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。

1800KW柴油发电机组技术要求 柴油发电机组的首次带载能力：发电机组可首次加载，且电压降≤30%，频率降≤15%； 额定功率(12小时内输出功率）≥ 1600KW； 备用功率(1小时 输出功率）≥1760KW； 额定电压 ： 10.5kV； 额定频率 ： 50Hz±2％ 3相 ； 电压波动范围： +2％ ~ -2％ 电压波形近似于正弦波； 1、柴油发电机组主要技术参数 接线方式：三相 频率：50Hz 功率因数：0.8（滞后） 开机至加载到满载的时间：≤15S 启动间隔：10s以内 稳态电压调整率：<±2.5％ 动态电压调整率：±15％ 电压稳定时间：< 3s 电压波动率：< 1.0％ 频率稳态调整率：±5％ 频率瞬态调整率：±10％ 频率稳定时间：<3s 频率波动率：<1.0％ 大修时间间隔：运行累计30000h以上 机组空载电压整定范围：不小于 95％～105％额定电压。 机组在空载额定电压时的线电压波形正弦性畸变率不大于 5％。 机组操作方式：机组可手动、自动起动。 柴油发电机组需配套预热装置。 起动方式：24V直流电压起动 蓄电池型式：免维护铅酸启动型蓄电池 蓄电池容量：当极端环境温度为-40℃时应能满足连续起动不少于 6 次起动（厂家要对电池容量计算做出详细说明） 充电装置：控制电压范围 18～30V，蓄电池电压低于 18V 时自动接通充电装置，电压高于 30V时，自动切断充电装置，充电装置输入为 220V交流电。充电装置按起动和控制各设一套，充电装置充电市电掉电自动报警。 机组的自动装置、控制、保护、信号、同期调速系统、停机、起动系统均采用直流电源 24V，控制设备、24V蓄电池及充电设备均由柴油发电机组卖方成套提供。 自起动装置应在市电失压一秒内发出市电故障信号，同时发出自起动命令。柴油发电机组应具备连续三次自起动功能，连续三次起动失败，则发出起动失败信号，亦闭锁自起动回路。 机组应装设手动和电动操作紧急停机装置。 2、柴油发动机的主要参数: 柴油发动机各项性能、指标不低于卡特彼勒、奔驰( MTU)、康明斯品牌成熟产品。 型式： 四冲程，直列或者V型排列，不得低于16汽缸，闭式循环水冷却，电喷或电子调速 频率： 50Hz 额定转速： 1500RPM 冷却方式： 水冷却 排量：≥95L 燃油耗量：≦200g/kW.hr 燃油型号：国产#-35 柴油 润滑油量： L/hr 润滑油型号： API CG-4 15W/40 起动方式：电起动 调速方式：电喷/电子 从起动到具备带额定负荷的时间必须小于等于15秒 3、发电机的主要参数 发电机各项性能、指标不低于卡特彼勒、康明斯、法国利莱森玛（LEROY-SOMER）品牌成熟产品。 型式： 三相同步交流发电机 额定电压：10.5kV 额定频率：50Hz 功率因数： 0.8（滞后） 电机效率：≥95% 定子线圈接线：三相四线， Y接线，高电阻接地 绝缘等级：H级 励磁方式：快速反应的励磁系统，并配置 AVR或DSR(数字式自动励磁调节器) 防护等级：IP23 4、控制器 柴油发电机组生产厂原厂数字控制屏（中文显示），各项性能、指标不低于卡特彼勒、奔驰( MTU)、康明斯品牌成熟产品。 控制屏型式：金属外壳喷塑 防护等级：IP41 LCD液晶 按中文，英文双语可切换显示，控制屏符合 通用电器标准。 适合远程监控的通信端口。 自动控制 当市电断电后，其低压母线上电压继电器失压信号送出接点信号到柴油机组，由机组判断，在持续维持3 秒（即延时 3 秒）时，机组可以确认为需要启动，否则不启动，3 秒时间应可调；也可以是收到由 DCS 外来接点输入，机组可以确认为需要直接启动。如果已经确认需要启动，那么应在此后 12 秒内完成自动起动、建立电压、频率达到额定值、机组出口主开关（带电操）自动闭合投入供电的过程。此时柴油发电机组首次加载，首次加载能力不低于柴油发电机组额定容量的 70％；首次加载时，柴油机实际输出功率不应小于发电机初始投入的起动有功功率的2 倍。 市电断电信号到发电机主开关合闸带额定负荷的时间不应超过 15 秒。 12小时内允许超载 10％运行 1 小时， 或在热状态下，能在150％ 额定容量下运行，时间为 60 秒。市电恢复正常后，机组出口主开关人工就地断开，机组延时 2～5分钟停机。 自动控制系统完成包括对保安电源系统开关的监视功能，主要是显示相关开关的状态。