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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)信號或動作于跳閘。

  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信號。 河南維曼機電是國內(nèi)河南發(fā)電機出租行業(yè)網(wǎng)站,它實現(xiàn)了為全國,山東等地提供柴油河南發(fā)電機出租,靜音河南發(fā)電機出租,發(fā)電機租賃,應(yīng)急發(fā)電車出租,租賃及柴油發(fā)電機配件相關(guān)信息發(fā)布功能.河南發(fā)電機出租網(wǎng)致力于為更多企業(yè)的提供更專業(yè)的河南發(fā)電機出租,租賃服務(wù). 河南發(fā)電機出租,發(fā)電機租賃,應(yīng)急發(fā)電車出租,發(fā)電車出租,河南發(fā)電機出租公司,江蘇河南發(fā)電機出租公司,保定河南發(fā)電機出租公司,沈陽河南發(fā)電機出租公司,阜新河南發(fā)電機出租公司,山東河南發(fā)電機出租公司,濟南河南發(fā)電機出租公司,唐山河南發(fā)電機出租公司,秦皇島河南發(fā)電機出租公司,鹽城河南發(fā)電機出租公司。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，動作信號發(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)閉的信號組成與門，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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(12)高精度電子調(diào)速器

 機組主要性能

(1)機組符合GB《工頻柴油發(fā)電機組通用技術(shù)條件》和《自動化柴油發(fā)電機組通用技術(shù)條件》以及國際《250至3200KW柴油發(fā)電機通用技術(shù)條件》和《自動化柴油發(fā)電機組分級要求》的規(guī)定。

(2)當(dāng)?shù)蛪号潆娤到y(tǒng)市電中斷供電，機組在5秒鐘內(nèi)完成自動起動，10秒鐘內(nèi)電壓達到額定值并可向負載供電。自起動可連續(xù)作三次起動嘗試，若三次起動失敗，機組自動停止操作，并自鎖和發(fā)出聲音信號。當(dāng)市電恢復(fù)正常，機組經(jīng)延時后自動停機。

（3）發(fā)電機組具備遠程監(jiān)測和控制功能，提供RS485通信接口并提供通信協(xié)議。

（4）柴油發(fā)電機組及其控制屏、相應(yīng)的電器設(shè)備均應(yīng)保證在（7）的使用條件下能正常工作。

（5）機組配備手操（鑰匙）電啟動裝置及相應(yīng)儀表，當(dāng)自動化控制屏發(fā)生故障時應(yīng)能采用手動鑰匙的方式啟動、運行，并通過設(shè)置的機械油壓、水溫、轉(zhuǎn)速、電流、電壓、頻率儀表對機組運行情況進行監(jiān)視。

（6）不論是手動或自動化控制狀態(tài)，發(fā)電機的頻率和電壓均可預(yù)調(diào)并在出廠時預(yù)調(diào)設(shè)置完成。

(7)使用條件：

a．海拔高度 不超過1000m

b．環(huán)境溫度 +0—+40℃

c．空氣相對濕度 小于95％(20℃時)

(8)主要技術(shù)指標

a． 發(fā)電機額定功率；見參數(shù)

b． 電壓：3相交流380／220V(滿載電壓)、400／230V(空載電壓)，電壓波動±0.5％，電壓瞬態(tài)調(diào)整率≤＋15％- -15％

c．頻率：50Hz，波動率±1％，頻率瞬態(tài)調(diào)整率≤+10％— -10％。

d．功率因數(shù)：大于0．8 。

f．電子調(diào)整器，穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率≤±0.5％ 。

g．電子調(diào)速器自空載至滿載時，穩(wěn)態(tài)頻率調(diào)整率<±0．25％。

h．電壓穩(wěn)定時間<1秒 。

I．頻率穩(wěn)定時間<1秒 。

j．機組在空載額定電壓時線電壓波形正弦性畸變率應(yīng)不大于5％。

k．機組工作時振動的單振幅值應(yīng)不大于5.0mm。

(9)故障自動停機和保護裝置：

冷卻水溫度過高

機油壓力過低

發(fā)動機超速

發(fā)動機起動三次失敗

發(fā)動機起動后未能升速或達不到額定轉(zhuǎn)速

機組起動成功后升至額定轉(zhuǎn)速但發(fā)電機未能建壓或缺相

(10)聲光報警信號

冷卻水溫度過高

機油壓力過低

發(fā)動機超速

發(fā)動機起動三次失敗

發(fā)動機起動后未能升速或達不到額定轉(zhuǎn)速

機組起動成功后升至額定轉(zhuǎn)速但發(fā)電機未能建壓

緊急停機

DC24V電池組電壓過低

205.2.3 柴油發(fā)動機

直列四沖程重型柴油發(fā)動機，燃油系統(tǒng)為后冷式渦輪增壓直接注入點火，汽缸套可更換濕式油底殼潤滑系統(tǒng)。全電子自動控制調(diào)速。

（1）柴油發(fā)動機采用‘瑞典VOLVO PENTA公司’的產(chǎn)品。柴油機的主要配件（渦輪增壓器、空氣/燃油/機油濾清器、油水分離器、機油泵、聯(lián)軸器、電子調(diào)速器、直流起動電動機等）為柴油機原廠家配套（或柴油機原廠指定產(chǎn)品）。

(2)柴油發(fā)動機的功率與發(fā)電機的額定功率配套，滿足發(fā)電機全負荷功率輸出，包括完整的輔助設(shè)備和配件，符合相關(guān)技術(shù)標準以及本標書提出的要求，達到運行穩(wěn)定、動平衡好、震動小、損耗和噪聲低的優(yōu)良運行性能。

(3)燃油和機油系統(tǒng)：

a、機組燃油及機油消耗率低，在標準大氣狀態(tài)下，輸出額定功率時燃油消耗小，機油燃油過濾系統(tǒng)：高精度紙基過濾器，直流燃油電磁閥。

b、機油過濾：高精度紙基潤滑過濾器，帶旁通保護。

c、發(fā)電機組油箱：柴油發(fā)電機組機配足滿負荷運行所需8-16小時油箱，油箱設(shè)有油位計。

(4)冷卻系統(tǒng)：

a、發(fā)動機冷卻為風(fēng)冷式自帶風(fēng)扇水箱封閉水循環(huán)。

(5)電動起動系統(tǒng)：

a．發(fā)動機由DC24V直流電動機起動，可手動、自動起動。

b．DC24電源采用恒壓式充電器。

c．DC24V電池組采用封閉式鉛酸電池，電池容量滿足6次連續(xù)起動發(fā)動機而不致過度放電。

(6)聯(lián)軸器及避震裝置

a．柴油發(fā)動機與發(fā)電機采用柔性直接聯(lián)接。

b．柴油機和發(fā)電機與底座之間裝設(shè)避震器、底座安裝有減震措施。

(7)排風(fēng)與排煙系統(tǒng)

發(fā)動機配備消音功能大于15dB的消音器和膨脹節(jié)，發(fā)電機至消音器及消音器至排煙管采用不銹鋼軟性波紋管連接。

(8)調(diào)速：配置高精度電子調(diào)速器，并可手動調(diào)速。

205.2.4 交流發(fā)電機 

（1）發(fā)電機采用國產(chǎn)品牌‘上海斯坦福動力設(shè)備有限公司’‘格睿系列’的產(chǎn)品。

(2)三相四線制，額定電壓400/230V ，50HZ，。水平聯(lián)軸，防滴、網(wǎng)護式同步發(fā)電機，外殼防護等級IP23，H級絕緣， cosα滯后0.8。無刷自勵磁，固體電路，自動恒壓，電壓調(diào)整采用高精度電壓自動調(diào)整器（AVR）。

 (3)發(fā)電機特性：

發(fā)電機的特性與發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩特性匹配，使發(fā)電機滿載時能充分利用發(fā)動機功率而不超載。

205.2.5 發(fā)電機組控制柜

(1)柜體結(jié)構(gòu)：采用冷扎鋼板經(jīng)酸洗磷化噴漆，不易生銹，防護等級IP4X。符合 通用電器標準；顏色由業(yè)主確定。

 (3)空氣斷路器：

a．采用塑殼斷路器塑殼開關(guān)。

b．額定電流：按發(fā)電機 供電電流配置。

c． 分斷能力：50kA。

g．具有過載長延時脫扣、短路短延時脫扣、短路瞬時脫扣保護

主要技術(shù)指標

1. 電源：

直流輸入：9－35V（需要油機啟動信號時拉入）

交流輸入：取自一二路A、N相電壓，只要其中一路有電,即可工作,單相電壓＞180V。

輸入線電壓：0－270V（單相）╱0－460V（三相）

輸入三相電流：0－5A（額定）

頻率：50Hz

 (4)發(fā)電機組控制裝置：

a、自動化控制器采用‘鄭州眾智科技股份有限公司’6100U液晶顯示屏，漢字顯示機組工作狀態(tài)，并能顯示、設(shè)置工作參數(shù)：

可顯示：發(fā)電機電壓（各相）、發(fā)電機電流（各相）、頻率、有功功率、功率因素、有功電度、運行時間、冷卻水溫、機油油壓、轉(zhuǎn)速、主油箱油位、電池組電壓等參數(shù)。

故障存儲與查詢可指示：冷卻水溫度過高、機油壓力過低、發(fā)動機超速、發(fā)動機起動三次失敗、發(fā)動機起動后未能升速或達不到額定轉(zhuǎn)速 、機組起動成功后升至額定轉(zhuǎn)速但發(fā)電機未能建壓、緊急停機、日用主油箱油位過低、DC24V電池組電壓過低等事故報警記錄，故障記錄大于10條，可及自動更新。

具備頻率預(yù)調(diào)、電壓預(yù)調(diào)、發(fā)電機起動/停止手動控制、直流電池組自動浮充電、自動電壓調(diào)整器、音響報警、RS485通信接口。

b、開關(guān)及按鈕

發(fā)動機啟動手動/自動操作選擇開關(guān)、緊急停車按鈕、警告信號解除按鈕、故障復(fù)位按鈕、手動啟動鑰匙開關(guān)。

（5）發(fā)電機具備遠程“三搖”功能，提供開放的遠程通信協(xié)議和調(diào)試軟件，通信接口為RS485口。

a、搖控功能包括：故障復(fù)位、開機、停機、警告信號解除。

b、搖測功能包括：發(fā)電機電壓（各相）、發(fā)電機電流（各相）、頻率、有功功率、功率因素、有功電度、運行時間、冷卻水溫、機油油壓、轉(zhuǎn)速、油箱油位、電池組電壓。205.2.6 備用零件、附件

為確保柴油發(fā)電機組的正常和運行，便于監(jiān)視和檢測、維護、修理和提高運行可靠性。供貨商在交貨后十年內(nèi)供應(yīng)相同型號的備件或相同或較好質(zhì)量的替代品。