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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(chēng)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、陜西概述說(shuō)明
并網(wǎng)運(yùn)行的汽輪發(fā)電機(jī)，在汽輪機(jī)的主汽門(mén)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(mén)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(guò)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、陜西動(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(mén)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、陜西動(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(mén)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(mén)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(mén)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、陜西原理介紹
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(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、陜西石油等資源，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、陜西風(fēng)能、陜西原子能、陜西地?zé)帷㈥兾鞒毕?、陜西生物能等能量的各?lèi)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(kāi)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(mén)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(wú)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(guò)熱，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子葉片的損壞事故。
所以說(shuō)逆功率保護(hù)實(shí)則是對(duì)汽輪機(jī)無(wú)蒸汽運(yùn)行的保護(hù)。
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柴油發(fā)電機(jī)中SVG與SVC的區(qū)別
柴油發(fā)電機(jī)中作為改善電能質(zhì)量的無(wú)功補(bǔ)償裝置已被用來(lái)有效地抑制電壓波動(dòng)與閃變、陜西本地減小諧波和畸變、陜西本地三相不平衡，使電壓的幅值和波形符合要求、陜西本地提高功率因數(shù)等。靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)是目前相對(duì)先進(jìn)實(shí)用的無(wú)功補(bǔ)償裝置，在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。而靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)是 型無(wú)功補(bǔ)償裝置，可以對(duì)負(fù)荷進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟隨。
電抗器電流是由一個(gè)可控硅閥組控制，借助于對(duì)可控硅觸發(fā)相角的調(diào)整，就可以改變流過(guò)電抗器的電流有效值，從而保證SVC在電網(wǎng)接入點(diǎn)的無(wú)功量正好能將該點(diǎn)電壓穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)，起到電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔谩?SVG以大功率電壓型逆變器為核心，通過(guò)調(diào)節(jié)逆變器輸出電壓的幅值和相位，或者直接控制交流側(cè)電流的幅值和相位，迅速吸收或發(fā)出所需的無(wú)功功率，實(shí)現(xiàn)快速動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)無(wú)功功率的目的。
發(fā)電機(jī)租賃響應(yīng)速度快一般SVC的響應(yīng)速速是2040ms。而SVG的響應(yīng)速度不大于5ms，能更好的抑制電壓波動(dòng)和閃變，在相同的補(bǔ)償容量下，SVG對(duì)電壓波動(dòng)和閃變的補(bǔ)償效果 。發(fā)電機(jī)租賃低電壓特性好SVG具有電流源的特性，輸出容量受母線電壓的影響很小。
這一優(yōu)點(diǎn)使SVG用于電壓控制時(shí)具有很大的優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)電壓越低，越需要?jiǎng)討B(tài)無(wú)功調(diào)節(jié)電壓，SVG的低電壓特性好，輸出的無(wú)功電流與系統(tǒng)電壓沒(méi)有關(guān)系，可以看作是一個(gè)可控恒定的電流源，系統(tǒng)電壓降低時(shí)，仍能輸出額定無(wú)功電流，具備很強(qiáng)的過(guò)載能力。
而SVC是阻抗型特性，輸出容量受母線電壓的影響很大，系統(tǒng)電壓越低，輸出無(wú)功電流的能力成比例降低，不具備過(guò)載能力。因此SVG的無(wú)功補(bǔ)償能力與系統(tǒng)電壓無(wú)關(guān)，而SVC的無(wú)功補(bǔ)償能力隨系統(tǒng)電壓的下降線性降低。
發(fā)電機(jī)租賃運(yùn)行性能提高SVC以可控硅調(diào)節(jié)電抗加多組電容作為無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕侄?，極容易發(fā)生諧振放大現(xiàn)象，導(dǎo)致事故，系統(tǒng)電壓波動(dòng)大時(shí)，補(bǔ)償效果受很大影響，運(yùn)行損耗大；SVG配套電容器不需要設(shè)置濾波器組，不存在諧振放大現(xiàn)象，SVG是有源型補(bǔ)償裝置，是采用可關(guān)斷器件IGBT構(gòu)成的電流源裝置，從而避免了諧振現(xiàn)象，運(yùn)行性能大大提高。
發(fā)電機(jī)租賃諧波特性SVC利用可控硅控制電抗器的等效基波阻抗，不僅受到系統(tǒng)諧波影響大，而且自身會(huì)產(chǎn)生大量的諧波，必須配套采用濾波器組，濾除SVC自身產(chǎn)生的諧波含量。
SVG采用三電平單相橋技術(shù)，單相可輸出5電平電壓波形，采用載波移相的脈沖調(diào)制方法，不僅受系統(tǒng)諧波影響小，還可以抑制系統(tǒng)的諧波。與SVC相比，SVG采用多重化、陜西本地多電平或脈寬調(diào)節(jié)技術(shù)等措施后，大大減少了補(bǔ)償電流中的諧波含量。
發(fā)電機(jī)租賃占地面積小在相同的補(bǔ)償容量下，SVG的占地面積比SVC的減少1/2到2/3.由于SVG使用的電抗器和電容器比SVC少，因此大大縮小了裝置的體積和占地面積。
SVC中的電抗器不僅本身體積比較大，而且考慮到相互間的安裝間隔，整體占地面積較大。綜上所述，SVG無(wú)功補(bǔ)償裝置由于響應(yīng)速度快、陜西本地諧波含量少、陜西本地?zé)o功調(diào)節(jié)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可以大大改善電網(wǎng)的電能質(zhì)量，目前已成為無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展方向。
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