发电机逆功率保护、程序逆功率

ຫໍສະໝຸດ 发电机逆功率和程序逆功率保护
• 逆功率保护的输入量为机端PT二次三相电压及发电机 逆功率保护的输入量为机端 二次三相电压及发电机 CT二次三相电流。当发电机吸收有功功率时动作。 二次三相电流。当发电机吸收有功功率时动作。 二次三相电流 • 因此， 因此，逆功率保护能够确切地反应功率反方向的异常 工况，及时发出信号，在允许的时间内自动停机。 工况，及时发出信号，在允许的时间内自动停机。 • 1.2 程序跳闸逆功率保护 • 发电机的逆功率保护，除了作为汽轮机的保护之外，还可 发电机的逆功率保护，除了作为汽轮机的保护之外， 作为发电机组的程控跳闸启动元件， 作为发电机组的程控跳闸启动元件，即称之为程序跳闸逆 功率保护。 功率保护。当主汽门关闭后且发电机吸收的有功功率大于 整定值时，经延时去启动机组程序跳闸。 整定值时，经延时去启动机组程序跳闸。
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• 4.2 程序跳闸逆功率保护 • 正常运行中，上述汽机故障保护动作关自动主汽门， 正常运行中，上述汽机故障保护动作关自动主汽门，但 自动主汽门关闭不严而立即解列发电机只是带负荷解列可 能引起机组超速的原因之一。另一种情况是正常运行时， 能引起机组超速的原因之一。另一种情况是正常运行时， 发电机或主变压器故障保护解列发电机， 发电机或主变压器故障保护解列发电机，也可能由于汽机 自动主汽门关闭不严而引起超速。 自动主汽门关闭不严而引起超速。如果发电机或主变压器 故障时，发电机保护出口先关闭自动主汽门， 故障时，发电机保护出口先关闭自动主汽门，然后利用自 动主汽门的辅助接点和发电机逆功率输出相与之后再解列 发电机，即发电机采用程序跳闸逆功率保护方式停机， 发电机，即发电机采用程序跳闸逆功率保护方式停机，则 可解决超速事故的发生。 可解决超速事故的发生。
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• 4 采用逆功率保护停机应考虑的问题 • 4.1 逆功率保护动作时间问题。 逆功率保护动作时间问题。 电气保护中，当汽轮机出现逆功率运行时，首先发信号， 电气保护中，当汽轮机出现逆功率运行时，首先发信号，延时一定时 间后保护动作出口解列发电机，延时时间是根据汽轮机允许无蒸汽运行 间后保护动作出口解列发电机， 时间的条件来整定的，通常为1～3分钟。如果将解列发电机方式改由采 分钟。 时间的条件来整定的，通常为 ～ 分钟 用程序跳闸逆功率保护动作解列发电机， 用程序跳闸逆功率保护动作解列发电机，逆功率运行次数较由自动主汽 门终端闭合信号解列发电机的次数多，因此从保护汽轮机角度出发， 门终端闭合信号解列发电机的次数多，因此从保护汽轮机角度出发，延 时时间可缩短， 时时间可缩短，只要汽机调节系统能躲过并网时由于瞬间出现的逆功率 运行引起误跳发电机即可。缩短保护跳闸时间在某些情况下将带来好处， 运行引起误跳发电机即可。缩短保护跳闸时间在某些情况下将带来好处， 例如，汽机由于掉叶片等故障停机时，自动主汽门关闭后， 例如，汽机由于掉叶片等故障停机时，自动主汽门关闭后，启动程序跳 闸逆功率保护解列发电机，如果延时太长， 闸逆功率保护解列发电机，如果延时太长，将会加剧汽轮发电机组的损 坏程度。 坏程度。
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• 4.3 逆功率保护动作结果 • 对于发电机出口开关是非三相机构联动开关时，逆功率保护 对于发电机出口开关是非三相机构联动开关时， 动作出口应只跳发电机出口开关，而不应同时也跳灭磁开关。 动作出口应只跳发电机出口开关，而不应同时也跳灭磁开关。 • 当发电机出现非全相运行时，也即发电机出口开关非全相断开 当发电机出现非全相运行时， 或非全相合上， 或非全相合上，发电机定子电流三相不平衡出现负序电流及振 在转子表面感应出两倍工频的电流，引起转子发热， 动，在转子表面感应出两倍工频的电流，引起转子发热，严重 时烧毁转子。 时烧毁转子。发电机处于空载状态下发电机非全相运行时无负 序电流产生或产生的负序电流很小；发电机出口开关非全相断 序电流产生或产生的负序电流很小； 灭磁开关同时断开且原动机的能源供给切断时， 开、灭磁开关同时断开且原动机的能源供给切断时，发电机产 生的负序电流最大，对系统、对发电机的影响也最大， 生的负序电流最大，对系统、对发电机的影响也最大，必须立 即切断相关电源，由此扩大了事故范围。 即切断相关电源，由此扩大了事故范围。 • 因此在逆功率保护动作跳开发电机出口开关时， 因此在逆功率保护动作跳开发电机出口开关时，灭磁开关未 联跳，如果发电机出口开关非全相断开，可立即减小励磁电流， 联跳，如果发电机出口开关非全相断开，可立即减小励磁电流， 使发电机维持空载运行，然后再根据规程处理。 使发电机维持空载运行，然后再根据规程处理。
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• 我厂 我厂335机组程序跳闸出口：启动后先通过热工DCS关闭主汽门 待程 机组程序跳闸出口：启动后先通过热工 关闭主汽门,待程 机组程序跳闸出口 关闭主汽门 序逆功率保护动作后出口全停。 序逆功率保护动作后出口全停。 • 主变冷却器故障全停、发电机断水、发电机正序、负序反时限过流、 主变冷却器故障全停、发电机断水、发电机正序、负序反时限过流、 发电机过激磁、主变中性点过流保护启动程序跳闸出口。 发电机过激磁、主变中性点过流保护启动程序跳闸出口。
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• 3 逆功率保护。 逆功率保护。 • 3.1目前新投产的发变组微机保护采用双重化配置，有两套完整的主保 目前新投产的发变组微机保护采用双重化配置， 目前新投产的发变组微机保护采用双重化配置 护及后备保护，极大得提高了保护动作的可靠性。 护及后备保护，极大得提高了保护动作的可靠性。 • 3.2 汽轮机超速与逆功率运行的危害比较 • 从运行经验来看， 从运行经验来看，汽机自动主汽门关不严或自动主汽门终端开关误 动的机率远比逆功率保护拒动机率大得多， 动的机率远比逆功率保护拒动机率大得多，而且超速的危害性要比汽机 故障时降转速慢一点的损失要严重很多，此外，即使逆功率保护拒动， 故障时降转速慢一点的损失要严重很多，此外，即使逆功率保护拒动， 还可以人工判断后手动解列，只是稍慢一点而已。 还可以人工判断后手动解列，只是稍慢一点而已。超速危害的最严重后 果是能使汽轮发电机组瞬间报废， 果是能使汽轮发电机组瞬间报废，而逆功率运行的危害是使汽轮机转子 部分寿命缩短。 防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中规定： 部分寿命缩短。《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中规定： 正常停机时，在打闸后，应先检查发电机有功功率是否到零， “正常停机时，在打闸后，应先检查发电机有功功率是否到零，千瓦时 表停转或逆转以后，再将发电机与系统解列， 表停转或逆转以后，再将发电机与系统解列，或采用逆功率保护动作解 严禁带负荷解列。 但是汽轮机正常运行时， 列。严禁带负荷解列。”但是汽轮机正常运行时，紧急情况下带负荷解 列发电机将比正常停机时带负荷解列发电机出现超速的机率更多。 列发电机将比正常停机时带负荷解列发电机出现超速的机率更多。
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• 2 停机时出现汽轮机超速现象的原因分析 • 2.1 大部分机组正常停机时一般采用下列两种停机方式： 大部分机组正常停机时一般采用下列两种停机方式： • 2.1.1 待发电机有功降到零、无功接近于零时，拉开发电机出口开关、 待发电机有功降到零、无功接近于零时，拉开发电机出口开关、 汽轮机打闸关自动主汽门； 汽轮机打闸关自动主汽门； • 2.1.2 待发电机有功降到零、无功接近于零时，汽机打闸、由热工保 待发电机有功降到零、无功接近于零时，汽机打闸、 护（借助自动主汽门终端开关闭合信号）动作联跳发电机出口开关； 借助自动主汽门终端开关闭合信号）动作联跳发电机出口开关； 机组在正常情况下用上述方法停机不会出现问题， 机组在正常情况下用上述方法停机不会出现问题，但如果汽轮机存在 自动主汽门关不严、 关不严等缺陷时， 自动主汽门关不严、调节汽门或抽汽逆止门 关不严等缺陷时，就有可 能发生发电机出口开关断开后（ 方式停机）， 能发生发电机出口开关断开后（用2.1.1方式停机），汽机打闸关自动 方式停机），汽机打闸关自动 主汽门时由于自动主汽门、 主汽门时由于自动主汽门、调节汽门或抽汽逆止门关不严而继续向汽 缸返汽，导致机组超速； 缸返汽，导致机组超速；或关自动主汽门时由于卡涩实际没有关死而 其终端误发信号解列发电机（ 方式停机），导致超速。 其终端误发信号解列发电机（用2.1.2方式停机），导致超速。 方式停机），导致超速
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• 但是发电机或主变压器的某些故障是不能等到汽轮机跳闸后再解列， 但是发电机或主变压器的某些故障是不能等到汽轮机跳闸后再解列， 例如发电机定子短路故障、发电机定子匝间故障、发电机转子两点接 例如发电机定子短路故障、发电机定子匝间故障、 地、发电机复压过流、主变压器压力释放、主变压器重瓦斯等，对于 发电机复压过流、主变压器压力释放、主变压器重瓦斯等， 这些故障的保护动作可直接出口解列发电机和断开MK开关，不可采用 开关， 这些故障的保护动作可直接出口解列发电机和断开 开关 程序跳闸逆功率保护。 程序跳闸逆功率保护。 • 可采用程序跳闸逆功率保护的故障有：发电机过电压、过励磁、失磁、 可采用程序跳闸逆功率保护的故障有：发电机过电压、过励磁、失磁、 对称过负荷、不对称过负荷、 对称过负荷、不对称过负荷、变压器冷却器全停等一些不需立即解列 发电机的故障。具体那些保护采用程序跳闸、 发电机的故障。具体那些保护采用程序跳闸、那些保护不采用程序跳 闸应根据具体情况来定。 闸应根据具体情况来定。
发电机逆功率和程序逆功率保护
• 1 逆功率保护 • 1.1 逆功率保护 • 发电机逆功率保护主要用于保护汽轮机。当汽轮机自动主汽门关闭， 发电机逆功率保护主要用于保护汽轮机。当汽轮机自动主汽门关闭， 而发电机出口断路器未断开时，发电机将成为电动机运行，即从系统中 而发电机出口断路器未断开时，发电机将成为电动机运行， 吸取有功功率，拖动汽轮机旋转。这种运行工况对发电机并无影响， 吸取有功功率，拖动汽轮机旋转。这种运行工况对发电机并无影响，但 是对汽轮机而言， 是对汽轮机而言，长时间无蒸汽运行将会导致排汽缸温度升高及尾部叶 片过热。由于汽缸中充满了不流动的蒸汽， 片过热。由于汽缸中充满了不流动的蒸汽，它会与汽轮机叶片摩擦产生 热，使汽轮机叶片过热和低压缸排汽温度升高，低压缸整体向上膨胀， 使汽轮机叶片过热和低压缸排汽温度升高，低压缸整体向上膨胀， 转子中心上移，在轴承座位置不变的情况下引起机组振动。 转子中心上移，在轴承座位置不变的情况下引起机组振动。