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发电机逆功率保护学习 发电机逆功率保护 　　发电机逆功率保护又称功率方向保护。一般而言，发电机的功率方向应该为由发电机流向母线，但是当发电机失磁或其他某种原因，发电机有可能变为电动机运行，即从系统中吸取有功功率。这就是逆功率。当逆功率达到一定值时，发电机的保护动作，或动作于发信号或动作于跳闸。 　1、概述说明 　　并网运行的汽轮发电机，在汽轮机的主汽门关闭之后，便作为同步电动机运行：吸收有功功率而拖着汽轮机转动，可向系统发出无功功率。由于汽轮机主汽门已关闭，汽机尾部叶片与残留蒸汽产生摩擦而形成鼓风损耗，长期运行过热而损坏。燃气轮机和水轮机也主要是对原动机的损害。发电机逆功率保护主要保护汽轮机不受损害。 　　对汽轮机逆功率保护的整定计算，就是要确定该保护的动作功率Pdz及动作延时t。 　　1、动作功率Pdz的整定 汽轮发电机逆功率保护的动作功率可按下式计算：Pdz=(Krel*P1)/η Pdz-逆功率保护的动作功率 Krel-可靠系数，取0.8 P1-主汽门关闭后，汽轮机维持同步转速旋转所消耗的功率，该功率的大小除与汽轮机的结构及容量有关之外，还与汽轮发电机的主蒸汽系统的结构(管道结构及有无旁路管道等)有关，一般取额定功率的1.5~2% η-发电机拖动汽轮发电机旋转时的效率，取0.98~0.99 所以：Pdz≈(1.2~1.6%)PN PN-发电机的额定功率。 实际中，Pdz=可取1~1.5%PN。 　　2、动作延时发电机逆功率保护的动作延时，应按照汽轮发电机主汽门关闭后允许运行的时间来整定，该允许时间一般为10~15min。计算及运行实践表明，当汽轮机蒸汽系统有旁路管道时，允许运行时间还要长一些。 因此，若按照汽轮机主汽门关闭之后允许运行的时间来整定保护的动作延时，可取5~10min。动作后作用于解列灭磁。 　　另外，投运的大型汽轮发电机，多采用逆功率保护去启动程序跳闸回路，此时，动作时间通常取1~2s。 对于程控逆功率保护，由于动作时间短，在主汽门点闭后很短的时间内，由于汽轮机及发电机的惯性，实际逆功率可能很小，因此逆功率的定值不应大于1%PN。 　　2、原理介绍 　　当发电机出现逆功率(外部功率指向发电机，也就是发电机变成电动机工况)，逆功率保护动作断路器跳闸。需要采集三相电压和二相电流信号。 　　由于一次能源形态的不同，可以制成不同的发电机。利用水利资源和水轮机配合，可以制成水轮发电机;由于水库容量和水头落差高低不同，可以制成容量和转速各异的水轮发电机。利用煤、石油等资源，和锅炉，涡轮蒸汽机配合，可以制成汽轮发电机，这种发电机多为高速电机(3000rpm)。 此外还有利用太阳能、风能、原子能、地热、潮汐、生物能等能量的各类发电机。 此外，由于发电机工作原理不同又分作直流发电机，异步发电机和同步发电机。在广泛使用的大型发电机都是同步发电机。 　　何为逆功率? 　　众所周知，发电机的功率方向应该由发电机方向流向系统方向。但由于某种原因，当汽轮机失去原动力，而发电机出口开关又未能跳闸，则功率方向变为由系统流向发电机，即发电机变为电动机在运行。此时发电机从系统中吸取有功功率，此即为逆功率。 　　逆功率的危害 　　发电机逆功率保护是汽轮机由于某种原因导致主汽门关闭而失去原动力时，发电机变为电动机带动汽轮机旋转，汽轮机叶片在无蒸汽情况下高速旋转会引起鼓风摩擦，特别是在末级叶片可能会引起过热，导致转子叶片的损坏事故。 　　所以说逆功率保护实则是对汽轮机无蒸汽运行的保护。 　　发电机的程序逆功率保护 　　发电机程序逆功率保护主要是防止发电机在带有一定负荷的情况下，突然跳开发电机出口开关而汽轮机主汽门又未能全部关闭的情况。在此情况下，汽轮发电机组极易发生超速，甚至飞车。为避免此种情况，对于非短路故障的某些保护，动作信号发出后，先作用于关闭汽轮机主汽门，待发电机逆功率继电器动作后，与主汽门关闭的信号组成与门，经一短时限组成程序逆功率保护，动作作用于全停。 　　逆功率保护与程序逆功率保护的区别 　　逆功率保护是为了防止逆功率后，发电机变为电动机，带动汽轮机旋转，造成汽轮机的损坏。归根到底，是怕原动机动力不足，反被系统带着跑! 　程序逆功率保护是为了防止发电机组突然解列后，主汽门未完全关闭，导致汽轮机超速，从而利用逆功率来规避。归根到底，是怕原动机动力太足导致机组超速! 　　所以说严格意义上来说，逆功率保护是发电机继电保护的一种，但主要是保护汽轮机。而程序逆功率保护不是一种保护而是为了实现程序跳闸而设置的动作过程，也叫程序跳闸，一般应用于停机方式。 　　关键的是逆功率只要定值达到就会跳闸，而程序逆功率除了定值达到，还要求汽机主汽门关闭，所以说在机组启动过程中并网瞬间，一定要避免逆功率动作。

唯有切断供气才是制止柴油发电机飞车行之有效的方法 柴油发电机飞车的实质是喷油泵调速器作用失灵，供油量不能随负荷减小（转速相应升高）而减小引起的飞车；或者是气缸内进入了额外的燃油或过多的机油，使燃料燃烧产生的动力大大超过柴油发电机的运转阻力（机械摩擦阻力及外界负荷），柴油发电机工作失去平衡而引起的飞车。 “飞车”产生的原因： 1.调速器部分（1）油泵齿条（拉杆）卡滞在 供油位置。原因是装配过紧，或进入脏物，或固定螺母、销子和腱等连接件漏装或脱落。（2）调速器弹簧断裂，飞锤脱出或卡滞；高速限制螺钉不起作用。（3）调速器内加入润滑机油太多，影响飞锤的惯性作用而无法灵嫩地控制喷油泵油量。在冬季机油如果冻结，飞锤不能飞甩，更易造成“飞车"。 2.油泵部分（1）油泵柱塞卡滞在 供油位置造成“飞车”。若在柴油发电机工作过程中发生“飞车”，多是因油泵内进入了脏油，油中带进的水和机械杂质进人柱塞副的间隙中，引起柱塞卡滞。（2）安装不当，如带动油泵柱塞的齿条和齿轮的啮合关系装错了，或柱塞装反。（3）为了调大供油量，使柱塞螺旋槽旋度过大。 防止“飞车”的措施：（1）调试喷油泵总成时，要严格地按照调试工艺检修。调整喷油泵和调速器的各个零件和组合件、各连接点磨损时必须修复，指坏件要及时更换。装配时要严格按照工艺步骤与要求进行， 要在技术状态良好的喷油泵试验台上进行的调试。调试内容包括三方面：不同工作情况供油量的调整，调速器的调整，供油角度的调整。现在有轻视喷油泵的倾向，认为手工就可以解决油泵的切问题，就是上试验台也只是调一下供油量与供油均匀性，这种看法和做法是造成“飞车"的重要原因。若在工作中油泵进入了脏油致使柱塞卡滞，应首先检查清洗柴油粗细弗列加滤清器，放出油箱中沉淀物和水，然后排除柱塞卡滞现象，必要时应拆卸油泵柱塞（包括喷油嘴）进行清诜。（2）当发生“飞车"时，应沉着、果断、采取紧急熄火措施。这样就可避免机器事故和保障人身。常采用紧急熄火的方法有：立即停止供油，将凋速手柄拉到熄火位置，顺手关掉油箱开关或用扳手卸掉高压油管，（3）立即停止供气，用棉衣紧紧包住弗列加滤清器的空气入口，或用力拔下弗列加滤清器，堵死进气口。（4）打开减压装置。减压后气门不能关死，致使柴油发电机熄火。不过采用此法等于在配气机构中造成数毫米的间隙，在高速下，这样大的间隙，将形成很大的冲击，可能掼坏减压机构、气门弹簧或配气系统的其它零件。如果减压机构被打坏，则会停不住车。如在行进中，可刹车增大负荷，迫使发电机熄火。 飞车后的应急措施处理飞车的措施基本上有3个：加大负荷；切断供油（高压油）；切断供气短加大负荷的方法是挂高挡并强行制动迫使发电机熄火、这样做虽然有效，但容易造成发电机和传动部分零件的损坏，并容易导致交通事故。 切断供油从原理上是说得通的、但实际上却不怎么有效。原因是飞车多发生在发电机空载运行时，由于喷油泵柱塞套上的吸、排油口在高速下产生了较强的节流作用，使供油量比额定油量还大，这些燃油喷入气缸后无法完全燃烧，除以大量浓黑烟的形式排出外，必然还有部分燃油滯留在发电机活塞顶部。因此即使在发生飞车时立即切断高压油供给，但活塞頂部的残油足以维持相当时间的继续燃烧，不能使发电机转速立即降下来，浪费了宝贵的时回，眼睁睁地看着发电机损坏而束手无策。 唯有切断供气才是制止飞车行之有效的方法，没有空气中的氧气助燃，燃油就没有办法继续燃烧。切断供气的方法按发电机结构不同而有所区别。有减压机构的，应立即使发电机减压；有由机械纵或气动操纵的进、排气动装置的，应立即实行阻气能动；若这些机构都没有，可堵住发电机进气口，使其缺氧而自熄。