1、低勵、失磁保護:為防止大型發電機低勵(勵磁電流低于靜穩極限所對應的勵磁電流)或失去勵磁(勵磁電流為零)后,從系統中吸收大量無功功率而對系統產生不利影響,100MW及以上容量的發電機都裝設這種保護。
2、定子繞組過電壓保護:用于防止突然甩去全部負荷后引起定子繞組過電壓,水輪發電機和大型汽輪發電機都裝設過電壓保護,中小型汽輪發電機通常不裝設過電壓保護。
3、逆功率保護:當汽輪機主汽門誤關閉,或機爐保護動作關閉主汽門而發電機出口斷路器未跳閘時,從電力系統吸收有功功率而造成汽輪機事故,故大型機組要裝設用逆功率繼電器構成的逆功率保護,用于保護汽輪機
發電機出現逆功率的原因:
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。
發電機逆功率運行的處理方法:
汽輪發電機組極易發生超速,甚至飛車。為避免此種情況,對于非短路故障的某些保護,動作信號發出后,先作用于關閉汽輪機主汽門,待發電機逆功率繼電器動作后,與主汽門關閉的信號組成與門,經一短時限組成程序逆功率保護,動作作用于全停。
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。
逆功率保護和程跳逆功率保護的區別如下
程跳逆功率動作條件:汽輪機主汽門關閉行程接點閉合且發電機逆功率繼電器動作,經短延時發電機跳閘。
逆功率保護設有一段兩時限,短延時發信,長延時跳閘。其動作條件就一個,即逆功率繼電器動作,經延時發電機跳閘。
正常停機下,發電機降到一定負荷后,汽輪機打閘,主汽門關閉,此時功率下降,等功率降至零,程跳逆功率同時檢測到負荷到限和主汽門關閉信號兩者全都滿足后,發電機跳閘。程跳逆功率保護汽輪機防止飛車。
而經常有主汽門未關嚴的情況發生,但是負荷已經到限,發電機變為電動機運行,而發電機不允許此種情況下長時間運行,但是主汽門又未關閉,貿然解列發電機會造成飛車,此時逆功率會等60s主汽門關閉,如果60s后仍未檢測到主汽門關閉信號,則依舊解列發電機。
所以可以說逆功率保護是程跳逆功率保護的后備保護,程跳逆功率是程序跳閘的一種方式,而逆功率是一種繼電保護,也就是說汽輪機打閘后,應該主汽門關閉,功率降到零,發電機剛剛變為電動機運行,程跳逆功率作用于跳閘,而如果此時主汽門未關嚴,逆功率等待60s,主汽門關不關嚴都動作跳閘。
發電機逆功率運行時,定子電流的變化取決于其與電網的連接狀態。
如果發電機與電網解列,其定子電流會減小并接近于零。
如果發電機與電網并列運行,其定子電流會保持不變。
總之,無論發電機與電網是否解列,其定子電流都會明顯減小,這是逆功率對發電機的保護作用。
逆功率保護是發電機繼電保護的一種,作為汽輪發電機出現有功功率倒送,發電機變為電動機運行異常工況的保護逆功率保護的簡單原理:是按照比較絕對值原理構成的功率方向繼電器交流測量回路,其交流電壓形成回路采用和差接線方式。
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)/ηPdz-逆功率保護的動作功率Krel-可靠系數,取0.8P1-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%)PNPN-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。
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