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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、華爾網概述說明
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、華爾網動作功率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、華爾網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、華爾網原理介紹
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、華爾網石油等資源，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、華爾網風能、華爾網原子能、華爾網地熱、華爾網潮汐、華爾網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。
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分析柴油機的工作原理及使用：柴油發電機柴油機的基本工作原理就是將高壓柴油噴入燃燒室中燃燒，釋放出熱能，再將熱能轉變成機械能做功。要想掌握柴油機的工作原理，首先必須了解上止點、華爾網本地下止點、華爾網本地活塞行程、華爾網本地配氣相位、華爾網本地燃燒室容積、華爾網本地汽缸工作容積、華爾網本地壓縮比、華爾網本地進氣行程、華爾網本地壓縮行程、華爾網本地做功行程和排氣行程等概念。
①上止點：指活塞離曲軸中心遠的位置或離汽缸蓋近的位置。
②下止點：指活塞離曲軸中心近的位置。
③活塞行程；指活塞在上、華爾網本地下兩個止點間的距離。從目前使用的柴油發電機柴油機情況看，135系列柴油機中活塞行程有140mm和150mm兩種，兩者之間有的配件相同，有的則不同，選購配件時應注意。
④配氣相位：柴油發電機組柴油機的進氣門和排氣門開始開啟和關閉的時刻用曲軸轉角表示時稱為配氣相位。
⑤燃燒室容積；指上止點以上的空間。
動到下止點時所對應的汽缸的容積。
⑦壓縮比汽缸總容積（即燃燒室容積與汽缸工作客積之和）與燃燒室容積之比，稱為壓縮比。
⑧進氣行程：其目的是保證汽缸內充滿足夠的新鮮空氣。活塞往下運動時，進氣門打開，周圍環境中的空氣被吸入汽缸，直到活塞到達下止點時，進氣門才關閉。
⑨壓縮行程；活塞由下止點向上止點運動的過程中，進氣門經下止點后延續了一定角度后關閉（主要目的是多吸入新鮮空氣）。此時，排氣門仍然關閉，汽缸處于密封狀態。由于活塞的向上運動，汽缸內的空氣被壓縮，壓縮終點的壓力達3~4Wa，溫度可達500℃一750℃。注意，柴油噴入燃燒室內開始燃燒的時刻是在上止點前一定角度而不是正好在上止點。
⑩做功行程；當活塞運行到上止點前一定角度時，噴油器開始向撒饒室內噴入高壓霧化柴油，柴油與高溫高壓空氣混合后，很快著火燃燒并釋放出大量的熱能。
這時，汽缸內氣體的壓力和溫度急速上升。在高壓氣體的推動下，活塞向下止點運動并通過連桿使曲軸旋轉輸出動力。做功行程實際上是柴油機將熱能轉化為機械能的過程。
排氣行程：在這個行程里，汽缸內的廢氣全部排出并再次吸入新鮮空氣，便進行下一個工作循環。
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柴油發電機組總體性能說明
柴油發電機組所配置之交流發電機全部為無刷自勵式NEWAGE（史丹福）發電機，這樣可免除對滑環和電刷的保養，又可使其工作可靠性更好，使用性能更優越，同時，NEWAGE良好的絕緣性能和較高的防護等級確保了機組長時間無故障使用。交流發電機的定子鐵芯是用絕緣處理的矽鋼片疊壓而成為一個極其堅固的鐵芯，柴油發電機組能夠承受較大的振動和負載沖擊，交流發電機的轉子系統包括轉動磁場系統，勵磁轉子/旋轉整流系統和冷卻風扇等。轉子是機械加式成楔形并支撐在繞線端，這樣使其超速可高達2250rpm而不會損壞，整個轉子系統為動態平衡以保證其無振運轉。一根高精度機械加工的軸穿過交流發電機的轉子系統。
在轉子系統驅動端是鋁鑄的離心式風扇，把冷空氣抽到通過在非驅動端的百頁窗然后從驅動端相似的百頁窗式的罩排出，絕緣測試：在安裝好發電機后，應首先檢查線圈的阻值，此時自動穩壓器應斷開，放置二極管可以臨時用電線短接，或者先斷開，所有的控制線路都要斷開。拆開中點和地之間的導線，用一個500V兆歐表或同類儀表測量從終端到地的阻抗，柴油發電機組到地的絕緣阻抗應超過5M%26Omega，如絕緣阻抗少于5M%26Omega，必須對線圈進行干燥處理，存放：當交流發電機不使用時，濕氣將會進線圈，為了 程度減少濕度凝結，應把發電機放在干燥通風的地方。
可能的話， 用發熱線保持線圈的干燥。當發電機從存放處移到安裝處時，應檢查繞阻的絕緣程度，如果讀數低于存放前，就要對線圈進行烘干處理，經過干燥后若兆歐表讀數低于1M%26Omega，說明絕緣已損壞，需要修理才能再用。
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