发电机逆功率保护

1、发电机逆功率保护作者: 日期：某汽轮发电机逆功率停机录波分析li.' (2021-01-14 20: 1 2: 1 0)转载某大型汽轮发电机,正常运行发出有功和无功.正常停机,首先 将有功和无功减到零附近,然后关闭汽轮机主汽门,并且利用主汽门 辅助接点启动发电机逆功率保护,根据程序跳闸逆功率保护逻辑分断 发电机出口断路器,再分断发电机灭磁开关,其全过程录波图如下,录波量共用15个,从上到下分部是：发电机定子电压B相和C相,发电 机定子电流AB C三相,励磁变压器低压侧电流A BC三相,发电机转 子电压,发电机转子电流,发电机频率,发电机出口断路器位置,发 电机失磁保护报警信号、发电机程

2、跳逆功率信号、发电机灭磁开关位所谓逆功率保护,是预防同步发电机进入同步电动机状态 的一种保护,其主要保护对象是原动机,整定值是发电机从系统 吸收了一定数量的有功.单纯的逆功率保护,水轮发电机也配置, 且整定值比汽轮机小,延时也比汽轮机小.但是,程序限制跳闸 的逆功率保护只有汽轮机有,是一种利用汽轮机主汽门辅助接点 启动发电机逆功率保护动作,整定值比单纯的逆功率保护小,延 时时间也短很多的汽轮机停机过程限制器逻辑.根据这个程序逻辑,当发电机从发电状态进入电动机状态,吸收的有功大于整定值后,程跳逆功率保护动作1 4录波量0变1,13 . 4ms后断开发 电机出口开关1 2录波量1变0.此时,励磁变

3、低压侧电流波形 消失6-8录波量,说明励磁整流柜的脉冲被闭锁,三相晶闸管整 流电路不再换相,原来导通的晶闸管继续导通,没有导通的不再导通,转子电流10录波量经晶闸管和励磁变低压侧续流导通, 慢速衰减,转子电压9录波量也跟着慢速衰减,发电机频率11 录波量也开始慢速下降,发电机失磁报警始终没有动作,表示 发电机只是有功反向,无功没有反向.53 53-友电机机端电流玛L- 0, 2732JE4 54-右电机机诰电德Lb L= 0* 2635J匪閃-左电机机请电流巩L 0.2599J65蓟-创谥資低压侧电济组"L= 0-566 6旷励磁喪低压测电济组止L= 0_767 67-励皤变低压側电

4、流纟且比 0,790 90-M发电机转子电压L= CLD伽92 92-S4S电机转子电流L= 0. 0075J97 卜據至曲錢 rL=49.9650HE, R=49S 1-岌电机04井关【L=l】,TOl1酎1D-R柜发电机失晞报警山丸K=110 1AA柜发电机程跳逆ft$L=l2 Q4殖0呦1.17 A-1.17A1站rm1.20A-1J0AQ01创O.OOA0.01 AO.Ott49.36Hd222 125-发电机灭滋开关1=11, K=l左右光标时i谑:碗013辱抄4(HW由于发电机吸收了超过整定值的逆功率,发电机定子电流较大,尽管发电机出口断路器开始分断,但是需要一定的时间才完全到位,

5、分断瞬间会产生电弧,发电机定子电流不会马上切断,即便经过1或2个自然过零点定子电流等于零, 但是灭弧室的去游离作用还不强,定子电流会因电弧的重燃而再次产生,但是幅值已经开始变小.经过21.6ms后,定子电流才真正分断,发电机出口才真正断开,此时,发电机转子电压开始突降到零,而转子电流几乎没有芸右兀桩时闫差;芥-门：哥 W耶灭磁开关跳闸,迫使转子电流换流到灭磁电阻回路快速消耗下降.如分析材料,无法判断其原因,估计是该测点忽然没有了,真正原因有电流依然还比拟大,此后66. 6ms后转子电流开始下降,这说明灭磁电机灭磁开关才分断,此时发电机电压已经只有90%额定电压,转子开关开始起作用了,但是6 6

6、.6ms不能说明问题,由于转子电流变送改变下降速率.从程逆功率保护动作,到发电机定子电流分断共用了在发电机出口断路器分断1 8 2. 8ms后,发35ms动作速度较快.至于发电机转子电压波形的忽然降到0,缺少待读者进一步探讨.器滤波时间常数的关系,此时的测试时间意义不大.但是足以说明A k107 47柜垃电叽头诰报粵"U66阴-血斥变備压洌电凉須站卜笈电机CH卄关R=UJbJ 53-娃电机柳瑞电血丄a L= l.l'yllU4电机机端电痂:Eb L= 0,2774to机琢孑FHJE L=,0C68.no ：3血柜监电乳程議逆功亟L222(R-l57 BT-Jft诫賁低乐侧电流

7、銅Tu (If97 I-將率柚纯畸旳肌,【社4E5-血修爱惟压仙邑怕组:R 1L= 0. 0S2扯-#4岌电机蟀子曲:嘉L= .OCTDJ0.49A-0 44A0.4«A1.1?A1JMl.UA3 A-1；GQ.<MU0.01 AC MA5O.I5H3果此时转子电压测点正确,转子电压应该快速的变为负值,该值等于灭磁电阻两端的电压.在发动机出口断路器分断 182.8ms才分断灭磁 开关,这里面有逻辑限制时间,时间的设定缺少依据.如果是事故跳 闸,这个时间太长.一般来说,保护动作同时启动发动机出口断路器 和灭磁开关,灭磁开关只比断路器晚及十个毫秒ms ,不会是一百多毫秒.水电机组的

8、灭磁开关只比断路器晚10-20ms,以保证灭磁的快 速性.53 63-左电机踽电瀛血LL- 0L3P1U54 54-世电机机聘电谎九fL= 0L旷55 55-发电期或時电沖二c L- 0. 2_63i65 H5-耐岷会牴匡侧电综爼工w L- Oh 066弱-啦岷妄蛋£例吊漏爼吐L= IL 一67 (5T祜晞殳(ft压卿硯面细氐L« Q. Q 町sm-料方电机將卡电玉n-卩时図92 92-M'ii电Hl桂子电垃 tL= CLCID7UB7卜预事曲歧血4S3 1 左电flO4ffLL=QJ, i=0.10? “tUE坦电枫失毘虫孚1=0】,血11L 1AA柜玻电tl程闕

9、fi期聿Mh【222 J25-S电机交谢幵矣21】.帚礙搁證胞 182瓠BOt鹼当灭磁开关断开后18. 2ms程跳逆功率保护信号才返回.整个保护动作信号持续了 214. 4 ms,保证了发动机出 口断路器和灭磁开关的可靠分断.从程逆变保护动作 ,经过3.6秒后, 发动机电压还有2 3 颊定电压.尽管发动机电压只有23%但是转子电流波形显示还较大,非常诡异的是,在1 . 8秒后转子电压又开始往 上升.这是无法用正常的分析思路进行解答的.需要指出的是,故障 录波测量转子电压是不能采用滤波的,转子电流测量需要滤波a鯛iia:6 丁bl左理川即常电:就1 L=U.C.liiJ隔-左电川讥端电茄陥1=5

10、4C. 0D1EJ-0.42/J陆-垸电班讥端电筑d L-0. 0317JBAEt碰妾直庄他电汽殂齢二a a-L.17Jd$5-IE!昭袞託电兒绢盼5ti:一血即碰齡殳低压皿电流組He知翱占电机辂子电二L=900. 0001J0 00列92-S电机恢子电兗L=r.noTFiC 41-发电机M开夷【L=0* 1 F.=0 7粧发电杠尖诫斥瞽【9叽闵10?飞七牺岌电和糧就卫北军丄=111匚?5-崟电机虫厳幵羡!=】,血:?22卜预拿怪墟 X=10. t622Hi± f-4hjwn mm mm LI l U-' 相比之下,水轮发电机正常停机流程就简 单的多：首先降低发电机出力,将发

11、电机有功和无功减到一定值后, 断开发电机出口断路器,然后关水轮机导叶,励磁系统逆变灭磁.灭磁 结束后,有的励磁系统断开灭磁开关,有的不断开灭磁开关,流程简单, 对出口断路器和灭磁开关的损坏最小,非常好的正常停机流程.V-II9待发千瓦于是,一种利用发动机逆功率保护的程据说,以前汽轮发动机也是采用水轮发动机这种常规停机流程闸关自动主汽门.据说,现在依然有汽轮发动机还在采用水轮发电机于是.?预防电力生产重大事故的二十五项重点要求?中第9.1.6规定止门关不严而继续向汽缸返汽,导致机组超速飞车；或关自动主汽门时表停转或逆转以后,再将发电机与系统解列,或采用逆功率保护动| 因 CCUjfK CHS)

12、A 7ra -Hjil r F时 It 0 (Crin (CH6) Y时由于卡涩实际没有关死而其终端误发信号解列发电机,导致飞车.正常停机时,在打闸后,应先检查发电机有功功率是否到零A¥R1逆变灭啟汽机打闸、由热工保护借助自动主汽门终端开关闭合信号动作联跳电机有功降到零、无功接近于零时,拉开发电机出口开关、汽轮机打序逆功率保护跳闸方式形成：待发电机有功降到零、无功接近于零时作解列.严禁带负荷解列.这种停机流程.但是由于汽轮机存在自动主汽门、 调节汽门或抽汽逆13.0 tO1O.LI 一 4-4宰1"!*气J-£丄-CX1O r>1J 1O -1 _610发电机出口开关尽管由主汽门的辅助接点去启动程序跳闸逆功率保护,可解决汽轮机超速的问题.但是也带来发动机出口断路器和灭磁开关经常 带负荷分断的问题,巨大的电弧影响断路器和灭磁开关触头 ,影响设 备寿命.另外,每次停机都出现逆功率,其逆功率运行的危害是使汽轮 机转子局部寿命缩短.我这里并不评价这种程跳逆功率停机的利弊,只是想通过波 形分析来解答我的励磁朋友小高的迷惑