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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)帷⒊毕⑸锬艿饶芰康母黝惏l(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，突然跳開發(fā)電機(jī)出口開關(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。
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柴油、潤(rùn)滑油、混合油的選用
柴油機(jī)使用前，應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境和條件選用適當(dāng)牌號(hào)的柴油和機(jī)油。選用恰當(dāng)與否對(duì)康明斯柴油發(fā)電機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、工作可靠性及使用壽命均有很大的影響。
（1)柴油的選用
柴油的牌號(hào)由辛烷值決定，同時(shí)柴油的牌號(hào)也是柴油抗爆性的指標(biāo)。常用車用柴油按辛烷值的高低可分為90號(hào)、93號(hào)、97號(hào)三種牌號(hào)。
選用柴油時(shí)，主要考慮因素是發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比。當(dāng)然從全局上還應(yīng)考慮燃燒室結(jié)構(gòu)、材料、冷卻強(qiáng)度、混合氣濃度和點(diǎn)火提前角以及負(fù)荷和轉(zhuǎn)速等。高原或高山地區(qū)空氣稀薄，壓縮終了的壓力和溫度也較低，選用較低辛烷值的柴油，也不易發(fā)生爆燃使用柴油應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。
①在炎熱的夏季和高原高山地區(qū)，由于氣溫高、氣壓低、易發(fā)生氣阻，應(yīng)加強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱，并盡量使油管隔抹
②不要將加鉛的車用柴油作清洗油或溶劑油用，以防四乙基鉛中毒。
③不要使用經(jīng)長(zhǎng)期存放已變質(zhì)的柴油，否則結(jié)膠積炭嚴(yán)重。
④柴油的閃點(diǎn)低，是易燃易爆品，必須遵守使用、保管柴油的措施。
（2）潤(rùn)滑油的選用
潤(rùn)滑油的主要作用是潤(rùn)滑柴油機(jī)的運(yùn)動(dòng)部件，并使運(yùn)動(dòng)部件冷卻散熱、清洗，還能防止銹蝕。機(jī)油品質(zhì)的好壞和使用正確與否，不僅影響柴油機(jī)的性能和使用壽命，還影響機(jī)油的使用期限。因此應(yīng)根據(jù)柴油機(jī)的使用環(huán)境溫度，選用適當(dāng)牌號(hào)的機(jī)油。在機(jī)組工作的 環(huán)境溫度下，機(jī)油應(yīng)具有良好的流動(dòng)性；在 溫度時(shí)，應(yīng)具有適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)黏度，這一點(diǎn)對(duì)風(fēng)冷柴油機(jī)尤為重要。
柴油發(fā)電機(jī)組所使用的潤(rùn)滑油，除按說(shuō)明書規(guī)定的以外，還可根據(jù)所在地區(qū)及季節(jié)的不同，進(jìn)行合理選擇。
（3）混合油的配制
混合油是柴油與機(jī)油按一定比例混合而成的，通常用在二沖程油霧潤(rùn)滑的柴油機(jī)中。混合油中的柴油能滿足正常燃燒條件，混合油中的機(jī)油能滿足汽缸及運(yùn)動(dòng)部件的潤(rùn)滑要求，所以在曲軸箱中不需加注機(jī)油。
混合油一般按柴油、機(jī)油的容積比配制。柴油機(jī)的混合油容積比一般為22L柴油與1L機(jī)油混合，即其柴油與機(jī)油的體積混合比為22：1；在各機(jī)型的配制過(guò)程中，切記一定要認(rèn)真閱讀該機(jī)型說(shuō)明書。
柴油和機(jī)油一定要攪和拌勻，讓機(jī)油均勻地稀釋在柴油中。若某一時(shí)刻進(jìn)人汽缸中的機(jī)油過(guò)多，就會(huì)造成柴油機(jī)在工作過(guò)程中燒機(jī)油排氣冒藍(lán)煙，甚至導(dǎo)致燃油不易點(diǎn)燃并引起發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)機(jī)油過(guò)多還會(huì)造成火花塞、活塞環(huán)處嚴(yán)重積炭；當(dāng)機(jī)油過(guò)少時(shí)，汽缸壁得不到潤(rùn)滑，加劇其磨損，甚至導(dǎo)致“拉缸”的嚴(yán)重事故。
十多年來(lái)，朔銳機(jī)電設(shè)備(商洛市分公司)憑借雄厚的技術(shù)力量，豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，嚴(yán)密科學(xué)的管理體系，承建了眾多標(biāo)志性 100kw發(fā)電機(jī)租賃、發(fā)電機(jī)出租、550kw發(fā)電機(jī)租賃、200kw發(fā)電機(jī)租賃工程，贏得了新老客戶的贊揚(yáng)和肯定，在同行業(yè)中享有很高和良好的信譽(yù)。
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柴油發(fā)電機(jī)更換黏度高的機(jī)油成為夏季養(yǎng)護(hù)的重點(diǎn)之一
隨著柴油發(fā)電機(jī)使用時(shí)間的延長(zhǎng)，柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油質(zhì)量也逐漸降低。因此，必須定期檢查，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量不合使用要求時(shí)，應(yīng)立即更換。機(jī)油品質(zhì)的好壞對(duì)發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)有看非常重要的影響。如果選擇不當(dāng)或只圖一時(shí)便宜購(gòu)買品質(zhì)低劣的產(chǎn)品，會(huì)造成發(fā)電機(jī)早期磨損、降低發(fā)電機(jī)的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成“拉缸、抱瓦”等惡性事故。炎炎夏日，換季更換黏度高的機(jī)油成為了廣大柴油發(fā)電機(jī)用戶夏季養(yǎng)護(hù)的重點(diǎn)之一。
到底夏季該如何選用機(jī)油？在保證潤(rùn)滑的條件下，根據(jù)使用時(shí)的氣溫范圍、發(fā)電機(jī)溫度以及實(shí)際機(jī)況，盡可能選用黏度小的機(jī)油。對(duì)機(jī)況好、磨損比較小的發(fā)電機(jī)，則可以選擇黏度小的機(jī)油，而對(duì)磨損已比嚴(yán)重、間隙已比大的發(fā)電機(jī)，可適當(dāng)選用黏度稍大的機(jī)油。此外，中于夏冬溫差比大，夏天油壓表普遍偏低。如果油壓表離奇偏高或偏低，比正常情況偏離太多或者不在含理范圍之內(nèi)，那么就要徹底襝查一下，看看是不是發(fā)電機(jī)出了什么問(wèn)顆，比如說(shuō)傳感器壞了、油路堵了等。切忌看到油壓表偏低，就拼命選用極高黏度的機(jī)油。一船情況下，好的機(jī)油隨看溫度的廾高，黏度的變化會(huì)比平緩，而且不會(huì)迅變稀。如某知名品牌，雖然表面“看”起來(lái)黏度并不是非常高，但是使用起來(lái)黏度表現(xiàn)非常突出而有些品牌則表面“看”起來(lái)非常“黏”，但使用起來(lái)卻不盡如此，出現(xiàn)強(qiáng)烈的反差。看來(lái)，廣大柴油發(fā)電機(jī)用戶選用機(jī)油還是得認(rèn)牌子。一般知名的機(jī)油廠家都會(huì)提供產(chǎn)品比齊全的、不同黏度別的機(jī)油供各種用戶選用，只要按照正常的使用習(xí)慣選擇適當(dāng)質(zhì)量級(jí)別和黏度級(jí)別的潤(rùn)滑油品即可。
對(duì)機(jī)油的檢查，通常是觀察機(jī)油外觀和油斑痕跡來(lái)確定機(jī)油能否繼續(xù)使用。判斷機(jī)油好壞的方法主要有以下兩種(1)直觀法。憑經(jīng)驗(yàn)觀察機(jī)油是否變質(zhì)。如從外觀上發(fā)現(xiàn)機(jī)油中呈白色乳化油膜，說(shuō)明機(jī)油中已混有大量水分，使添加劑遭到了破壞，并己使黏度降低。(2)試驗(yàn)法。把機(jī)油尺擦凈后插入曲軸箱再取出，把黏附在油標(biāo)尺上的機(jī)油滴落在白色濾紙上，觀察油滴擴(kuò)散情況和油斑核心部分的顏色，以判明機(jī)油品質(zhì)。如油滴擴(kuò)散范圍較大，且外圍的顏色較淺，既機(jī)油已被燃油稀釋如果油滴核心部分是黑色，表明機(jī)油已變質(zhì)。柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油使用過(guò)久，由于金屬屑和外界雜質(zhì)的混入以及機(jī)油本身理化性質(zhì)的變化，會(huì)逐漸失去潤(rùn)滑作用，必須及時(shí)更換。廠牌不同的汽車，對(duì)于換油周期的規(guī)定常有差異。機(jī)油更換不應(yīng)以使用時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)衡量，而應(yīng)以機(jī)油品質(zhì)來(lái)確定。更換機(jī)油時(shí)，應(yīng)趁熱車放出油底殼和粗、細(xì)弗列加濾清器內(nèi)的機(jī)油。嚴(yán)格按柴油發(fā)電機(jī)的使用要求、工作環(huán)境選用規(guī)定牌號(hào)的機(jī)油，嚴(yán)禁使用劣質(zhì)機(jī)油男外，使用機(jī)油時(shí)，應(yīng)選用同一牌號(hào)的機(jī)油，在選用非同一牌號(hào)機(jī)油時(shí)，應(yīng)將柴油發(fā)電機(jī)內(nèi)的機(jī)油放盡，并用柴油清洗干凈柴油發(fā)電機(jī)后，方可換用其他牌號(hào)的機(jī)油。同時(shí)，要清洗機(jī)油弗列加濾清器，并更換濾芯，清潔曲軸箱通風(fēng)裝置，拆下通風(fēng)管和閥門，清洗后用壓縮空氣吹凈。裝復(fù)后檢查各接頭有無(wú)漏氣現(xiàn)象。
柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油使用中變質(zhì)的原因：柴油發(fā)電機(jī)油底殼里的機(jī)油，在使用中由于空氣接觸及因柴油發(fā)電機(jī)壓縮比較大，受熱程度高于柴油發(fā)電機(jī)中的機(jī)油，易被氧化。隨著油中的酸性物質(zhì)、膠質(zhì)、鐵屑、瀝青等增多，機(jī)油的顏色變黑，黏度也會(huì)變化，因而到了規(guī)定的換油期，需換新油。但有時(shí)換油不久，機(jī)油很快變質(zhì)，顏色由深藍(lán)變黃，或是先變黑，后突然變灰。造成這種情況的原因多是機(jī)油中滲進(jìn)了水分。油底殼中的機(jī)油滲入水后，由于機(jī)器的振動(dòng)、運(yùn)動(dòng)機(jī)件的攪拌及發(fā)熱等因素，會(huì)由機(jī)油和水溶合而變質(zhì)，降低其潤(rùn)滑性。實(shí)踐證明，當(dāng)水分達(dá)到1％時(shí)，機(jī)件磨損率提高2.5倍。
除了混入水分外，機(jī)油早期變質(zhì)的原因還有以下幾個(gè)方面：
(1) 曲軸箱通氣性差，使機(jī)油散熱不良。活塞汽缸套之間雖有活塞環(huán)使之配合密封。但工作時(shí)難免會(huì)有一些燃燒氣體進(jìn)入曲軸箱內(nèi)。若活塞環(huán)嚴(yán)重磨損，則此現(xiàn)象更為嚴(yán)重。這樣一來(lái)，曲軸箱內(nèi)的氣壓會(huì)升高。若曲軸箱內(nèi)壓力高于外界大氣壓力，會(huì)對(duì)活塞運(yùn)行有一定阻力，且會(huì)使機(jī)油從油底殼與汽缸體結(jié)合處向外滲漏。另外，由于泄漏到曲軸箱的氣體中含有Z-氧化硫。故易使機(jī)油變質(zhì)。要防止上述情況的發(fā)生，只有使曲軸箱內(nèi)的氣壓與外界大氣壓相等。
(2) 維護(hù)不當(dāng)。在清洗曲軸箱的過(guò)程中，如果機(jī)油弗列加濾清器或散熱器清洗不夠徹底，或漏裝弗列加濾清器的密封墊圈，則在加入新機(jī)油后，即使使用時(shí)間只有幾個(gè)小時(shí)，也會(huì)使機(jī)油變得又黑又臟。此外，若機(jī)油弗列加濾清器的濾芯堵塞或損壞。又不及時(shí)加以清洗或更換，也會(huì)因?yàn)V清能力減弱而使機(jī)油變質(zhì)。
(3) 機(jī)油牌號(hào)選用不對(duì)。
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