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發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)學(xué)習(xí)
發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)
發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)又稱功率方向保護(hù)。一般而言，發(fā)電機(jī)的功率方向應(yīng)該為由發(fā)電機(jī)流向母線，但是當(dāng)發(fā)電機(jī)失磁或其他某種原因，發(fā)電機(jī)有可能變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)運(yùn)行，即從系統(tǒng)中吸取有功功率。這就是逆功率。當(dāng)逆功率達(dá)到一定值時(shí)，發(fā)電機(jī)的保護(hù)動(dòng)作，或動(dòng)作于發(fā)信號(hào)或動(dòng)作于跳閘。
1、福建莆田概述說明
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。
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、福建莆田動(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、福建莆田動(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。
2、福建莆田原理介紹
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、福建莆田石油等資源，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)。 此外還有利用太陽能、福建莆田風(fēng)能、福建莆田原子能、福建莆田地?zé)帷⒏＝ㄆ翁锍毕?、福建莆田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)。
何為逆功率?
眾所周知，發(fā)電機(jī)的功率方向應(yīng)該由發(fā)電機(jī)方向流向系統(tǒng)方向。但由于某種原因，當(dāng)汽輪機(jī)失去原動(dòng)力，而發(fā)電機(jī)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(jī)，即發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)在運(yùn)行。此時(shí)發(fā)電機(jī)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(jī)逆功率保護(hù)是汽輪機(jī)由于某種原因?qū)е轮髌T關(guān)閉而失去原動(dòng)力時(shí)，發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)帶動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)葉片在無蒸汽情況下高速旋轉(zhuǎn)會(huì)引起鼓風(fēng)摩擦，特別是在末級(jí)葉片可能會(huì)引起過熱，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子葉片的損壞事故。
所以說逆功率保護(hù)實(shí)則是對(duì)汽輪機(jī)無蒸汽運(yùn)行的保護(hù)。
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增壓型柴油發(fā)電機(jī)機(jī)簡(jiǎn)介
1）發(fā)動(dòng)機(jī)依靠缸內(nèi)燃燒發(fā)出功率。因此，進(jìn)入缸內(nèi)的燃油和空氣是基本的兩大要素，兩者要合理調(diào)配，燃燒才能完全，使之達(dá)到功率大而燃油省的目的。
2）燃油的輸入量是可以控制的，關(guān)鍵是空氣吸入量。一般發(fā)動(dòng)機(jī)靠自然吸氣，空氣吸入量受發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)阻力的限制，僅能吸入70%～80%（以1個(gè)大氣壓計(jì)，吸入氣缸的空氣體積與氣缸容積的百分比），因此功率難以提高。
3）增壓型柴油機(jī)的基本特征就是采用了“增壓器”。因此，進(jìn)入氣缸的空氣不是依靠自然吸氣，而是由增壓器強(qiáng)制將空氣壓入或“填入”氣缸，從而使空氣量增多，噴射的燃油量也可相應(yīng)增加，不但發(fā)動(dòng)機(jī)功率大大提高，而且由于燃燒完全，相應(yīng)降低了耗油量，尾氣煙度也有所改善。
4）廢氣渦輪增壓器利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣壓力推動(dòng)渦輪，帶動(dòng)另一端的葉輪壓氣機(jī)“鼓充”進(jìn)氣，葉輪轉(zhuǎn)速每分鐘一般達(dá)10萬轉(zhuǎn)左右。采用這種內(nèi)燃機(jī)增壓技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)為增壓型，其功率比自然吸氣型提高20%～40%，燃油消耗率也顯著下降。
5）進(jìn)氣氣缸的空氣通過廢氣渦輪增壓器后，由于受壓縮功的影響，其溫度大幅度提高（全負(fù)荷時(shí)一般達(dá)到12℃左右），空氣密度卻顯示下降，限制了功率的進(jìn)一步的提高，因此出現(xiàn)了“增壓中冷”技術(shù)?！霸鰤褐欣洹笔菍l(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液或汽車前端的進(jìn)風(fēng)通過“中冷器”（即熱交換器）對(duì)已增壓過的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣進(jìn)行“中間冷卻”。水冷型可將進(jìn)氣溫度降至90℃左右，空氣冷卻型可將進(jìn)氣溫度降至50℃左右。采用增壓中冷技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)為增壓中冷型，其功率比增壓型進(jìn)一步提高，油耗也相應(yīng)地進(jìn)一步減少。
6）B系列柴油機(jī)有3種吸氣形式——自然吸氣型、福建莆田當(dāng)?shù)卦鰤盒秃驮鰤褐欣湫汀Ｒ揽窟@種技術(shù)，B系列柴油機(jī)在缸徑、福建莆田當(dāng)?shù)貨_程和轉(zhuǎn)速不變的情況下，可逐級(jí)提高它的功率和轉(zhuǎn)矩，因而明顯擴(kuò)大了系列內(nèi)柴油機(jī)的功率范圍。以B系列6缸機(jī)為例：自然吸氣型（代號(hào)6B)的額定功率為96kW，增壓型（代號(hào)6BT）的額定功率為118kW，增壓中冷型（代號(hào)6BTA）的額定功率140kW，它們的轉(zhuǎn)矩和燃油消耗量也分別不同程度地逐級(jí)得到提高和減少。
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