發電機逆功率保護學習
      發電機逆功率保護

  發電機逆功率保護又稱功率方向保護。一般而言，發電機的功率方向應該為由發電機流向母線，但是當發電機失磁或其他某種原因，發電機有可能變為電動機運行，即從系統中吸取有功功率。這就是逆功率。當逆功率達到一定值時，發電機的保護動作，或動作于發號或動作于跳閘。

  1、概述說明

  并網運行的汽輪發電機，在汽輪機的主汽門關閉之后，便作為同步電動機運行：吸收有功功率而拖著汽輪機轉動，可向系統發出無功功率。由于汽輪機主汽門已關閉，汽機尾部葉片與殘留蒸汽產生摩擦而形成鼓風損耗，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，取0.8 P1-主汽門關閉后，汽輪機維持同步轉速旋轉所消耗的功率，該功率的大小除與汽輪機的結構及容量有關之外，還與汽輪發電機的主蒸汽系統的結構(管道結構及有無旁路管道等)有關，一般取額定功率的1.5~2% η-發電機拖動汽輪發電機旋轉時的效率，取0.98~0.99 所以：Pdz≈(1.2~1.6%)PN PN-發電機的額定功率。 實際中，Pdz=可取1~1.5%PN。

  2、動作延時發電機逆功率保護的動作延時，應按照汽輪發電機主汽門關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，當汽輪機蒸汽系統有旁路管道時，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，由于汽輪機及發電機的慣性，實際逆功率可能很小，因此逆功率的定值不應大于1%PN。

  2、原理介紹

  當發電機出現逆功率(外部功率指向發電機，也就是發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號。

  由于一次能源形態的不同，可以制成不同的發電機。利用水利資源和水輪機配合，可以制成水輪發電機;由于水庫容量和水頭落差高低不同，可以制成容量和轉速各異的水輪發電機。利用煤、石油等資源，和鍋爐，渦輪蒸汽機配合，可以制成汽輪發電機，這種發電機多為高速電機(3000rpm)。 此外還有利用太陽能、風能、原子能、地熱、潮汐、生物能等能量的各類發電機。 此外，由于發電機工作原理不同又分作直流發電機，異步發電機和同步發電機。在廣泛使用的大型發電機都是同步發電機。

  何為逆功率?

  眾所周知，發電機的功率方向應該由發電機方向流向系統方向。但由于某種原因，當汽輪機失去原動力，而發電機出口開關又未能跳閘，則功率方向變為由系統流向發電機，即發電機變為電動機在運行。此時發電機從系統中吸取有功功率，此即為逆功率。

  逆功率的危害

  發電機逆功率保護是汽輪機由于某種原因導致主汽門關閉而失去原動力時，發電機變為電動機帶動汽輪機旋轉，汽輪機葉片在無蒸汽情況下高速旋轉會引起鼓風摩擦，特別是在末級葉片可能會引起過熱，導致轉子葉片的損壞事故。

  所以說逆功率保護實則是對汽輪機無蒸汽運行的保護。

  發電機的程序逆功率保護

  發電機程序逆功率保護主要是防止發電機在帶有一定負荷的情況下，突然跳開發電機出口開關而汽輪機主汽門又未能全部關閉的情況。在此情況下，汽輪發電機組極易發生超速，甚至飛車。為避免此種情況，對于非短路故障的某些保護，動作號發出后，先作用于關閉汽輪機主汽門，待發電機逆功率繼電器動作后，與主汽門關閉的號組成與門，經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別

  逆功率保護是為了防止逆功率后，發電機變為電動機，帶動汽輪機旋轉，造成汽輪機的損壞。歸根到底，是怕原動機動力不足，反被系統帶著跑!

  程序逆功率保護是為了防止發電機組突然解列后，主汽門未完全關閉，導致汽輪機超速，從而利用逆功率來規避。歸根到底，是怕原動機動力太足導致機組超速!

  所以說嚴格意義上來說，逆功率保護是發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程序跳閘而設置的動作過程，也叫程序跳閘，一般應用于停機方式。

  關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閉，所以說在機組啟動過程中并網瞬間，一定要避免逆功率動作。

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