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發(fā)電機逆功率保護學習
發(fā)電機逆功率保護
發(fā)電機逆功率保護又稱功率方向保護。一般而言,發(fā)電機的功率方向應該為由發(fā)電機流向母線,但是當發(fā)電機失磁或其他某種原因,發(fā)電機有可能變?yōu)殡妱訖C運行,即從系統(tǒng)中吸取有功功率。這就是逆功率。當逆功率達到一定值時,發(fā)電機的保護動作,或動作于發(fā)信號或動作于跳閘。
1、山西朔州概述說明
并網(wǎng)運行的汽輪發(fā)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(tǒng)發(fā)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(chǎn)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(fā)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、山西朔州動作功率Pdz的整定 汽輪發(fā)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(shù),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(fā)電機的主蒸汽系統(tǒng)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(fā)電機拖動汽輪發(fā)電機旋轉時的效率,取0.98~0.99 所以:Pdz≈(1.2~1.6%)PN PN-發(fā)電機的額定功率。 實際中,Pdz=可取1~1.5%PN。
2、山西朔州動作延時發(fā)電機逆功率保護的動作延時,應按照汽輪發(fā)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(tǒng)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(fā)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(nèi),由于汽輪機及發(fā)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、山西朔州原理介紹
當發(fā)電機出現(xiàn)逆功率(外部功率指向發(fā)電機,也就是發(fā)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(tài)的不同,可以制成不同的發(fā)電機。利用水利資源和水輪機配合,可以制成水輪發(fā)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(fā)電機。利用煤、山西朔州石油等資源,和鍋爐,渦輪蒸汽機配合,可以制成汽輪發(fā)電機,這種發(fā)電機多為高速電機(3000rpm)。 此外還有利用太陽能、山西朔州風能、山西朔州原子能、山西朔州地熱、山西朔州潮汐、山西朔州生物能等能量的各類發(fā)電機。 此外,由于發(fā)電機工作原理不同又分作直流發(fā)電機,異步發(fā)電機和同步發(fā)電機。在廣泛使用的大型發(fā)電機都是同步發(fā)電機。
何為逆功率?
眾所周知,發(fā)電機的功率方向應該由發(fā)電機方向流向系統(tǒng)方向。但由于某種原因,當汽輪機失去原動力,而發(fā)電機出口開關又未能跳閘,則功率方向變?yōu)橛上到y(tǒng)流向發(fā)電機,即發(fā)電機變?yōu)殡妱訖C在運行。此時發(fā)電機從系統(tǒng)中吸取有功功率,此即為逆功率。
逆功率的危害
發(fā)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(fā)電機變?yōu)殡妱訖C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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發(fā)電機磁場運行的五種方式
勵磁是指為發(fā)電機提供運行磁場的過程,根據(jù)勵磁處理方式的不同,有五種方式:他勵方式、山西朔州本地自勵方式、山西朔州本地混合式勵磁、山西朔州本地轉子繞組雙軸勵磁及定子繞組勵磁方式。
(1)他勵方式:發(fā)電機的勵磁不是同步發(fā)電機本身供給,而是由其他電源供給。 (2)自勵方式:發(fā)電機的勵磁由同步發(fā)電機本身發(fā)出的交流經(jīng)整流后供給。
(3)混合式勵磁方式:分為同軸直流勵磁機他勵加串聯(lián)變壓器自串聯(lián);同軸直流勵磁機他勵加勵磁變壓器自并勵;同軸交流勵磁機他勵加串聯(lián)變壓器自串聯(lián)。
(4)轉子繞組雙軸勵磁方式:其特點是穩(wěn)定性高;有功、山西朔州本地無功可相互獨立調(diào)節(jié);引入滑差頻率的交流信號加入勵磁,可以控制具有轉子滑差的運行;事故停機時間短;勵磁繞組短路下失磁運行,對轉子起了屏蔽作用,使轉子渦流產(chǎn)生的損耗減少了約3/4;可承受短時間的沖擊負載。但造價高。
(5)定子繞組勵磁方式:有光滑轉子、山西朔州本地有齒的轉子、山西朔州本地有契形導體短路結構轉子、山西朔州本地有大功率短路繞組的轉子。特點是結構簡單、山西朔州本地可靠性高、山西朔州本地成本低。為解決大容量超高壓輸電系統(tǒng)出現(xiàn)的無功引起過電壓的問題提供了有效的解決辦法。
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