1、低励、失磁保护:为防止大型发电机低励(励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流)或失去励磁(励磁电流为零)后,从系统中吸收大量无功功率而对系统产生不利影响,100MW及以上容量的发电机都装设这种保护。
2、定子绕组过电压保护:用于防止突然甩去全部负荷后引起定子绕组过电压,水轮发电机和大型汽轮发电机都装设过电压保护,中小型汽轮发电机通常不装设过电压保护。
3、逆功率保护:当汽轮机主汽门误关闭,或机炉保护动作关闭主汽门而发电机出口断路器未跳闸时,从电力系统吸收有功功率而造成汽轮机事故,故大型机组要装设用逆功率继电器构成的逆功率保护,用于保护汽轮机
发电机出现逆功率的原因:
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。
发电机逆功率运行的处理方法:
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。
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。
逆功率保护和程跳逆功率保护的区别如下
程跳逆功率动作条件:汽轮机主汽门关闭行程接点闭合且发电机逆功率继电器动作,经短延时发电机跳闸。
逆功率保护设有一段两时限,短延时发信,长延时跳闸。其动作条件就一个,即逆功率继电器动作,经延时发电机跳闸。
正常停机下,发电机降到一定负荷后,汽轮机打闸,主汽门关闭,此时功率下降,等功率降至零,程跳逆功率同时检测到负荷到限和主汽门关闭信号两者全都满足后,发电机跳闸。程跳逆功率保护汽轮机防止飞车。
而经常有主汽门未关严的情况发生,但是负荷已经到限,发电机变为电动机运行,而发电机不允许此种情况下长时间运行,但是主汽门又未关闭,贸然解列发电机会造成飞车,此时逆功率会等60s主汽门关闭,如果60s后仍未检测到主汽门关闭信号,则依旧解列发电机。
所以可以说逆功率保护是程跳逆功率保护的后备保护,程跳逆功率是程序跳闸的一种方式,而逆功率是一种继电保护,也就是说汽轮机打闸后,应该主汽门关闭,功率降到零,发电机刚刚变为电动机运行,程跳逆功率作用于跳闸,而如果此时主汽门未关严,逆功率等待60s,主汽门关不关严都动作跳闸。
发电机逆功率运行时,定子电流的变化取决于其与电网的连接状态。
如果发电机与电网解列,其定子电流会减小并接近于零。
如果发电机与电网并列运行,其定子电流会保持不变。
总之,无论发电机与电网是否解列,其定子电流都会明显减小,这是逆功率对发电机的保护作用。
逆功率保护是发电机继电保护的一种,作为汽轮发电机出现有功功率倒送,发电机变为电动机运行异常工况的保护逆功率保护的简单原理:是按照比较绝对值原理构成的功率方向继电器交流测量回路,其交流电压形成回路采用和差接线方式。
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)/ηPdz-逆功率保护的动作功率Krel-可靠系数,取0.8P1-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%)PNPN-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。
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