發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)學(xué)習(xí) 發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù) 　　發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)又稱功率方向保護(hù)。一般而言，發(fā)電機(jī)的功率方向應(yīng)該為由發(fā)電機(jī)流向母線，但是當(dāng)發(fā)電機(jī)失磁或其他某種原因，發(fā)電機(jī)有可能變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)運(yùn)行，即從系統(tǒng)中吸取有功功率。這就是逆功率。當(dāng)逆功率達(dá)到一定值時(shí)，發(fā)電機(jī)的保護(hù)動(dòng)作，或動(dòng)作于發(fā)信號(hào)或動(dòng)作于跳閘。 　1、概述說(shuō)明 　　并網(wǎng)運(yùn)行的汽輪發(fā)電機(jī)，在汽輪機(jī)的主汽門關(guān)閉之后，便作為同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行：吸收有功功率而拖著汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，可向系統(tǒng)發(fā)出無(wú)功功率。由于汽輪機(jī)主汽門已關(guān)閉，汽機(jī)尾部葉片與殘留蒸汽產(chǎn)生摩擦而形成鼓風(fēng)損耗，長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)熱而損壞。燃?xì)廨啓C(jī)和水輪機(jī)也主要是對(duì)原動(dòng)機(jī)的損害。發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)主要保護(hù)汽輪機(jī)不受損害。 　　對(duì)汽輪機(jī)逆功率保護(hù)的整定計(jì)算，就是要確定該保護(hù)的動(dòng)作功率Pdz及動(dòng)作延時(shí)t。 　　1、動(dòng)作功率Pdz的整定 汽輪發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)的動(dòng)作功率可按下式計(jì)算：Pdz=(Krel*P1)/η Pdz-逆功率保護(hù)的動(dòng)作功率 Krel-可靠系數(shù)，取0.8 P1-主汽門關(guān)閉后，汽輪機(jī)維持同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)所消耗的功率，該功率的大小除與汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)及容量有關(guān)之外，還與汽輪發(fā)電機(jī)的主蒸汽系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(管道結(jié)構(gòu)及有無(wú)旁路管道等)有關(guān)，一般取額定功率的1.5~2% η-發(fā)電機(jī)拖動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)的效率，取0.98~0.99 所以：Pdz≈(1.2~1.6%)PN PN-發(fā)電機(jī)的額定功率。 實(shí)際中，Pdz=可取1~1.5%PN。 　　2、動(dòng)作延時(shí)發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)的動(dòng)作延時(shí)，應(yīng)按照汽輪發(fā)電機(jī)主汽門關(guān)閉后允許運(yùn)行的時(shí)間來(lái)整定，該允許時(shí)間一般為10~15min。計(jì)算及運(yùn)行實(shí)踐表明，當(dāng)汽輪機(jī)蒸汽系統(tǒng)有旁路管道時(shí)，允許運(yùn)行時(shí)間還要長(zhǎng)一些。 因此，若按照汽輪機(jī)主汽門關(guān)閉之后允許運(yùn)行的時(shí)間來(lái)整定保護(hù)的動(dòng)作延時(shí)，可取5~10min。動(dòng)作后作用于解列滅磁。 　　另外，投運(yùn)的大型汽輪發(fā)電機(jī)，多采用逆功率保護(hù)去啟動(dòng)程序跳閘回路，此時(shí)，動(dòng)作時(shí)間通常取1~2s。 對(duì)于程控逆功率保護(hù)，由于動(dòng)作時(shí)間短，在主汽門點(diǎn)閉后很短的時(shí)間內(nèi)，由于汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)的慣性，實(shí)際逆功率可能很小，因此逆功率的定值不應(yīng)大于1%PN。 　　2、原理介紹 　　當(dāng)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)逆功率(外部功率指向發(fā)電機(jī)，也就是發(fā)電機(jī)變成電動(dòng)機(jī)工況)，逆功率保護(hù)動(dòng)作斷路器跳閘。需要采集三相電壓和二相電流信號(hào)。 　　由于一次能源形態(tài)的不同，可以制成不同的發(fā)電機(jī)。利用水利資源和水輪機(jī)配合，可以制成水輪發(fā)電機(jī);由于水庫(kù)容量和水頭落差高低不同，可以制成容量和轉(zhuǎn)速各異的水輪發(fā)電機(jī)。利用煤、石油等資源，和鍋爐，渦輪蒸汽機(jī)配合，可以制成汽輪發(fā)電機(jī)，這種發(fā)電機(jī)多為高速電機(jī)(3000rpm)。 此外還有利用太陽(yáng)能、風(fēng)能、原子能、地?zé)?、潮汐、生物能等能量的各類發(fā)電機(jī)。 此外，由于發(fā)電機(jī)工作原理不同又分作直流發(fā)電機(jī)，異步發(fā)電機(jī)和同步發(fā)電機(jī)。在廣泛使用的大型發(fā)電機(jī)都是同步發(fā)電機(jī)。 　　何為逆功率? 　　眾所周知，發(fā)電機(jī)的功率方向應(yīng)該由發(fā)電機(jī)方向流向系統(tǒng)方向。但由于某種原因，當(dāng)汽輪機(jī)失去原動(dòng)力，而發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)又未能跳閘，則功率方向變?yōu)橛上到y(tǒng)流向發(fā)電機(jī)，即發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)在運(yùn)行。此時(shí)發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)中吸取有功功率，此即為逆功率。 　　逆功率的危害 　　發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)是汽輪機(jī)由于某種原因?qū)е轮髌T關(guān)閉而失去原動(dòng)力時(shí)，發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)帶動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)葉片在無(wú)蒸汽情況下高速旋轉(zhuǎn)會(huì)引起鼓風(fēng)摩擦，特別是在末級(jí)葉片可能會(huì)引起過(guò)熱，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子葉片的損壞事故。 　　所以說(shuō)逆功率保護(hù)實(shí)則是對(duì)汽輪機(jī)無(wú)蒸汽運(yùn)行的保護(hù)。 　　發(fā)電機(jī)的程序逆功率保護(hù) 　　發(fā)電機(jī)程序逆功率保護(hù)主要是防止發(fā)電機(jī)在帶有一定負(fù)荷的情況下，突然跳開(kāi)發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)而汽輪機(jī)主汽門又未能全部關(guān)閉的情況。在此情況下，汽輪發(fā)電機(jī)組極易發(fā)生超速，甚至飛車。為避免此種情況，對(duì)于非短路故障的某些保護(hù)，動(dòng)作信號(hào)發(fā)出后，先作用于關(guān)閉汽輪機(jī)主汽門，待發(fā)電機(jī)逆功率繼電器動(dòng)作后，與主汽門關(guān)閉的信號(hào)組成與門，經(jīng)一短時(shí)限組成程序逆功率保護(hù)，動(dòng)作作用于全停。 　　逆功率保護(hù)與程序逆功率保護(hù)的區(qū)別 　　逆功率保護(hù)是為了防止逆功率后，發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)，帶動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，造成汽輪機(jī)的損壞。歸根到底，是怕原動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足，反被系統(tǒng)帶著跑! 　程序逆功率保護(hù)是為了防止發(fā)電機(jī)組突然解列后，主汽門未完全關(guān)閉，導(dǎo)致汽輪機(jī)超速，從而利用逆功率來(lái)規(guī)避。歸根到底，是怕原動(dòng)機(jī)動(dòng)力太足導(dǎo)致機(jī)組超速! 　　所以說(shuō)嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)，逆功率保護(hù)是發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)的一種，但主要是保護(hù)汽輪機(jī)。而程序逆功率保護(hù)不是一種保護(hù)而是為了實(shí)現(xiàn)程序跳閘而設(shè)置的動(dòng)作過(guò)程，也叫程序跳閘，一般應(yīng)用于停機(jī)方式。 　　關(guān)鍵的是逆功率只要定值達(dá)到就會(huì)跳閘，而程序逆功率除了定值達(dá)到，還要求汽機(jī)主汽門關(guān)閉，所以說(shuō)在機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中并網(wǎng)瞬間，一定要避免逆功率動(dòng)作。

柴油發(fā)電機(jī)容量應(yīng)該如何選擇？ 1 設(shè)置原則 一類高層建筑應(yīng)按一級(jí)負(fù)荷要求供電，二類高層建筑應(yīng)按二級(jí)負(fù)荷要求供電?！睹裼媒ㄖ姎庠O(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ／T16—92 3.1條規(guī)定：一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)電源供電，當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源應(yīng)不致同時(shí)受到損壞；二級(jí)負(fù)荷條件允許時(shí)，也宜采用二路電源來(lái)供電，特別是消防用的二級(jí)負(fù)荷，更應(yīng)該按兩個(gè)回路要求供電；一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷，除上述兩個(gè)電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源。根據(jù)這些規(guī)定，筆者總結(jié)了自備柴油發(fā)電機(jī)組的設(shè)置原則： （1）當(dāng)民用建筑需按一級(jí)負(fù)荷要求供電時(shí)，若城市電網(wǎng)能提供二路獨(dú)立電源（一用一備或相互備用），則可不設(shè)柴油發(fā)電機(jī)組；但當(dāng)一級(jí)負(fù)荷中有特別重要的負(fù)荷時(shí)，則一般應(yīng)設(shè)柴油發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急電源。 （2）當(dāng)電網(wǎng)只能提供一路電源時(shí)，為滿足對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷的供電要求，一般應(yīng)設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組，此時(shí)柴油發(fā)電機(jī)組將作備用電源及應(yīng)急電源使用。 （3）大、中型商業(yè)建筑中為確保市電中斷時(shí)不造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，也宜設(shè)柴油發(fā)電機(jī)組。由于城市電網(wǎng)不可能完全獨(dú)立，有時(shí)一個(gè)電源故障或檢修時(shí)，另一電源有可能同時(shí)故障，因此，即使有兩路或以上電源供電，為確保民用建筑中消防及其他重要設(shè)備（如智能化設(shè)備、通訊設(shè)備等）的可靠供電，一般都設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組。 2 容量選擇 自備柴油發(fā)電機(jī)組容量的選擇，目前 尚無(wú)統(tǒng)一的計(jì)算公式：有的簡(jiǎn)單地按電力變壓器容量的10％-20％確定；有的按消防設(shè)備的容量相加；有的則根據(jù)投資者的意愿選擇，造成了自備發(fā)電機(jī)組容量選擇的不準(zhǔn)確性，若容量選擇太大造成一次投資浪費(fèi)，選擇太小則在事故時(shí)滿足不了使用要求。那么，如何選擇自備發(fā)電機(jī)組的容量呢？ （一）方案或初步設(shè)計(jì)階段 自備發(fā)電機(jī)的容量按供電變壓器總?cè)萘康?0％-20％計(jì)算。 （二）施工圖階段 （1）建筑物的用電負(fù)荷可分為三類： 類為保安型負(fù)荷，即保證大樓內(nèi)人身及設(shè)備和可靠運(yùn)行的負(fù)荷，如消防水泵、消防電梯、防排煙設(shè)備、應(yīng)急照明、通訊設(shè)備、重要的計(jì)算機(jī)及相關(guān)設(shè)備等；第二類為保障型負(fù)荷，即保障大樓運(yùn)行的基本設(shè)備負(fù)荷，主要是工作區(qū)照明、部分電梯、通道照明；第三類為一般負(fù)荷，即除了上述負(fù)荷以外的其它負(fù)荷，例如：空調(diào)、水泵及其他一般照明、動(dòng)力設(shè)備。計(jì)算自備發(fā)電機(jī)組的容量時(shí)， 類負(fù)荷必須考慮在內(nèi)，即必須采用柴油發(fā)電機(jī)組：第二類負(fù)荷則根據(jù)大樓功能及電網(wǎng)情況來(lái)定，若大樓功能要求較高或城市電網(wǎng)供電不穩(wěn)定，則應(yīng)將第二類負(fù)荷考慮在內(nèi)，但若將 類、第二類負(fù)荷簡(jiǎn)單相加來(lái)選擇柴油發(fā)電機(jī)容量，則所選容量偏大，因?yàn)樵谙罓顟B(tài)時(shí)，只需保證消防設(shè)備的運(yùn)行，第二類負(fù)荷不使用；而在非消防狀態(tài)下電網(wǎng)停電時(shí)，消防設(shè)備不使用?？梢赃x擇兩者中較大者作為柴油發(fā)電機(jī)組的容量。 設(shè)備容量統(tǒng)計(jì)出來(lái)后，根據(jù)實(shí)際情況選擇需要系數(shù)Kx（一般取0.85-0.95），計(jì)算出計(jì)算容量Pj=KxP∑，自備柴油發(fā)電機(jī)組的功率按下式計(jì)算P=kPj／η式中： P—自備柴油發(fā)電機(jī)組的功率kw； Pj—負(fù)荷設(shè)備的計(jì)算容量kw； P∑—總負(fù)荷kw； η—發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行不均勻系數(shù)一般取0.9，單臺(tái)取1； k—可靠系數(shù)，一般取1.1。 （2）按 的單臺(tái)電動(dòng)機(jī)或成組電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的需要，計(jì)算發(fā)電機(jī)容量P=（P∑-Pm）／η∑+ PmKCcosψm（KW） Pm—起動(dòng)容量 的電動(dòng)機(jī)或成組電動(dòng)機(jī)的容量（kw）； η∑一總負(fù)荷的計(jì)算效率，一般取0.85； cosΨm —電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)功率因數(shù)，一般取0.4； K—電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)倍數(shù)； C—全壓起動(dòng)C=l.0，Y—△起動(dòng)C=0.67，自耦變壓器起動(dòng)50％抽頭C=0.25，65％抽頭C==0.42，80％抽頭C=0.64。 （3）按起動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)母線容許電壓降計(jì)算發(fā)電機(jī)容量P=PnKCXd″（1／△E-1）（kw） Pn一造成母線壓降 的電動(dòng)機(jī)或成組起動(dòng)電動(dòng)機(jī)組的容量（kw） K—電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流倍數(shù)； Xd″—發(fā)電機(jī)的暫態(tài)電抗，一般取0.25； E—母線允許的瞬時(shí)電壓降，有電梯時(shí)取0.20，無(wú)電梯時(shí)取0.25.在實(shí)際工作中，也可用系數(shù)法估算柴油發(fā)電機(jī)組的起動(dòng)能力 工程實(shí)例：以某工程為例，該工程建筑面積10000m2，12層，為二類高層，保安性負(fù)荷主要為消防負(fù)荷，其容量為191kw， 一臺(tái)電動(dòng)機(jī)為噴淋泵37kw，采用自耦降壓80％抽頭降壓起動(dòng)。 （1）按計(jì)算負(fù)荷計(jì)算P=kPj／η=1.1×191／1kw=210.1 kw （2） 的單臺(tái)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的需要計(jì)算P=（P∑-Pm）／η∑ +PmKCcosΨm =（191—37）／0.85+37×6×0.64×0.4 =238.0 kw （3）按起動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)發(fā)電機(jī)母線允許電壓降計(jì)算P=PnKCXd″（1／△E-1） =37×6×0.64×0.25（1／0.20-1） =142.08 kw 根據(jù)以上計(jì)算，應(yīng)選擇≥238.0 kw的柴油發(fā)電機(jī)組一臺(tái)，因此可選一臺(tái)250kw機(jī)組。