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發電機逆功率保護學習
發電機逆功率保護
發電機逆功率保護又稱功率方向保護。一般而言，發電機的功率方向應該為由發電機流向母線，但是當發電機失磁或其他某種原因，發電機有可能變為電動機運行，即從系統中吸取有功功率。這就是逆功率。當逆功率達到一定值時，發電機的保護動作，或動作于發信號或動作于跳閘。
1、概述說明
并網運行的汽輪發電機，在汽輪機的主汽門關閉之后，便作為同步電動機運行：吸收有功功率而拖著汽輪機轉動，可向系統發出無功功率。由于汽輪機主汽門已關閉，汽機尾部葉片與殘留蒸汽產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，取0.8 P1-主汽門關閉后，汽輪機維持同步轉速旋轉所消耗的功率，該功率的大小除與汽輪機的結構及容量有關之外，還與汽輪發電機的主蒸汽系統的結構(管道結構及有無旁路管道等)有關，一般取額定功率的1.5~2% η-發電機拖動汽輪發電機旋轉時的效率，取0.98~0.99 所以：Pdz≈(1.2~1.6%)PN PN-發電機的額定功率。 實際中，Pdz=可取1~1.5%PN。
2、動作延時發電機逆功率保護的動作延時，應按照汽輪發電機主汽門關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，由于汽輪機及發電機的慣性，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
當發電機出現逆功率(外部功率指向發電機，也就是發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。
由于一次能源形態的不同，可以制成不同的發電機。利用水利資源和水輪機配合，可以制成水輪發電機;由于水庫容量和水頭落差高低不同，可以制成容量和轉速各異的水輪發電機。利用煤、石油等資源，和鍋爐，渦輪蒸汽機配合，可以制成汽輪發電機，這種發電機多為高速電機(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電機。 此外，由于發電機工作原理不同又分作直流發電機，異步發電機和同步發電機。在廣泛使用的大型發電機都是同步發電機。
何為逆功率?
眾所周知，發電機的功率方向應該由發電機方向流向系統方向。但由于某種原因，當汽輪機失去原動力，而發電機出口開關又未能跳閘，則功率方向變為由系統流向發電機，即發電機變為電動機在運行。此時發電機從系統中吸取有功功率，此即為逆功率。
逆功率的危害
發電機逆功率保護是汽輪機由于某種原因導致主汽門關閉而失去原動力時，發電機變為電動機帶動汽輪機旋轉，汽輪機葉片在無蒸汽情況下高速旋轉會引起鼓風摩擦，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。
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柴油發電機停機前的怠速運轉怎樣操作
1.停車前柴油發電機要怠速運轉幾分鐘
停車前使柴油發電機怠速運轉3～5min，讓潤滑油和冷卻液帶走燃燒室、本地軸承和軸等部件的熱量，這是很重要的。這對渦輪增壓式柴油發電機尤為重要。
渦輪增壓器中的軸承和油封，均要受到排氣高溫的影響。柴油發電機在運轉時，這些熱量由循環的機油帶走，但是，如果柴油發電機突然停車，增壓器溫度可能升高56℃（100 °F）之多。過熱的結果將會使軸承咬死或油封失效。
2.不要使柴油發電機過于長時間急速運轉
長時間怠速運轉對柴油發電機是不利的，因為燃燒室溫度過低，使燃油不可能完全燃燒。這將引起積炭，從而堵塞了噴油嘴噴孔和活塞環，并可能造成氣門卡位。
如果柴油發電機冷卻液的溫度變得太低，一些未燃燒的柴油將沖刷氣缸壁上的潤滑油并稀釋曲軸箱中的機油，使柴油發電機中的所有運動零件受到潤滑不良之害。
如果柴油發電機不使用，就應停車。
3.將鑰匙開關轉至“關”（OFF）的位置來關掉柴油機
對裝有電動截流閥的柴油機，通過關掉鑰匙開關或者通過轉動手動截流閥均可使柴油機完全停熄。只要截流閥上的控制旋鈕不是鎖在開啟位置，關掉鑰匙開關就可以使柴油機停車。如果使用電動截流閥上的控制旋鈕，按逆時針方向將旋鈕轉到頭可使柴油機停車。柴油機完全停車以前不能用鑰匙開關再將截流閥重新打開。
注意：當柴油機停車時決不要將鑰匙開關或控制旋鈕放在使閥打開的位置或在運轉位置上，否則高位油箱將會使柴油流入氣缸，從而引起液力鎖緊。
4.不要用減壓桿使柴油機停車
一些柴油機上裝有減壓桿。拉起減壓桿將頂起進氣門或排氣門（根據柴油機型號）推桿而使氣門打開。由于使用減壓桿停車而將推桿頂離推桿座，這樣將會使推桿上球座和球頭產生很大的磨損。
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柴油發電機的基本結構
柴油發電機的基本結構：由氣缸、活塞、氣缸蓋、進氣門、排氣門、活塞銷、連桿、曲軸、軸承和飛輪等構件構成。柴油發電機的柴油機一般是單缸或多缸四行程的柴油機，下面我只說說單缸四行程柴油機的工作基本原理：柴油機起動是通過人力或其它動力轉動柴油機曲軸使活塞在頂部密閉的氣缸中作上下往復運動。活塞在運動中完成四個行程：進氣行程、壓縮行程、燃燒和作功（膨脹）行程及排氣行程。當活塞由上向下運動時進氣門打開，經空氣濾清器過濾的新鮮空氣進入氣缸完成進氣行程。活塞由下向上運動，進排氣門都關閉，空氣被壓縮，溫度和壓力增高，完成壓縮過程?；钊麑⒁竭_頂點時，噴油器把經過濾的燃油以霧狀噴入燃燒室中與高溫高壓的空氣混合立即自行著火燃燒，形成的高壓推動活塞向下作功，推動曲軸旋轉，完成作功行程。作功行程完了后，活塞由下向上移動，排氣門打開排氣，完成排氣行程。每個行程曲軸旋轉半圈。經若干工作循環后，柴油機在飛輪的慣性下逐漸加速進入工作。
直流發電機主要由發電機殼、磁極鐵芯、磁場線圈、電樞和炭刷等組成。工作發電原理：當柴油機帶動發電機電樞旋轉時，由于發電機的磁極鐵芯存在剩磁，所以電樞線圈便在磁場中切割磁力線，根據電磁感應原理，由磁感應產生電流并經炭刷輸出電流。
交流發電機主要由磁性材料制造多個南北極交替排列的永磁鐵（稱為轉子）和硅鑄鐵制造并繞有多組串聯線圈的電樞線圈（稱為定子）組成。工作發電原理：轉子由柴油機帶動軸向切割磁力線，定子中交替排列的磁極在線圈鐵芯中形成交替的磁場，轉子旋轉一圈，磁通的方向和大小變換多次，由于磁場的變換作用，在線圈中將產生大小和方向都變化的感應電流并由定子線圈輸送出電流。
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