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发电机逆功率保护学习
发电机逆功率保护
发电机逆功率保护又称功率方向保护。一般而言,发电机的功率方向应该为由发电机流向母线,但是当发电机失磁或其他某种原因,发电机有可能变为电动机运行,即从系统中吸取有功功率。这就是逆功率。当逆功率达到一定值时,发电机的保护动作,或动作于发信号或动作于跳闸。
1、内蒙古概述说明
并网运行的汽轮发电机,在汽轮机的主汽门关闭之后,便作为同步电动机运行:吸收有功功率而拖着汽轮机转动,可向系统发出无功功率。由于汽轮机主汽门已关闭,汽机尾部叶片与残留蒸汽产生摩擦而形成鼓风损耗,长期运行过热而损坏。燃气轮机和水轮机也主要是对原动机的损害。发电机逆功率保护主要保护汽轮机不受损害。
对汽轮机逆功率保护的整定计算,就是要确定该保护的动作功率Pdz及动作延时t。
1、内蒙古动作功率Pdz的整定 汽轮发电机逆功率保护的动作功率可按下式计算:Pdz=(Krel*P1)/η Pdz-逆功率保护的动作功率 Krel-可靠系数,取0.8 P1-主汽门关闭后,汽轮机维持同步转速旋转所消耗的功率,该功率的大小除与汽轮机的结构及容量有关之外,还与汽轮发电机的主蒸汽系统的结构(管道结构及有无旁路管道等)有关,一般取额定功率的1.5~2% η-发电机拖动汽轮发电机旋转时的效率,取0.98~0.99 所以:Pdz≈(1.2~1.6%)PN PN-发电机的额定功率。 实际中,Pdz=可取1~1.5%PN。
2、内蒙古动作延时发电机逆功率保护的动作延时,应按照汽轮发电机主汽门关闭后允许运行的时间来整定,该允许时间一般为10~15min。计算及运行实践表明,当汽轮机蒸汽系统有旁路管道时,允许运行时间还要长一些。 因此,若按照汽轮机主汽门关闭之后允许运行的时间来整定保护的动作延时,可取5~10min。动作后作用于解列灭磁。
另外,投运的大型汽轮发电机,多采用逆功率保护去启动程序跳闸回路,此时,动作时间通常取1~2s。 对于程控逆功率保护,由于动作时间短,在主汽门点闭后很短的时间内,由于汽轮机及发电机的惯性,实际逆功率可能很小,因此逆功率的定值不应大于1%PN。
2、内蒙古原理介绍
当发电机出现逆功率(外部功率指向发电机,也就是发电机变成电动机工况),逆功率保护动作断路器跳闸。需要采集三相电压和二相电流信号。
由于一次能源形态的不同,可以制成不同的发电机。利用水利资源和水轮机配合,可以制成水轮发电机;由于水库容量和水头落差高低不同,可以制成容量和转速各异的水轮发电机。利用煤、内蒙古石油等资源,和锅炉,涡轮蒸汽机配合,可以制成汽轮发电机,这种发电机多为高速电机(3000rpm)。 此外还有利用太阳能、内蒙古风能、内蒙古原子能、内蒙古地热、内蒙古潮汐、内蒙古生物能等能量的各类发电机。 此外,由于发电机工作原理不同又分作直流发电机,异步发电机和同步发电机。在广泛使用的大型发电机都是同步发电机。
何为逆功率?
众所周知,发电机的功率方向应该由发电机方向流向系统方向。但由于某种原因,当汽轮机失去原动力,而发电机出口开关又未能跳闸,则功率方向变为由系统流向发电机,即发电机变为电动机在运行。此时发电机从系统中吸取有功功率,此即为逆功率。
逆功率的危害
发电机逆功率保护是汽轮机由于某种原因导致主汽门关闭而失去原动力时,发电机变为电动机带动汽轮机旋转,汽轮机叶片在无蒸汽情况下高速旋转会引起鼓风摩擦,特别是在末级叶片可能会引起过热,导致转子叶片的损坏事故。
所以说逆功率保护实则是对汽轮机无蒸汽运行的保护。
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发电机多种异常状态及危害
随着电力工业的迅速发展,发电机单机容量的不断增加,大型发电机组在电力系统中越来越重要。人们对发电机的可靠性、内蒙古本地安全性要求越来越高。发电机的安全运行对保证发电机组的正常工作和电能质量起着极其重要的作用。但是较之故障,异常运行状态发生的机率更大,比如定子绕组过负荷、内蒙古本地发电机失磁、内蒙古本地失步,发电机逆功率运行,非全相运行等。这些威胁同样不容忽视,所以研究大型发电机的异常运行及保护是很有必要的。由于大型发电机多采用三相分相操作主开关,非全相运行已成为发电厂电气运行的重点防止对象。本文针对大型发电机非全相运行进行了分析研究,采用对称分量法得出了各相电流、内蒙古本地各序电流及相序电流间的关系,并用KATLAB软件进行了仿真,验证了理论分析的结果。同时,就发电机组非全相保护存在的问题提出了改进方案,并给出了发电厂发生非全相运行故障时的一些处理方法:
1、内蒙古本地低励磁或失磁对于容量在100KW以下不允许失磁运行的发电机,当采用直流励磁机时,应在灭磁开关断开时同时断开发电机断路器。容量在100KW以上的发电机也应装设失磁保护。对于水轮发电机,保护动作于解列灭磁;对于发电机,保护动作于减出力,以便缩短异步运行时间尽快恢复同步运行,在不允许继续异步运行或失磁后母线电压低于允许值时,保护动作于解列灭磁。
2、内蒙古本地定子过电流或过负荷保护
在定子绕组、内蒙古本地励磁绕组上应装设定时限和反时限过负荷保护。定时限过负荷保护动作于信号或自动减负荷、内蒙古本地降低励磁电流。反时限过负荷保护动作于解列或程序跳闸、内蒙古本地解列灭磁。
3、内蒙古本地逆功率保护
对于容量在200KW及以上的发电机,宜装设逆功率保护。保护带时限动作于信号,经长时限动作于解列。 以上所述的解列灭磁,是指断开发电机断路器,汽轮机甩负荷。减出力,是指将原动机出力减到给定值。程序跳闸,对发电机来说,是指首先关闭主汽门,待逆功率继电器动作后,再跳开发电机断路器并灭磁。对水轮发电机,是指首先将导水翼关到空载位置,再跳开发电机断路器灭磁。
4、内蒙古本地发电机失步保护对于容量在300KW及以上的发电机,需装设失步保护,保护动作于信号或解列。若发生失步现象,应尽快创造恢复同期的条件,一般可采取增加发电机的励磁,或减少该失步电机的有功出力,进而将其牵入同步。动减负荷、内蒙古本地降低励磁电流。反时限过负荷保护动作于解列或程序跳闸、内蒙古本地解列灭磁。
5、内蒙古本地非全相运行保护
发电机变压器组的非全相运行故障,大多数发生在机组解列、内蒙古本地并列的操作过程中,正确地进行机组解列或并列的操作是大幅度地减少因负序电流烧损发电机转子的简单而有效的措施。因此只要遵循保持发电机励磁、内蒙古本地稳定机组转速、内蒙古本地减少机组出力、内蒙古本地控制定子电流的原则,严格按照合理顺序进行操作和调整,完全可以把负序电流控制在允许的范围之内。 由于现在大型发电机多采用三相分相操作主开关,非全相运行已成为发电厂电气运行的重点防止对象。所以在下面的章节中我将重点分析发电机非全相运行及其相应的保护措施。
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发电机的温度传感器有几种分类
(1)温度传感器的分类 温度传感器有线绕电阻式、内蒙古同城热敏电阻式、内蒙古同城扩散电阻式和热电耦式等,以热电偶、内蒙古同城热电阻所用多。
1)热电偶。热电偶将两种不同性质的金属贴合在一起,当环境温度变化时,在其结合面上将产生电位差,这一原理可以用来测量温度。
2)热敏电阻。热敏电阻利用导体的电阻随温度变化而变化的特性来测量温度。热敏电阻是属于在温度变化时电阻值变化较大(温度系数大)的一种硅半导体,由镍、内蒙古同城铜、内蒙古同城锌、内蒙古同城镁、内蒙古同城锰等金属与一些金属氧化物以适当比例混合并在高温下烧结而成。所掺金属氧化物的比例和烧结温度的不同,可制成用于不同温度范围的热敏电阻。
在一般情况下,将工作温度范围在-20~130℃的半导体用作水温传感器;将工作温度范围在600~1000℃的半导体用作检测触媒温度的传感器(如排气温度传感器)。
按电阻值随温度变化的特性,可将热敏电阻分为NTC型、内蒙古同城PTC型和CRT型三类。
①NTC(负温度系数)型随着温度上升电阻值减小的热敏电阻。
②PTC(正温度系数)型随着温度上升电阻值增大的热敏电阻。
③CRT(临界温度系数)型随着温度上升电阻值按指数函数减小的热敏电阻。
在上述三种热敏电阻中,NTC型热敏电阻较多地应用于机传感器。在工程上,热敏电阻可根据需要制成各种不同形状,其可测阻值范围在几欧姆至几兆欧姆。NTC热敏电阻温度传感器线性较差,利用铂丝电阻随温度线性变化的特性可制成铂热敏电阻传感器。
(2)水温和润滑油温度传感器 水温传感器一般安装在缸体水套、内蒙古同城缸体出水口上,与冷却水接触,以尽量准确地检测到缸体水温的状况,机油温度传感器则可安装于机油冷却器等处。温度传感器总成一般是由垫圈、内蒙古同城水温传感器、内蒙古同城导线接头三部分组成。
1)NTC型传感器。NTC热敏电阻式温度传感器内部是一个半导体热敏电阻,具有负的温度电阻系数,可用于测量水温和油温。水温、内蒙古同城油温愈低,电阻愈高;反之,温度愈高,电阻愈低,温度传感器可以与水温表、内蒙古同城油温表连接,也可与机ECU连接。
以水温传感器为例,当与水温表连接时,若外壳搭铁,则可只用一根连线。水温传感器与水温表的组合可分为热敏电阻式传感器与双金属片式水温表、内蒙古同城热敏电阻式传感器与电磁式水温表、内蒙古同城热敏电阻式传感器与动磁式水温表等数种。其中热敏电阻式传感器与双金属片式水温表的线路连接:当水温低时,热敏电阻值高,回路中电流较小,电阻丝的发热量小,双金属片稍有弯曲,指示针在低温区(C区)。当水温高时,热敏电阻值小,通过回路的电流较大,电阻丝的发热量较大,双金属片弯曲变形较大,指示针指向高温区(H区)。公明发电机
水温传感器和机ECU的连接:传感器的热敏电阻与ECU内部上拉电阻分压后,产生一个随热敏电阻阻值的变化而变化的电压、内蒙古同城机ECU根据这一电压的变化测得机冷却水温度。
有些水温传感器包括2个热敏电阻,有4个接线柱(四线型),2个接柱与机ECU连接,另外2个接柱与水温表连接。接线柱与机ECU连接,向ECU提供水温信号。接线柱与水温表连接,显示水温读数。
2)开关型水温传感器。双金属片式水温传感器可构成开关型传感器,可与水温过高报警灯连接。当冷却水温正常时双金属片变形小,触点分开,报警灯不亮。如果冷却水温升高到95~105℃以上,双金属片由于温度升高而弯曲变形较大,使触点闭合,报警灯电路接通发亮。
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