發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)背景介紹

并網(wǎng)運(yùn)行的汽輪發(fā)電機(jī)，在汽輪機(jī)的主汽門關(guān)閉之后，便作為同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行：吸收有功功率而拖著汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，可向系統(tǒng)發(fā)出無(wú)功功率。由于汽輪機(jī)主汽門已關(guān)閉，汽機(jī)尾部葉片與殘留蒸汽產(chǎn)生摩擦而形成鼓風(fēng)損耗，長(zhǎng)期運(yùn)行過熱而損壞。燃?xì)廨啓C(jī)和水輪機(jī)也主要是對(duì)原動(dòng)機(jī)的損害。發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)主要保護(hù)汽輪機(jī)不受損害。

當(dāng)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)逆功率（外部功率指向發(fā)電機(jī)，也就是發(fā)電機(jī)變成電動(dòng)機(jī)工況），逆功率保護(hù)動(dòng)作斷路器跳閘。需要采集三相電壓和二相電流信號(hào) 。

由于一次能源形態(tài)的不同，可以制成不同的發(fā)電機(jī)。利用水利資源和水輪機(jī)配合，可以制成水輪發(fā)電機(jī)；由于水庫(kù)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(jī)。利用煤、石油等資源，和鍋爐，渦輪蒸汽機(jī)配合，可以制成汽輪發(fā)電機(jī)，這種發(fā)電機(jī)多為高速電機(jī)(3000rpm)。 此外還有利用太陽(yáng)能、風(fēng)能、原子能、地?zé)?、潮汐、生物能等能量的各類發(fā)電機(jī)。 此外，由于發(fā)電機(jī)工作原理不同又分作直流發(fā)電機(jī)，異步發(fā)電機(jī)和同步發(fā)電機(jī)。在廣泛使用的大型發(fā)電機(jī)都是同步發(fā)電機(jī) 。

對(duì)汽輪機(jī)逆功率保護(hù)的整定計(jì)算，就是要確定該保護(hù)的動(dòng)作功率Pdz及動(dòng)作延時(shí)t 。

1、動(dòng)作功率Pdz的整定 汽輪發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)的動(dòng)作功率可按下式計(jì)算 ：

Pdz=(Krel*P1)/η

Pdz－逆功率保護(hù)的動(dòng)作功率

Krel－可靠系數(shù)，取0.8

P1－主汽門關(guān)閉后，汽輪機(jī)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(jī)的結(jié)構(gòu)及容量有關(guān)之外，還與汽輪發(fā)電機(jī)的主蒸汽系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（管道結(jié)構(gòu)及有無(wú)旁路管道等）有關(guān)，一般取額定功率的1.5~2% η－發(fā)電機(jī)拖動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)的效率，取0.98~0.99 所以：

Pdz≈（1.2~1.6%）PN

PN－發(fā)電機(jī)的額定功率。實(shí)際中，Pdz=可取1~1.5%PN 。

2、動(dòng)作延時(shí)發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)的動(dòng)作延時(shí)，應(yīng)按照汽輪發(fā)電機(jī)主汽門關(guān)閉后允許運(yùn)行的時(shí)間來(lái)整定，該允許時(shí)間一般為10~15min。計(jì)算及運(yùn)行實(shí)踐表明，當(dāng)汽輪機(jī)蒸汽系統(tǒng)有旁路管道時(shí)，允許運(yùn)行時(shí)間還要長(zhǎng)一些。 因此，若按照汽輪機(jī)主汽門關(guān)閉之后允許運(yùn)行的時(shí)間來(lái)整定保護(hù)的動(dòng)作延時(shí)，可取5~10min。動(dòng)作后作用于解列滅磁。 另外，投運(yùn)的大型汽輪發(fā)電機(jī)，多采用逆功率保護(hù)去啟動(dòng)程序跳閘回路，此時(shí)，動(dòng)作時(shí)間通常取1~2s。 對(duì)于程控逆功率保護(hù)，由于動(dòng)作時(shí)間短，在主汽門點(diǎn)閉后很短的時(shí)間內(nèi)，由于汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)的慣性，實(shí)際逆功率可能很小，因此逆功率的定值不應(yīng)大于1%PN 。

我國(guó)自行設(shè)計(jì)的發(fā)電機(jī)，以往不裝設(shè)逆功率保護(hù)，但采取以下措施 ：

(1) 主汽門關(guān)閉后，在控制室內(nèi)發(fā)信號(hào)，如主汽門誤關(guān)閉，檢查之后可迅速恢復(fù)供汽，使機(jī)組正常運(yùn)行，如幾分鐘恢復(fù)不了，可由值班員斷開發(fā)電機(jī)出口開關(guān) 。

(2) 采用聯(lián)鎖方法。當(dāng)主汽門關(guān)閉后，用主汽門輔助接點(diǎn)，經(jīng)延時(shí)切除發(fā)電機(jī)。上述方法雖然可行，但有不足之處，因?yàn)槎疾荒苷_地反映主汽門關(guān)閉情況。為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)逆功率的異常工況，歐洲一些國(guó)家在發(fā)電機(jī)上配置有逆功率保護(hù)，用于保護(hù)汽輪機(jī)。當(dāng)主汽門誤關(guān)閉或機(jī)爐保護(hù)動(dòng)作關(guān)閉主汽門而發(fā)電機(jī)出口開關(guān)未跳閘時(shí)，發(fā)電機(jī)變成電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)吸收有功和無(wú)功，這種工況對(duì)發(fā)電機(jī)并無(wú)影響但由于鼓風(fēng)損失，汽輪機(jī)尾部葉片有可能過熱，損壞尾部葉片而造成汽輪機(jī)事故。因此大機(jī)組不允許在這種工況下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，最多只允許運(yùn)行幾分鐘 。2100433B