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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。

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柴油发电机的负载和运转你知道多少呢

1．停车

为从线路中撤下发电机，执行如下步骤：

1）检查载荷，其值必须小于余下机组的额定容量。

注意，如果从线路中撤下发电机，将导致余下机组超负载，应首先卸去部分负载：

2）确保余下机组中某一中线接地。

3）按“负载分配”和“负载转移”中所叙述，从被撤下的机组上卸去负载。

4）断开断路器。

5）使发电机无负载运转5min，以使其冷却，停止发电机。

2．发电机起动后

如果需要修理或调整，则停止发电机，发电机运转时，不准在机器上工作。

1)发电机起动后立即观察机油压力表。

注意，如果5s之内机油压力不显示，停止发电机和作必要的检修。

2）将调速器控制手柄转到低速空转，使发电机达到正常运转范围（常需几分钟)。再进行一次“围转机器检查"，看有否渗漏等情况。

3．起动负载

(1)移动设备无负载

为在施加负载之前接合从动设备：

1）移动主调速器控制手柄至发电机中速。

2）设备无负载时接合移动设备。

3）确保发电机和从动设备仪表指示在运转范围。

4）移动调速控器制手柄至高速空转（满负载）位置。

5）向移动设备施加负载。

（2）移动设备有负载

1)移动调速器控制手柄至发电机中速。确保发电机仪表指示在正常运转范围。

2）移动调速器控制手柄至高速空转（满负载）位置。

3）接合负载。

4．发电机的运转

发电机起动后，在发电机运转时必须经常观察仪表。应确定各个仪表的正确读数。每当仪表读数有值得注意的变化时，应查明原因·

(1)仪表

1)转速表。转速表指示发电机每分钟转数。高速空转转速和满负载运转都打印在发电机铭牌上。发电机可以在这两个转速范围内运转而不会缩短发电机寿命。低负载或无负载的长时期高速空转对发电机不利。

2）发电机油压表。如果负载稳定以后，仪表读数波动。

①卸载。

②降低发电机转速至低速空转。

③观察机油平面。保持机油平面在油尺上"ADD”（加）和“FULL”（满）两个标记之间。如果油面正确，仪表读数仍然波动，停止发电机，向该公司咨询。

3）发电机缸套水温表。发电机应该在正常（绿色）范围以内运转。如果发电机在红色范围内运转，并且蒸气变得明显可见。

①降低负载和发电机转速。

②检查冷却液有否渗漏。

③决定发电机是否立即停车，或者发电机是否靠降低负载能够冷却。

注意，不准往热发电机里添加冷水，否则发电机零件会发生炸裂。使发电机冷却，然后再加冷却液。

发电机在负载下运转，如果温度表读数指示在冷范围（白色）或接近冷范围。

①检查水温表是否准确。

②检查气温器是否在正常温度范围，如有必要则更换。

4）燃油压力表。如果燃油滤清仪表指示在不正常范围，清洁燃油粗滤器，(有配置时）如果仪表仍然指示在不正常范围，则安装新的细滤器滤芯。

5）电流表。当发电机以额定转速运转，仪表指示在0刻度（+）向一边，则电流表读数是正常的。如果仪表指示在0刻度（一）一边，查明原因，排除故障。

6）空气滤清器保养指示器。当仅表指示器锁定在红色范围，停止发电机，保养空气滤清器。

7）校正仪表。校正仅表应用在某些发电机上以监测发电机系统的工作。如果发电机出现不正常状态，在发生故障和造成停机以前，应确定、分析和排除病因。发电机的运转范围是按照发电机以连续额定转速和额定负载运转；发电机升温以后，使用SAE30润滑油等条件而确定。如果任何一个仪表指示在或超出运转极限外，查明并排除故障。

注意，如果需要在发电机上或其周围工作，则停止发电机。仅表指示在极限或超出极限，不准运转发电机。

（1）高海拔运转

燃油系统的调整和海拔的极限都打印在发电机铭牌上。当发电机转移到较高海拔地区，这些调整必须由该公司进行，以防止损坏涡轮增压器，并提供 的发电机效率。

如果发电机转移到低于打印在发电机铭牌上的海拔地区，发电机能够运转。然而，它发出的功率将低于额定功率。燃油系统的调整应当由该公司进行，以获得额定功率。