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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、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(guān)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(zhuǎn)動，可向系統(tǒng)發(fā)出無功功率。由于汽輪機主汽門已關(guān)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、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(guān)閉后，汽輪機維持同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)所消耗的功率，該功率的大小除與汽輪機的結(jié)構(gòu)及容量有關(guān)之外，還與汽輪發(fā)電機的主蒸汽系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(管道結(jié)構(gòu)及有無旁路管道等)有關(guān)，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(zhuǎn)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、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(guān)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(guān)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、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(zhuǎn)速各異的水輪發(fā)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(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、風能、原子能、地熱、潮汐、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(guān)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?qū)е轮髌T關(guān)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(zhuǎn)，汽輪機葉片在無蒸汽情況下高速旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(fā)電機的程序逆功率保護 發(fā)電機程序逆功率保護主要是防止發(fā)電機在帶有一定負荷的情況下，突然跳開發(fā)電機出口開關(guān)而汽輪機主汽門又未能全部關(guān)閉的情況。在此情況下，汽輪發(fā)電機組極易發(fā)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(fā)出后，先作用于關(guān)閉汽輪機主汽門，待發(fā)電機逆功率繼電器動作后，與主汽門關(guān)閉的信號組成與門，經(jīng)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(qū)別 逆功率保護是為了防止逆功率后，發(fā)電機變?yōu)殡妱訖C，帶動汽輪機旋轉(zhuǎn)，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(tǒng)帶著跑! 程序逆功率保護是為了防止發(fā)電機組突然解列后，主汽門未完全關(guān)閉，導致汽輪機超速，從而利用逆功率來規(guī)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(fā)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(xiàn)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(guān)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(guān)閉，所以說在機組啟動過程中并網(wǎng)瞬間，一定要避免逆功率動作。
延長發(fā)電機使用壽命和保證正常工作的重要一環(huán)是什么 磨損和軸承燒蝕，在很大程度上是由于潤滑不良所引起的。加強潤滑系統(tǒng)的檢修與保養(yǎng)，是延長設備使用壽命和保證其正常工作的重要一環(huán)。 柴油發(fā)電機工作時，由于燃料燃燒和運動機件間的摩擦都將產(chǎn)生大量熱量，促使機件受到強烈的熱，溫度升得很高。冷卻系統(tǒng)的任務就是強制地將零件所吸收的熱量及時散發(fā)出去，以保證其溫度在適當范圍內(nèi)，從而保證發(fā)動機的正常運轉(zhuǎn)。冷卻水溫度過高，將會造成汽缸和進氣道溫度過高，使進人的新鮮空氣因受熱而膨脹，減少充氣量，使發(fā)動機功率下降，油耗增加。冷卻系統(tǒng)在使用過程中，其常見故障有：水套和散熱器內(nèi)的水垢增加，散熱器破裂漏水，節(jié)溫器失靈以及水泵機件損壞等，這些故障都會降低冷卻系統(tǒng)的工作效能。因此，必須對冷卻系統(tǒng)進行定期維護與檢修。 潤滑系統(tǒng)的任務是將潔凈的、溫度適當?shù)臐櫥停C油）以一定的壓力送至各摩擦表面進行潤滑，使兩個摩擦表面之間形成一定的油膜層以避免干摩擦，減小摩擦阻力，減輕機械磨損，降低功率消耗，從而提高柴油發(fā)電機工作的可靠性和耐久性。潤滑系統(tǒng)的五大作用如下。 ①減摩：使兩零件間形成液體摩擦以降低摩擦因數(shù)，減少摩擦功，提高機械效率；減少零件磨損，延長使用壽命。 ②冷卻：通過潤滑油帶走零件所吸收的部分熱量，使零件溫度不致過高。 ③清潔：利用循環(huán)潤滑油沖洗零件表面，帶走因零件磨損形成的金屬屑等臟物。 ④密封：利用潤滑油膜，提高汽缸的密封性。 ⑤防銹：潤滑油附著于零件表面，可防止零件表面與水分、空氣及燃氣接觸而發(fā)生氧化和銹蝕，以減少腐蝕性磨損。 此外，潤滑油膜還有減輕軸與軸承間和其他零件間沖擊負荷的作用。 柴油發(fā)電機按機油輸送到運動零件摩擦表面的方式不同，其主要有三種潤滑方式：激濺式潤滑、壓力式潤滑和油霧潤滑。 只有小缸徑單缸柴油發(fā)電機，采用激濺式潤滑而不用機油泵（壓力式潤滑）的。它利用固定在連桿大頭蓋上特制的油勺，在每次旋轉(zhuǎn)中伸人到油底殼油面下，將機油飛濺起來，以潤滑發(fā)動機各摩擦表面。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、消耗功率小、成本低，缺點是潤滑不夠可靠，機油易起泡，消耗量大。 現(xiàn)代多缸柴油發(fā)電機大多采用以壓力循環(huán)潤滑為主、飛濺潤滑和油霧潤滑為輔的復合潤滑方式。復合潤滑方式工作可靠，并可使整個潤滑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化。對于承受負荷較大，相對運動速度較高的摩擦表面，如主軸承、連桿軸承、凸輪軸軸承等機件采用壓力潤滑。它是利用機油泵的壓力，把機油從油底殼經(jīng)油道和油管送到各運動零件的摩擦表面進行潤滑。這種潤滑方式潤滑可靠、效果好，并具有很高的清洗和冷卻作用。對于用壓力送油難以達到、承受負荷不大和相對運動速度較小的摩擦表面，如汽缸壁、正時齒輪和凸輪表面等處，則用經(jīng)軸承間隙處激濺出來的油滴進行潤滑。對于氣門調(diào)整螺釘球頭、氣門桿頂端與搖臂等處，則利用油霧附著于摩擦表面周圍，積多后滲入摩擦部位進行潤滑。 柴油發(fā)電機的某些輔助裝置（如風扇、水泵、啟動機和充電機等），只需定期地向相關(guān)部位加注潤滑脂即可。
從4個方面來分析并比較發(fā)電機的風冷和水冷系統(tǒng) 柴油發(fā)電機過冷或者過熱（即發(fā)電機冷卻能力過強或者過弱）都會對其動力性，經(jīng)濟性，工作可靠性帶來不利的影響。因此設計良好的冷卻系統(tǒng)，能夠保證發(fā)電機始終處于適宜的溫度下工作，以獲得較高的發(fā)電機經(jīng)濟性能，動力性能，工作可靠性指標等。冷卻系統(tǒng)的功用就是使發(fā)電機在各種工況下都保持在適當?shù)臏囟确秶鷥?nèi)，冷卻系統(tǒng)既要防止發(fā)電機過熱，又要防止冬季發(fā)電機過冷，在冷態(tài)下的發(fā)電機啟動之后，冷卻系統(tǒng)還要保證發(fā)電機迅速升溫，盡快達到正常的工作溫度。 冷卻系統(tǒng)，顧名思義，其主要作用就是對柴油發(fā)電機進行冷卻，保證柴油發(fā)電機在一定的溫度范圍內(nèi)可靠的工作，根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同，分為風冷系統(tǒng)和水冷系統(tǒng)兩種。下面康明斯發(fā)電機公司結(jié)合風冷系統(tǒng)和水冷系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)造、振動噪聲、冷卻效果、低溫性能、使用壽命，進行分析比較。 1.系統(tǒng)構(gòu)造：水冷柴油發(fā)電機的氣缸套分為干式氣缸套（不直接與水接觸）和濕式氣缸套（直接與水接觸），活塞在缸套內(nèi)往復運動時，將熱量傳給缸套，缸套又將熱量傳遞給冷卻液來實施冷卻，需要有水泵、水管、節(jié)溫器等專用零部件，構(gòu)造復雜；風冷柴油發(fā)電機則省去許多部件和環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)相對簡單，但風冷系統(tǒng)對材料的耐熱，耐磨，膨脹系數(shù)要求更高，制造起來技術(shù)工藝要求也比水冷要高。 2.振動噪聲：水冷系統(tǒng)由于在缸套外側(cè)配備水套，噪音經(jīng)過水后變小，從而大大降低了發(fā)電機內(nèi)部噪音，相對來說水冷柴油發(fā)電機的噪聲更小、震動較小，擁有更高的壓縮比，爆發(fā)力更強，功率更高，風冷系統(tǒng)需要風扇高速運轉(zhuǎn)來進行抽風與排風，風燥比較大，震動較為明顯。 3.冷卻效果：水冷系統(tǒng)的缸體和缸蓋剛度好，冷卻強度高，發(fā)電機內(nèi)部和外部冷卻均勻，冷卻水路設計自由度大，工作可靠，循環(huán)性好，降溫迅速，不容易過熱，不受環(huán)境影響；風冷系統(tǒng)的冷卻介質(zhì)為空氣，空氣的比熱容大約為水的比熱容的1/4左右，空氣的傳熱系數(shù)大概為水的傳熱系數(shù)的1/20—1/30左右，空氣的降溫效果不如水明顯，尤其在夏季使用中，水冷系統(tǒng)的優(yōu)勢更為明顯。 4.低溫性能：風冷系統(tǒng)啟動方便、運行經(jīng)濟，啟動后氣缸的溫度上升較快，在短時間內(nèi)即可進入大負荷工作狀態(tài)，沒有凍裂和過熱沸騰的危險，其低溫性能優(yōu)良；水冷系統(tǒng)啟動后，溫升比較緩慢，而且冷卻液更換不及時容易凍壞發(fā)電機，需要定期檢查冷卻液的質(zhì)量，低溫環(huán)境下風冷系統(tǒng)的優(yōu)勢更大。使用壽命風冷系統(tǒng)中于氣缸壁溫度高，升溫速度快，酸性腐蝕和磨損在很大程度上降低了，柴油發(fā)電機在露點以下的工作時間也大大縮短了，因而風冷系統(tǒng)機件腐蝕、銹蝕程度小，而且缸體、缸蓋、散熱器、冷卻部件上也不會像水冷系統(tǒng)一樣存有水垢；水冷系統(tǒng)時間久了，冷卻管道容易受到腐蝕和損壞，相關(guān)部件容易老化、開裂，水箱容易產(chǎn)生水垢反而影響冷卻效果，風冷系統(tǒng)使用壽命更長。
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