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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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兩種柴油發電機啟動方法的優點
自動化柴油發電機的啟動方式有二種,一種是通過人工的手動方式啟動,另一種是通過柴油發電機控制模塊自動啟動。今天柴油發電機組廠家介紹其二種不同的啟動方式的優勢。
一、附近手動啟動方式
1、附近柴油發電機手動啟動:先測試警報系統正常后,將控制開關切于手動(MAN)位置后,柴油發電機組即可自行啟動。
2、附近柴油發電機停車:將控制開關切至停止(STOP)位置或壓下紅色緊急停車鈕即可停止康明斯發電機運轉。緊急狀況時可直接壓下緊急停車鈕即可強迫停機。若壓下紅色緊急停車鈕時必須復歸原位,否則康明斯發電機將無法啟動。
二、附近自動啟動方式
1、附近將控制開關切到自動(AUTO),并配合電源自動切換開關(ATS)控制開關亦須置于自動位置使用,當市電停止時,A?T?S會將啟動信號給予發電機控制系統,康明斯發電機即會自動起動。
2、附近當控制開關切到停止(STOP),或仍保持在自動,但市電已恢復時ATS即送來停車信號,柴油發電機即會自動停止。
注意:運轉中的柴油發電機,因故障(過速度,高水溫,低油壓,等)而發生自動停機時,康明斯發電機于排除故障后須將故障復歸鈕壓下才能準備重新起動。
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柴油發電機曲軸的主要損傷
曲軸的主要損傷是軸勁磨損、附近曲軸裂紋和斷裂。
裂紋從油孔處產生,沿與軸線成45°~55°方向發展,造成主軸勁與連桿勁斷裂;裂紋由圓角處產生,向曲柄臂發展造成曲柄臂斷裂,常發生在曲軸全長2/3的部位上。除上述以外,曲柄還會產生彎曲和扭曲變形。
二、附近曲軸的檢查和修理
1.用磁力探傷器檢查曲軸是否有裂紋和損傷
經磁力探傷器檢查,曲軸油下列情況就不能繼續使用:
1)在曲軸的圓角處或圖2-72所示的應去有損傷。
2)在45°的交叉線跨越油孔處或進入有孔的倒角處有裂紋或損傷。
3)出現長達6mm以上的裂紋。
4)在一個軸勁上有多余4處以上的裂紋。
表層下部的顯示欠款如圖2-73所示,若有下列欠款曲軸就不能使用。
1)在曲軸圓角處或在圖2-73的陰影區域內有圓周方向的裂紋與損壞。
2)在圓周方向有長達25mm以上的裂紋。
3)在軸線方向有長達9.5mm的裂紋。
4)有在離有孔倒角距離近于1.5mm的裂紋。
5)有45°的交叉線跨越油孔的裂紋。
請注意:經磁力探傷的曲軸,必須完全地退磁和池底地清洗,才能使用。
2.曲軸磨損部位的測量
1)測量曲軸主軸軸頸和連桿軸頸的圓度誤差和圓柱誤差。如果圓度誤差大于0.05mm或圓柱度誤差大于0.013mm,則需要磨削曲軸軸頸。
3.曲軸彎曲度的測量
曲軸彎曲度是指:當曲軸用其兩端軸勁支撐時,在中間主軸勁所測得的千分表總讀數的一半就是彎曲度或全長的不同心度。
軸頸的跳動量是指:當主軸勁沿著一個共同的軸線轉動時,一個主軸機的千分表總讀數和另一個相鄰的軸頸的千分表總讀數之間的差值,即為相鄰軸頸的跳動量。
彎曲量得測量:將曲軸的兩端軸頸支撐在V形鐵上,如圖2-76所示,將千分表的量桿放在軸頸中心線處,并使觸頭觸到被測軸勁,轉動曲軸,測量每個軸頸,并作記錄,把所測中間主軸勁的千分表讀數除以2,即為彎曲度。曲軸 彎曲度:K38型柴油機為0.267mm;K50型柴油機為0.356mm。
4.曲軸的修理
1)清洗曲軸中的油道。其方法是:卸下所有孔塞;用一根釬子和擦布及清洗溶液清洗所以曲軸中的油道;用清潔的SAE20或30W號機油潤滑油孔,裝回孔塞。
2)曲軸軸頸磨損后,可用磨削方法修理。
磨曲軸時,在曲軸前端的曲臂上打記號以標明需安裝的主軸瓦或連桿軸瓦的準確尺寸,在后端的曲柄臂上打上需裝加厚止推環的尺寸和位置。
在磨削曲軸前,檢查它的彎曲度是否在規定的范圍內,如果不在規定的范圍內,就必須報廢。對不進行圓角出來的曲軸,則可以進行較直。
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