逆功率保護的基本原理

發(fā)電機逆功率保護又稱功率方向保護。一般來說，發(fā)電機的功率方向應該是發(fā)電機流向母線的方向，但當發(fā)電機失磁或出現(xiàn)其他原因時，發(fā)電機可能成為電機運行，即從系統(tǒng)中吸收有功功率。這是逆功率。當逆功率達到一定值時，發(fā)電機的保護動作，或動作于發(fā)信號，或動作于跳閘。 汽輪機主閥關閉后，并網(wǎng)汽輪發(fā)電機作為同步電機運行:吸收有功功率，拖動汽輪機旋轉(zhuǎn)，將無功功率發(fā)送給系統(tǒng)。由于汽輪機主閥已經(jīng)關閉，汽輪機尾葉與剩余蒸汽之間的摩擦造成了鼓風損失，造成長期過熱損壞。燃氣輪機和水輪機也是原動機損壞的主要原因。發(fā)電機逆功率保護主要是保護汽輪機免受損壞。 以往自行設計的發(fā)電機不設逆功率保護，采取了以下措施: (1)主閥關閉后，在控制室發(fā)出信號。如誤關閉主閥，經(jīng)檢查后可迅速恢復蒸汽供應，使機組正常運行。如果不能在幾分鐘內(nèi)恢復，值班人員可以將發(fā)電機插座開關斷開。 (2)采用聯(lián)鎖方式。當主閥關閉時，發(fā)電機通過主閥輔助觸點延時切斷。上述方法雖然可行，但存在不能準確反映主閥關閉狀態(tài)的缺點。歐洲一些國家為了及時發(fā)現(xiàn)逆功率異常情況，在發(fā)電機上加裝逆功率保護裝置，對汽輪機進行保護。當主閥誤關閉或機爐保護動作關閉主閥和發(fā)電機出口開關不跳閘時，發(fā)電機進入電機運行狀態(tài)，發(fā)電機從系統(tǒng)中吸收有功和無功功率，發(fā)電機處于工作狀態(tài)，且無損耗，但由于爆炸會導致汽輪機尾葉過熱，造成汽輪機尾葉損壞事故。因此，大型機組不允許在這種情況下長時間運行，較多只有幾分鐘。 原理 當發(fā)電機有逆功率時(外部電源指向發(fā)電機，即發(fā)電機變?yōu)殡姍C狀態(tài))，反向功率保護動作斷路器跳閘。需要采集三相電壓和兩相電流信號。 由于一次能源的形式不同，可以制造不同的發(fā)電機。在水資源和水輪機的共同作用下，可以制造出水輪發(fā)電機。由于水庫容量和水頭落差的不同，可以制作不同容量和速度的水輪發(fā)電機。利用煤炭、石油等資源，和鍋爐、汽輪機蒸汽機一樣，可以制成汽輪發(fā)電機，這類發(fā)電機多為高速電機(3000rpm)。此外，還有各種利用太陽能、風能、原子能、地熱能、潮汐能、生物能等的發(fā)電機。另外，由于發(fā)電機的工作原理不同，又分為直流發(fā)電機、異步發(fā)電機和同步發(fā)電機。在大型發(fā)電機中廣泛使用的是同步發(fā)電機。
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