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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。

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柴油、润滑油、混合油的选用

柴油机使用前，应根据使用环境和条件选用适当牌号的柴油和机油。选用恰当与否对康明斯柴油发电机发动机的性能、工作可靠性及使用寿命均有很大的影响。

（1)柴油的选用

柴油的牌号由辛烷值决定，同时柴油的牌号也是柴油抗爆性的指标。常用车用柴油按辛烷值的高低可分为90号、93号、97号三种牌号。

选用柴油时，主要考虑因素是发动机的压缩比。当然从全局上还应考虑燃烧室结构、材料、冷却强度、混合气浓度和点火提前角以及负荷和转速等。高原或高山地区空气稀薄，压缩终了的压力和温度也较低，选用较低辛烷值的柴油，也不易发生爆燃使用柴油应注意以下几点。

①在炎热的夏季和高原高山地区，由于气温高、气压低、易发生气阻，应加强发动机的散热，并尽量使油管隔抹

②不要将加铅的车用柴油作清洗油或溶剂油用，以防四乙基铅中毒。

③不要使用经长期存放已变质的柴油，否则结胶积炭严重。

④柴油的闪点低，是易燃易爆品，必须遵守使用、保管柴油的措施。

（2）润滑油的选用

润滑油的主要作用是润滑柴油机的运动部件，并使运动部件冷却散热、清洗，还能防止锈蚀。机油品质的好坏和使用正确与否，不仅影响柴油机的性能和使用寿命，还影响机油的使用期限。因此应根据柴油机的使用环境温度，选用适当牌号的机油。在机组工作的 环境温度下，机油应具有良好的流动性；在 温度时，应具有适当的运动黏度，这一点对风冷柴油机尤为重要。

柴油发电机组所使用的润滑油，除按说明书规定的以外，还可根据所在地区及季节的不同，进行合理选择。

（3）混合油的配制

混合油是柴油与机油按一定比例混合而成的，通常用在二冲程油雾润滑的柴油机中。混合油中的柴油能满足正常燃烧条件，混合油中的机油能满足汽缸及运动部件的润滑要求，所以在曲轴箱中不需加注机油。

混合油一般按柴油、机油的容积比配制。柴油机的混合油容积比一般为22L柴油与1L机油混合，即其柴油与机油的体积混合比为22：1；在各机型的配制过程中，切记一定要认真阅读该机型说明书。

柴油和机油一定要搅和拌匀，让机油均匀地稀释在柴油中。若某一时刻进人汽缸中的机油过多，就会造成柴油机在工作过程中烧机油排气冒蓝烟，甚至导致燃油不易点燃并引起发动机停止运转，同时机油过多还会造成火花塞、活塞环处严重积炭；当机油过少时，汽缸壁得不到润滑，加剧其磨损，甚至导致“拉缸”的严重事故。

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