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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,或動作于發信號或動作于跳閘。
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信號。
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,動作信號發出后,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,與主汽門關閉的信號組成與門,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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柴油發電機更換黏度高的機油成為夏季養護的重點之一
隨著柴油發電機使用時間的延長,柴油發電機機油質量也逐漸降低。因此,必須定期檢查,發現質量不合使用要求時,應立即更換。機油品質的好壞對發電機的正常運轉有看非常重要的影響。如果選擇不當或只圖一時便宜購買品質低劣的產品,會造成發電機早期磨損、降低發電機的使用壽命,嚴重時還會造成“拉缸、抱瓦”等惡性事故。炎炎夏日,換季更換黏度高的機油成為了廣大柴油發電機用戶夏季養護的重點之一。
到底夏季該如何選用機油?在保證潤滑的條件下,根據使用時的氣溫范圍、發電機溫度以及實際機況,盡可能選用黏度小的機油。對機況好、磨損比較小的發電機,則可以選擇黏度小的機油,而對磨損已比嚴重、間隙已比大的發電機,可適當選用黏度稍大的機油。此外,中于夏冬溫差比大,夏天油壓表普遍偏低。如果油壓表離奇偏高或偏低,比正常情況偏離太多或者不在含理范圍之內,那么就要徹底襝查一下,看看是不是發電機出了什么問顆,比如說傳感器壞了、油路堵了等。切忌看到油壓表偏低,就拼命選用極高黏度的機油。一船情況下,好的機油隨看溫度的廾高,黏度的變化會比平緩,而且不會迅變稀。如某知名品牌,雖然表面“看”起來黏度并不是非常高,但是使用起來黏度表現非常突出而有些品牌則表面“看”起來非?!梆ぁ?,但使用起來卻不盡如此,出現強烈的反差??磥恚瑥V大柴油發電機用戶選用機油還是得認牌子。一般知名的機油廠家都會提供產品比齊全的、不同黏度別的機油供各種用戶選用,只要按照正常的使用習慣選擇適當質量級別和黏度級別的潤滑油品即可。
對機油的檢查,通常是觀察機油外觀和油斑痕跡來確定機油能否繼續使用。判斷機油好壞的方法主要有以下兩種(1)直觀法。憑經驗觀察機油是否變質。如從外觀上發現機油中呈白色乳化油膜,說明機油中已混有大量水分,使添加劑遭到了破壞,并己使黏度降低。(2)試驗法。把機油尺擦凈后插入曲軸箱再取出,把黏附在油標尺上的機油滴落在白色濾紙上,觀察油滴擴散情況和油斑核心部分的顏色,以判明機油品質。如油滴擴散范圍較大,且外圍的顏色較淺,既機油已被燃油稀釋如果油滴核心部分是黑色,表明機油已變質。柴油發電機機油使用過久,由于金屬屑和外界雜質的混入以及機油本身理化性質的變化,會逐漸失去潤滑作用,必須及時更換。廠牌不同的汽車,對于換油周期的規定常有差異。機油更換不應以使用時間長短來衡量,而應以機油品質來確定。更換機油時,應趁熱車放出油底殼和粗、細弗列加濾清器內的機油。嚴格按柴油發電機的使用要求、工作環境選用規定牌號的機油,嚴禁使用劣質機油男外,使用機油時,應選用同一牌號的機油,在選用非同一牌號機油時,應將柴油發電機內的機油放盡,并用柴油清洗干凈柴油發電機后,方可換用其他牌號的機油。同時,要清洗機油弗列加濾清器,并更換濾芯,清潔曲軸箱通風裝置,拆下通風管和閥門,清洗后用壓縮空氣吹凈。裝復后檢查各接頭有無漏氣現象。
柴油發電機機油使用中變質的原因:柴油發電機油底殼里的機油,在使用中由于空氣接觸及因柴油發電機壓縮比較大,受熱程度高于柴油發電機中的機油,易被氧化。隨著油中的酸性物質、膠質、鐵屑、瀝青等增多,機油的顏色變黑,黏度也會變化,因而到了規定的換油期,需換新油。但有時換油不久,機油很快變質,顏色由深藍變黃,或是先變黑,后突然變灰。造成這種情況的原因多是機油中滲進了水分。油底殼中的機油滲入水后,由于機器的振動、運動機件的攪拌及發熱等因素,會由機油和水溶合而變質,降低其潤滑性。實踐證明,當水分達到1%時,機件磨損率提高2.5倍。
除了混入水分外,機油早期變質的原因還有以下幾個方面:
(1) 曲軸箱通氣性差,使機油散熱不良。活塞汽缸套之間雖有活塞環使之配合密封。但工作時難免會有一些燃燒氣體進入曲軸箱內。若活塞環嚴重磨損,則此現象更為嚴重。這樣一來,曲軸箱內的氣壓會升高。若曲軸箱內壓力高于外界大氣壓力,會對活塞運行有一定阻力,且會使機油從油底殼與汽缸體結合處向外滲漏。另外,由于泄漏到曲軸箱的氣體中含有Z-氧化硫。故易使機油變質。要防止上述情況的發生,只有使曲軸箱內的氣壓與外界大氣壓相等。
(2) 維護不當。在清洗曲軸箱的過程中,如果機油弗列加濾清器或散熱器清洗不夠徹底,或漏裝弗列加濾清器的密封墊圈,則在加入新機油后,即使使用時間只有幾個小時,也會使機油變得又黑又臟。此外,若機油弗列加濾清器的濾芯堵塞或損壞。又不及時加以清洗或更換,也會因濾清能力減弱而使機油變質。
(3) 機油牌號選用不對。
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