久，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)上的燃油管有滴漏，當(dāng)時(shí)忙于處理鍋爐問(wèn)題，為減少柴油損失，當(dāng)即關(guān)閉了停車(chē)狀態(tài)的一號(hào)和三號(hào)發(fā)電機(jī)燃油進(jìn)出管路的相關(guān)閥門(mén)。 　　故障現(xiàn)象：第二天船舶離港時(shí)，當(dāng)班輪機(jī)員凌晨4點(diǎn)打給我，說(shuō)一號(hào)發(fā)電機(jī)不能并車(chē)，三號(hào)發(fā)電機(jī)能并車(chē)但只能承擔(dān)150 KW，再加負(fù)荷就加不上去。我立即下機(jī)艙，檢查發(fā)電機(jī)相關(guān)情況，滑油、冷卻水各項(xiàng)參數(shù)未見(jiàn)明顯異常。我嘗試向三號(hào)發(fā)電機(jī)手動(dòng)轉(zhuǎn)移負(fù)載，多次手動(dòng)調(diào)節(jié)調(diào)速器以增加燃油供油量，但負(fù)荷沒(méi)有變化。嘗試一號(hào)發(fā)電機(jī)并車(chē)，自動(dòng)與手動(dòng)并車(chē)都未成功，一號(hào)發(fā)電機(jī)顯示頻率過(guò)高。 　　打開(kāi)三號(hào)發(fā)電機(jī)保護(hù)蓋檢查高壓油泵，油泵齒條拉桿均能自由活動(dòng)，油尺刻度指示在較大值，排除了油泵的問(wèn)題，再檢查相關(guān)管路，發(fā)現(xiàn)有個(gè)進(jìn)油閥處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)即慢慢全開(kāi)燃油閥，三號(hào)發(fā)電機(jī)立即加載到500KW，負(fù)荷轉(zhuǎn)移正常。 　　注意力再轉(zhuǎn)向一號(hào)發(fā)電機(jī)，發(fā)現(xiàn)一號(hào)發(fā)電機(jī)類(lèi)似的進(jìn)油閥也未打開(kāi)，當(dāng)即打開(kāi)進(jìn)油閥，并再次嘗試并車(chē)，但還是并車(chē)失敗。到港時(shí)一號(hào)發(fā)電機(jī)是正常使用的，頻率、轉(zhuǎn)速，負(fù)荷的轉(zhuǎn)移各項(xiàng)指標(biāo)都正常，怎么突然就轉(zhuǎn)速過(guò)高了呢? 　　故障措施：三號(hào)發(fā)電機(jī)正常之后，我全部精力集中在一號(hào)發(fā)電機(jī)不能并車(chē)的問(wèn)題上，之前發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速感應(yīng)器出現(xiàn)過(guò)速度顯示的問(wèn)題，所以首先還是考慮轉(zhuǎn)速感應(yīng)器故障，懷疑有可能是感應(yīng)器臟了或者跟飛輪的間隙超標(biāo)。該發(fā)電機(jī)有兩個(gè)pick-up(轉(zhuǎn)速感應(yīng)器)，一個(gè)用于機(jī)旁控制屏顯示，一個(gè)用于發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)。當(dāng)即取出兩個(gè)感應(yīng)器，其中一個(gè)確實(shí)臟了，擦拭干凈后，檢查了速度感應(yīng)器的阻值，確認(rèn)正常，重新裝回，調(diào)整好間隙，重新啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)速還是過(guò)高--950RPM。 　　排除了轉(zhuǎn)速感應(yīng)器的問(wèn)題，那么故障就應(yīng)該在機(jī)械部分。檢查高壓油泵，調(diào)節(jié)拉桿活動(dòng)正常;檢查調(diào)速器，該調(diào)速器品牌是Regulateurs Europa，型號(hào)1102V-4G-25R。發(fā)現(xiàn)調(diào)速器上的手動(dòng)速度調(diào)節(jié)旋鈕卡住了，很難轉(zhuǎn)動(dòng)，聯(lián)想到二管輪的交接班記錄，提示該調(diào)速器的同步馬達(dá)(下圖中的021)不是原裝備件，當(dāng)時(shí)由于缺少原裝備件，用的是上個(gè)管理公司遺留下來(lái)的其他制造商備件。拆下同步馬達(dá)，與近期在新加坡剛接收到的原裝備件對(duì)比，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)同步馬達(dá)參數(shù)不一致：非原裝備件，制造商Woodward，電壓24V，轉(zhuǎn)速2000 RPM，功率5瓦;原裝備件，制造商Groschopp，電壓24V ,轉(zhuǎn)速2700RPM，功率2瓦,電流0.25A。進(jìn)一步拆開(kāi)非原裝同步馬達(dá)，發(fā)現(xiàn)馬達(dá)的塑料齒輪磨損，不能轉(zhuǎn)動(dòng)。 　　換上新的同步馬達(dá)，啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，調(diào)節(jié)手動(dòng)轉(zhuǎn)速旋鈕，使轉(zhuǎn)速達(dá)到916RPM, 待發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后嘗試并車(chē)，發(fā)電機(jī)可以成功并車(chē)。但是又出現(xiàn)個(gè)新問(wèn)題，并車(chē)后一號(hào)發(fā)電機(jī)功率并未提高，相反地，出現(xiàn)逆功率跳閘的現(xiàn)象，幾次嘗試都是如此。我決定讓三管輪在并車(chē)屏上嘗試并車(chē)，我與電機(jī)員在發(fā)電機(jī)旁觀察，雙方用對(duì)講機(jī)聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)當(dāng)發(fā)電機(jī)并車(chē)成功后，調(diào)速器速度控制旋鈕被同步馬達(dá)向逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)導(dǎo)致柴油機(jī)減速，這與并車(chē)后調(diào)速器的正確動(dòng)作恰恰相反，正常情況下，調(diào)速器速度控制旋鈕應(yīng)該順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)使柴油機(jī)加速?gòu)亩黾颖緳C(jī)承載負(fù)荷能力，維持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。查找到問(wèn)題癥結(jié)后，我們?cè)賹?duì)比同步發(fā)電機(jī)馬達(dá)的電壓與電流情況、查找相關(guān)發(fā)電機(jī)電線接線圖紙，發(fā)現(xiàn)一號(hào)發(fā)電機(jī)相關(guān)接線控制板亦與原廠圖紙一致，這說(shuō)明接線未曾改動(dòng)過(guò)。于是我們改變同步馬達(dá)背后的接線，將其對(duì)調(diào)，再次啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，并車(chē)成功，負(fù)荷轉(zhuǎn)移順暢，問(wèn)題解決。 　　經(jīng)過(guò)該事件，發(fā)現(xiàn)以下幾點(diǎn)在未來(lái)的輪機(jī)管理工作中值得引起注意： 　　啟動(dòng)發(fā)電機(jī)之前，一定要檢查相關(guān)管路系統(tǒng)，之前做出過(guò)狀態(tài)改變的相關(guān)閥門(mén)，一定要及時(shí)設(shè)置好。交接班工作一定要交接清楚，不能有遺漏; 　　該事件的起因在于啟動(dòng)發(fā)電機(jī)之前沒(méi)有將關(guān)閉的燃油閥打開(kāi)，該輪經(jīng)過(guò)幾任管理公司管理，燃油管路的閥門(mén)老化，在全關(guān)時(shí)仍然存在些許燃油泄漏，造成一號(hào)發(fā)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，能正常啟動(dòng)，調(diào)速器在燃油量不足的情況下加大油門(mén)以保持額定轉(zhuǎn)速，但同步馬達(dá)因?yàn)檎{(diào)速器不正常動(dòng)作導(dǎo)致里面的齒輪損壞，造成了同步馬達(dá)卡死，以至于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到950RPM 后不能減速。這一點(diǎn)在發(fā)電機(jī)的管理工作中一定要考慮到; 　　不同管理公司的備件采購(gòu)?fù)緩讲灰粯?，存在大量第三方生產(chǎn)的備件，與原廠備件相比，有些參數(shù)都不一致，有些即使銘牌上參數(shù)一致，但物理尺寸卻不一致。這給輪機(jī)員維護(hù)保養(yǎng)時(shí)帶來(lái)了諸多不便。主管輪機(jī)員在接受備件時(shí)一定要仔細(xì)核對(duì)，避免到使用時(shí)陷入被動(dòng);即使是原裝件，電器要考慮正負(fù)極性，機(jī)械要考慮左旋右旋。