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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、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、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、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、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、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、风能、原子能、地热、潮汐、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。
发电机的程序逆功率保护
发电机程序逆功率保护主要是防止发电机在带有一定负荷的情况下，突然跳开发电机出口开关而汽轮机主汽门又未能全部关闭的情况。在此情况下，汽轮发电机组极易发生超速，甚至飞车。为避免此种情况，对于非短路故障的某些保护，动作信号发出后，先作用于关闭汽轮机主汽门，待发电机逆功率继电器动作后，与主汽门关闭的信号组成与门，经一短时限组成程序逆功率保护，动作作用于全停。
逆功率保护与程序逆功率保护的区别
逆功率保护是为了防止逆功率后，发电机变为电动机，带动汽轮机旋转，造成汽轮机的损坏。归根到底，是怕原动机动力不足，反被系统带着跑!
程序逆功率保护是为了防止发电机组突然解列后，主汽门未完全关闭，导致汽轮机超速，从而利用逆功率来规避。归根到底，是怕原动机动力太足导致机组超速!
所以说严格意义上来说，逆功率保护是发电机继电保护的一种，但主要是保护汽轮机。而程序逆功率保护不是一种保护而是为了实现程序跳闸而设置的动作过程，也叫程序跳闸，一般应用于停机方式。
关键的是逆功率只要定值达到就会跳闸，而程序逆功率除了定值达到，还要求汽机主汽门关闭，所以说在机组启动过程中并网瞬间，一定要避免逆功率动作。
黑龙江黑河柴油发电机的动力传动组件包含哪些呢
动力传动组件是黑龙江黑河柴油发电机的重要组成部件，其主要任务是将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动，并将作用在活塞顶部的燃气压力转变为扭矩，通过曲轴向外输出动力，使热能转变成机械能。动力传动组件包括的部件有连杆、连杆轴瓦、连杆衬套、连杆螺栓、曲轴、飞轮和活塞组件。
1.功用
在动力传动组件中，连杆的作用是连接活塞和曲轴，并把作用在活塞上的燃气压力传递给曲轴。
2.条件和使用材料
黑龙江黑河柴油发电机在运转过程中，主要承受活塞顶部的燃气压力以及活塞组件和连杆往复运动时产生的惯性力，同时还要承受摩擦力的作用。这些力使连杆时而被压缩，时而受到拉伸，而连杆摆动所产生的惯性力还会使连杆出现弯曲。因此，要求制造连杆的材料必须具有足够的强度和刚度，重量还要尽量轻。
目前，连杆一般选用优质中碳钢模锻或滚压成型，并且要进行调质处理。中小功率黑龙江黑河柴油发电机的连杆有的采用球墨铸铁制造，其效果较好，且成本也较低。对于强化程度较高的黑龙江黑河柴油发电机，连杆采用高级合金钢（40Cr、40MnB、42CrMo等）滚压制造。合金钢的特点是抗疲劳强度高，但对应力集中比较敏感，因此采用合金钢时，对外部形状、过度圆角和表面粗糙度等都有严格的要求。近年来，我国也采用稀土镁球墨铸铁制造高速黑龙江黑河本地柴油发电机的连杆。
3.构造
连杆主要由大头、杆身和小头3部分组成。
连杆大头装配在曲轴连杆轴颈上，曲轴转动时，它也随连杆轴颈相对转动。在连杆大头内部装有轴瓦，连杆大头能拆卸下来的部分称为连杆大头盖。大头的切面分为直切口和斜切口两种，根据柴油机使用性能的不同可以选用直切口或斜切口。连杆大头和大头盖用两个或4个螺栓固定在一起，连杆大头的孔径尺寸要求比较，通常在大头和大头盖的同一侧打上配对记号。
（2）杆身
连杆大头和小头的中间部分称为杆身。杆身的断面形状多为“工”字形，这是因为在材料断面面积相等的条件下，其抗弯断面模数 ，所以连杆能在软轻重量的情况下获得较大的结构刚度和强度。
（3）连杆小头
连杆与活塞销相连接的部分称为连杆小头。小头一般为薄壁圆形结构，下端用半径软大的圆弧与杆身圆滑衔接，在小头内部装配有薄壁衬套。为了润滑衬套与活塞间的配合表面，在连杆小头和衬套上钻孔（或铣槽）来收集飞溅下来的油雾。有的在杆身内部钻一个油道，润滑油从曲轴连杆的轴颈经过杆身内部油道进入衬套的摩擦表面。
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影响高压发电机选择接地方式的因素
高电压发电机组的接地保护接地是为保证电工设备正常工作和人身而采取的一种用电措施，通过金属导线与接地装置连接来实现，常用的有保护接地、工作接地、防雷接地、屏蔽接地、防静电接地等。接地装置将电工设备和其他生产设备上可能产生的漏电流、静电荷以及雷电电流等引入地下，从而避免人身触电和可能发生的火灾、爆炸等事故。
高压发电机不可缺少的是高压发电机接地保护，确保使用，影响选择接地方式的因素有:
1) 供电可靠性；
2）人身设备；
3) 过电压因素；
4) 继电保护；
5)高压发电机的投资。在机组系统发生接地故障时，由于电容电流超前电压90°,当故障点的电容电流在第个半波过零熄弧时，加在故障点上的电压正好为峰值，若电容电流过大，空气游离严重，极易把故障点重新击穿。这种重燃有时不可避免。但多次重燃将会导致电网电压振荡，发生间歇性弧光过电压。这种过电压时间长、幅值高、能量大、缺乏有效手段加以防护。避雷器在这种过电压的长时间作用下，会加速老化，甚至损坏。因此，首先应采取措施避免这种过电压的发生。发电机是电力系统的原动力，在运行中必须具备对突发性故障的应变能力，发电机中性点的接地方式与此有密切的关系。发电机中性点的接地方式有：①中性点直接接地②中性点经低阻抗接地③中性点不接地④中性点经消弧线圈接地⑤中性点经高阻抗接地。发电机在运行中，发生单相接地是常见的故障，故障点出现电弧接地时会进一步扩大定子绕组绝缘损害甚至导致铁芯灼伤烧结，如不及时发现并快速切除，故障将发展成为相间或匝间短路。基于上述原因，国际广泛采用发电机中性点高阻接地，以限制接地电流，防止各种过电压的危害，取得了良好的运行经验。中性点经电阻接地方式于20世纪90年代开始应用于我国配电网系统中，目前已广泛地应用于我国城市供电系统、电厂、地铁、冶金及石化等系统。
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