发电机低频保护

3.17发电机低频保护（缺软硬件测频方法的比较）3.17.1保护原理发电机在低频运行时，汽轮机将产生机械振动，汽轮机叶片损伤严重，对汽轮机危害很大，因此，在大型汽轮机上应装设低频保护。低频保护由低频测量元件和时间累积计算器组成。因为低频运行对汽轮机的危害是积累性的，与频率下降值和持续时间有关。发电机的低频范围段数由汽轮机的制造厂家提供。3.17.2逻辑框图低频保护设有五段五时限，并有累计时间显示。为防止发电机起停过程中低频保护误发信号，为此，设有电流电压闭锁元件。（电流电压元件的定值分别为0.3A和20V）。图3-17-1发电机低频保护逻辑框图其它【NARIRCS-985发电机变压器成套保护装置技术说明书－2001】低频保护大型汽轮发电机运行中允许其频率变化的范围为48.5～50.5Hz，低于48.5Hz时，累计运行时间和每次持续运行时间达到定值，保护动作于信号或跳闸保护设定四段定值，其中Ⅰ、Ⅱ两段为累计运行低频保护，Ⅲ、Ⅳ段为持续运行低频保护，频率保护受断路器位置接点、无流标志闭锁过频率保护保护设两段定值，其中Ⅰ段为累计运行低频保护（？）。保护动作于信号或跳闸【NARIRCS-985发电机变压器成套保护装置技术说明书－2001】【南自：DGT801数字式发电机变压器保护装置技术说明书】低频&过频保护低（过）频保护主要用于保护汽轮机不受低频共振的影响。汽轮机各节叶片都有一共振频率，当系统频率接近或等于共振频率时，将引起叶片的共振而损坏汽轮机低（过）频保护反应系统频率的降低（升高），并受出口断路器辅助接点闭锁。即发电机退出运行时低（过）频保护也自动退出运行电压取自发电机机端TV的某一线电压（如UAB）出口方式：可发信或跳闸图：发电机频率异常保护出口逻辑注意：保护的整定计算300MVA及以上的汽轮机提供以下整定值：47.0Hz－每次运行时间不低于20秒47.5Hz－每次运行时间不低于1分钟50.5Hz～51.0Hz－每次运行时间不低于3秒51.0Hz～51.5Hz－每次运行时间不低于0.5秒频率积累保护为了保护保护汽轮机不受低/过频共振的影响。汽轮机各节叶片都有一共振频率，当系统频率接近或等于共振频率时，将引起叶片的共振而损坏汽轮机低/过频运行对于汽轮机而言时个疲劳过程，一般汽轮机低频运行了累计达一定时间，汽轮机将疲劳报废。因此低/过频运行是个积累过程。保护装置停运不影响积累值频率积累保护反应系统频率的降低，并受出口断路器辅助接点闭锁。即发电机退出运行时低（过）频保护也自动退出运行电压取自发电机机端TV的某一线电压（如UAB）出口方式：可发信或跳闸可以有六个这样的频率积累段同时存在图：发电机频率积累保护出口逻辑大发电容量的发电机组跳掉后对系统造成的扰动，这种扰动可能会使系统解列并且使剩余机组严重过负荷。在这种情况下，系统频率将降低。并且发电机将不得不在低频下运行很长时间。即使在扰动期间设计了低频减载方案来反应频率降低和恢复系统频率到正常值，也可能发生减负荷不够。这可能会导致将频率恢复到正常值或者系统允许的低于正常频率值的一个最低频率值的过程非常缓慢。在任一情况，都存在在低频情况下运行很长时间，因而损坏汽轮机的可能性。一般而言，对于汽轮发电机，低频运行比过频运行要危险的多。因为运行人员在低频运行时，没有可供选择的控制方案，因而，对于汽轮机经常推荐装设各种低频保护。汽轮机不正常频率运行能力发电机和汽轮机对于能够承受的不正常频率运行都有一个限制。在低频下，发电机输出功率能力将减小。输出功率能力的减小与频率降低成比例。通常没有详细说明发电机在低频下的功率输出能力，但从发电机制造厂商那里通常可以得到相应信息。在系统扰动期间，发电机功率输出能力的减小以及随之而来的发电机可能过负荷如果超出了发电机短时过热能力，将导致发电机热损伤。应该意识到这种可能性，对此提供的相应保护在本标准的4.1中。通常认为在低频下汽轮机比发电机更受限制。因为汽轮机叶片可能发生机械谐振。偏离额定转速将使激励频率接近一个或者多个叶片自振频率。因而会使振动应力增加。随着振动应力增加，损伤累积并且可能导致叶片结构的一些部分出现裂纹，最可能的是拉金和叶片罩。拉金和叶片罩出现裂纹并不是灾难性的故障。但是可能会改变叶片的振动行为因而会使其谐振频率接近正常频率。这可能会使叶片在正常运行时产生疲劳。汽轮机制造厂商会提供在不正常频率下的时间限制。这些数据通常是以在特定频带下允许运行时间形式提供的。可能是对于带载发电机指明的一到六个频带中的任意位置。这决定于其设计和制造厂商。不正常频率运行的效果是累积的。因此，如果汽轮机在一个特定频带运行了50％的允许时间，在汽轮机剩余的运行寿命中，在相应频带里只剩下50％的剩余时间。通常，这些限制应用于汽轮机。对于燃气轮机，其在低频下运行能力要比汽轮机大很多。然而，CTGS通常要受燃烧不稳定和/或当频率降低时，汽轮机输出功率的突然减少。对于每个CGT而言，其特定的低频限制可以从制造厂商那里获得。一般来说，对于水轮机，没有限制。保护对于汽轮机，其低频保护是通过电力系统的自动低频减载来实现的。这些低频减载方案应该被设计成在最大可能的过负荷条件下，切掉足够的负荷快速将系统频率恢复到正常值。低频保护的后备保护通常是使用安装在每个发电机上的一些低频继电器和定时器来提供。对于更加完整的汽轮机低频保护，可以参考IEEEStdC37.106.-1987。最为完整的保护方案是对应于每一个频带装设一个低频继电器，继电器整定为当频率进入相应频带动作。对应每个低频继电器有一个计数器；计数器整定为对于任何低频情况，仅仅在相应频带的总的允许运行时间消耗掉一部分动作。不很完全方案使用一个低频继