發(fā)電機逆功率保護

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某汽輪發(fā)電機逆功率停機錄波分析□(2013-01-1420:12:10)轉(zhuǎn)載▼某大型汽輪發(fā)電機，正常運行發(fā)出有功和無功。正常停機,首先將有功和無功減到零附近，然后關(guān)閉汽輪機主汽門，并且利用主汽門輔助接點啟動發(fā)電機逆功率保護,按照程序跳閘逆功率保護邏輯分斷發(fā)電機出口斷路器，再分斷發(fā)電機滅磁開關(guān)，其全過程錄波圖如下，錄波量共用15個,從上到下分部是:發(fā)電機定子電壓B相和C相，發(fā)電機定子電流ABC三相，勵磁變壓器低壓側(cè)電流ABC三相，發(fā)電機轉(zhuǎn)子電壓，發(fā)電機轉(zhuǎn)子電流，發(fā)電機頻率,發(fā)電機出口斷路器位置，發(fā)電機失磁保護報警信號、發(fā)電機程跳逆功率信號、發(fā)電機滅磁開關(guān)位

所謂逆功率保護，是防止同步發(fā)電機進入同步電動機狀態(tài)的一種保護,其主要保護對象是原動機，整定值是發(fā)電機從系統(tǒng)吸收了一定數(shù)量的有功。單純的逆功率保護，水輪發(fā)電機也配置，且整定值比汽輪機小，延時也比汽輪機小。但是，程序控制跳閘的逆功率保護只有汽輪機有，是一種利用汽輪機主汽門輔助接點啟動發(fā)電機逆功率保護動作,整定值比單純的逆功率保護小，延時時間也短很多的汽輪機停機過程控制器邏輯。按照這個程序邏輯,當發(fā)電機從發(fā)電狀態(tài)進入電動機狀態(tài)，吸收的有功大于整定值后,程跳逆功率保護動作（14錄波量0變1）,13.4mS后斷開發(fā)電機出口開關(guān)（12錄波量1變0）。此時，勵磁變低壓側(cè)電流波形消失（6-8錄波量），表明勵磁整流柜的脈沖被閉鎖，三相晶閘管整流電路不再換相，原來導通的晶閘管繼續(xù)導通，沒有導通的不再導通，轉(zhuǎn)子電流（10錄波量）經(jīng)晶閘管和勵磁變低壓側(cè)續(xù)流導通，慢速衰減，轉(zhuǎn)子電壓（9錄波量）也跟著慢速衰減，發(fā)電機頻率（11錄波量）也開始慢速下降，發(fā)電機失磁報警始終沒有動作，表示發(fā)電機只是有功反向，無功沒有反向。

5353-發(fā)電機機湍電流工丑[L=0.2782.54雙-岌電機機端電流lb[L=□.2695.5555-岌電機機端電慌[L二□.2599J65臼5-勵磁裳底壓倒］電流組la[L二0.66花-勵磁宣任壓。i］電流蛆Iti[L二0.6767-勵磁受偷壓制電流組Ic【比0.Y90-#4發(fā)電機轉(zhuǎn)子電壓［L=0.0067,9292-舸發(fā)電機轉(zhuǎn)子電流［L=0.0075.971-頻率曲線[1=49.9650^],[R=4981-發(fā)電機明開關(guān)【L=l］,國=口］1071UT柜發(fā)電機失藤報警［L=0］,［R：1101*A柜發(fā)電機程眺逆出率［1=1］,O.4-9?J卻一構(gòu)I0.44A-0.42A0.4LL--。一4泌1.17A-L3QAD.D1AD.D0A5353-發(fā)電機機湍電流工丑[L=0.2782.54雙-岌電機機端電流lb[L=□.2695.5555-岌電機機端電慌[L二□.2599J65臼5-勵磁裳底壓倒］電流組la[L二0.66花-勵磁宣任壓。i］電流蛆Iti[L二0.6767-勵磁受偷壓制電流組Ic【比0.Y90-#4發(fā)電機轉(zhuǎn)子電壓［L=0.0067,9292-舸發(fā)電機轉(zhuǎn)子電流［L=0.0075.971-頻率曲線[1=49.9650^],[R=4981-發(fā)電機明開關(guān)【L=l］,國=口］1071UT柜發(fā)電機失藤報警［L=0］,［R：1101*A柜發(fā)電機程眺逆出率［1=1］,O.4-9?J卻一構(gòu)I0.44A-0.42A0.4LL--。一4泌1.17A-L3QAD.D1AD.D0AD.D1AD.DDA50.2?：＜d49.3迎1.2OA53-S電機機端電荒La[L=0.2911..：54-發(fā)電機機湍電席lb[L=D.2774J55IS-發(fā).電機機端電流I二11=0,2763；-勵I(lǐng)jt裝低壓側(cè)電泊組:Da【1=0.066此-勵府變偈壓側(cè)電流蛆邛[L=0.067研-勵磕變倨壓側(cè)電流蛆I二[L=0.0CO捫-蟲1友已機住子電EI-1CC68J￡2妲#4女日機持j■電;亢I-LCC7CJL-成率曲線[1^43.9550^],壓=41-￡電機洲開美頃],[R=0]107lO-AtS發(fā)電機共磁報警[L=0i,[軟110L3-A^發(fā)電機程跳也功率[L=l],i825■友電機網(wǎng)蓄開美任=1],【E=l]左右光標時間差;卿血皇秒面磷『在發(fā)電機出口斷路器分斷182.8ms后，發(fā)電機滅磁開關(guān)才分斷，此時發(fā)電機電壓已經(jīng)只有90%額定電壓,轉(zhuǎn)子電流依然還比較大,此后66.6ms后轉(zhuǎn)子電流開始下降，這說明滅磁開關(guān)開始起作用了，但是66.6ms不能說明問題，因為轉(zhuǎn)子電流變送器濾波時間常數(shù)的關(guān)系，此時的測試時間意義不大。但是足以說明，滅磁開關(guān)跳閘，迫使轉(zhuǎn)子電流換流到滅磁電阻回路快速消耗下降。如

果此時轉(zhuǎn)子電壓測點正確，轉(zhuǎn)子電壓應(yīng)該快速的變?yōu)樨撝?，該值等于滅磁電阻兩端的電壓。在發(fā)動機出口斷路器分斷182.8ms才分斷滅磁開關(guān)，這里面有邏輯控制時間,時間的設(shè)定缺少依據(jù)。如果是事故跳閘，這個時間太長。一般來說，保護動作同時啟動發(fā)動機出口斷路器和滅磁開關(guān)，滅磁開關(guān)只比斷路器晚及十個毫秒mS,不會是一百多毫秒。水電機組的滅磁開關(guān)只比斷路器晚10-20mS,以保證滅磁的快速性。吊光標時間差;閱覲&礎(chǔ)渺當滅磁開關(guān)斷開后18.2ms,程跳逆功率保護信號才返回。整個保護動作信號持續(xù)了214.4mS,保證了發(fā)動機出口斷路器和滅磁開關(guān)的可靠分斷。從程逆變保護動作,經(jīng)過3.6秒后,發(fā)動機電壓還有23%額定電壓。盡管發(fā)動機電壓只有23%,但是轉(zhuǎn)子

電流波形顯示還較大，非常詭異的是，在1.8秒后轉(zhuǎn)子電壓又開始往上升。這是無法用正常的分析思路進行解答的。需要指出的是，故障錄波測量轉(zhuǎn)子電壓是不能采用濾波的，轉(zhuǎn)子電流測量需要濾波。招53-發(fā)電機機端電流la[L=0.ODMJE4-左電機機湍電流lb[L=0.0D1&SS-發(fā)電加機湍電濡M[L=0.ODITj布貧-勵磁強低壓側(cè)電流組Ta[L=0.-"弱-勵磁變陸壓側(cè)電流組lb[L=0..6767勵碌眺壓皿電流組Ic[L=0.CD390M摟申，機精T申（L-C.0331JI"!V-3.'W.電杠傳子電亢[T.=r.m?FjJ；一-坷苯住澆[L-WtiW&L[f-4981-岌電機回開關(guān)L-O'J,U=0LOTFT柜凝電機關(guān)滋損客[L=Ci],[R：110L3T柜發(fā)電枇棉跳位由軍[L=l],|?嘩LW5■發(fā)電機丕硫開美[L2L[已匚左右光標時間差:畋18毫秒90（膻秒相比之下,水輪發(fā)電機正常停機流程就簡單的多：首先降低發(fā)電機出力，將發(fā)電機有功和無功減到一定值后，斷開發(fā)電機出口斷路器，然后關(guān)水輪機導葉，勵磁系統(tǒng)逆變滅磁。滅磁結(jié)束后，有的勵磁系統(tǒng)斷開滅磁開關(guān)，有的不斷開滅磁開關(guān),流程簡單,對出口斷路器和滅磁開關(guān)的損壞最小，非常好的正常停機流程。

據(jù)說，以前汽輪發(fā)動機也是采用水輪發(fā)動機這種常規(guī)停機流程：待發(fā)電機有功降到零、無功接近于零時,拉開發(fā)電機出口開關(guān)、汽輪機打閘關(guān)自動主汽門。據(jù)說，現(xiàn)在依然有汽輪發(fā)動機還在采用水輪發(fā)電機這種停機流程。但是由于汽輪機存在自動主汽門、調(diào)節(jié)汽門或抽汽逆止門關(guān)不嚴而繼續(xù)向汽缸返汽，導致機組超速飛車；或關(guān)自動主汽門時由于卡澀實際沒有關(guān)死而其終端誤發(fā)信號解列發(fā)電機，導致飛車。于是?！斗乐闺娏ιa(chǎn)重大事故的二十五項重點要求》中第9.1.6規(guī)定:“正常停機時，在打閘后，應(yīng)先檢查發(fā)電機有功功率是否到零,千瓦時表停轉(zhuǎn)或逆轉(zhuǎn)以后，再將發(fā)電機與系統(tǒng)解列,或采用逆功率保護動作解列。嚴禁帶負荷解列。”于是，一種利用發(fā)動機逆功率保護的程序逆功率保護跳閘方式形成彳寺發(fā)電機有功降到零、無功接近于零時,汽機打閘、由熱工保護（借助自動主汽門終端開關(guān)閉合信號）動作聯(lián)跳

發(fā)電機出口開關(guān)。盡管由主汽門的輔助接點去啟動程序跳閘逆功率保護，可解決汽輪機超速的問題。但是也帶來發(fā)動機出口斷路器和滅磁開關(guān)經(jīng)常帶負荷分斷的問題，巨大的電弧影響斷路器和滅磁開關(guān)觸頭，影響設(shè)備壽命。另外，每次停機都出現(xiàn)逆功率,其逆功率運行的危害是使汽輪機轉(zhuǎn)子部分壽命縮短。我這里并不評價這種程跳逆功率停機的利弊，只是想通過波形分析來解答我的勵磁朋友小高的疑惑，盡管他的疑惑問題我沒有直接解答,我只是按照