逆功率保护的基本原理?作用?以及逆功率的危害?
逆功率保护的基本原理?作用?以及逆功率的危害?
发电机是向系统送出有功功率的,如果出现系统向发电机倒送功率,即发电机变成电动机运行,这就是逆功率的异常工况.
作为汽轮发电机,当转入逆功率异常运行状态时,汽轮机主汽门已关闭,汽机尾部叶片由于与残留蒸汽产生摩擦而形成鼓风损耗,由过热而损坏。燃气轮机的大压缩机负荷很大,逆功率数值可达发电机额定容量Pn的50%,逆功率工况可能损坏机组齿轮。柴油发电机的汽缸熄火,逆功率值可达25%Pn。灯泡式和斜流式等低水头水轮机在逆功率工况下,低水流量的微观水击作用会产生汽蚀现象,终致导水叶损伤。这些发电机组均在逆功率运行状态下对原动机有害,宜装设逆功率保护。
机组逆功率运行,对发电机本身来说,没有什么危害。但是有两点要注意:
1、此时,发电机变为电动机运行,将会从系统吸收有功,以维持其同步运行,励磁系统没有变化;但系统频率可能会降低。同时给电网无功,不会导致系统电压下降,只是变为调相机
运行。
2、作为汽轮发电机,当转入逆功率异常运行状态时,汽轮机主汽门已关闭,汽机尾部叶片由于与残留蒸汽产生摩擦而形成鼓风损耗,叶片由过热而损坏。对汽轮机造成危害。
上述两个原因,对汽轮机的危害是主要的。因此,大机组都要装设逆功率保护。该保护主要保护的是汽轮机。
因此,停车时(特别是紧急停车时)一定要先打闸后解列。
1. 根据《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》,正常停机时必须减负荷到到零,然后汽机打闸(不实现停机不停炉机组应同时MFT),断开发电机出口开关;
2. 事故停机(手动或保护动作)时,仍应确认汽机高中压主汽门、调门关闭严密,机组负荷到零,程序逆功率保护动作出口再断开发电机出口开关;
3. 电气主保护动作,保护动作出口立即断开发电机出口开关,同时汽机跳闸。同时检查确认汽门关闭严密,防止超速;
4. 发电机故障(定子接地,转子一点接地等,励磁系统短路)等,同时汽机打闸后发现汽门关不严或卡涩,则应立即开启旁路及电磁释放阀尽快将压力降低,负荷到零后再断开发电机出口开关,并同时严密监视汽轮机转速变化,必要时紧急破坏真空;
总之,必须确定有功负荷到零后才能断开发电机出口开关。尽管负荷到零也有可能造成汽轮机超速,但此时可以通过采取泄压及破坏真空等措施,汽轮机转速超过3300rpm的可能性不大
逆功率保护的另一用途:
国家电力发的《防止电力系统重大事故的25项重点要求》中防止气轮机超速一条中为防止汽轮机超速,可装设逆功率保护,它的作用是人为停机时,负荷减到零后,发电机吸收有功(既逆功率)以证明主汽门已关严,逆功率可发信号也可作用跳闸。防止主汽门未关严的情况下跳开发电机开关造成气轮机超速。
有功功率和无功功率:
有功功率又叫平均功率,即瞬时功率在一个周期内的平均值(或负载电阻所消耗的功率),叫
有功功率。它是指电路中电阻部分消耗的功率,用符号P表示,单位是W(瓦)或kW(千瓦)。
在具有电感或电容的电路中,电感使电流相位超前,电容使电压相位超前,电感或电容只能与电源进行能量交换,并没有消耗真正的能量,(在具有电感或电容的电路中,在每半个周期内,把电源能量变成磁场(或电场)能量贮存起来,然后,再释放,又把贮存的磁场(或电场)能量再返回给电源,只是进行这种能量的交换,并没有真正消耗能量,)我们把与电源交换能量的功率的振幅值叫做无功功率。无功功率用字母Q表示,单位是Var(乏)或kVar(千乏)。
有功功率和无功功率的表达公式为:
P=IUcosφ Q=IUsinφ
P——有功功率;
Q——无功功率;cosφ——功率因数。φ为电流和电压的相位差
要提高有功功率必须提高功率因数,即协调电路中电容和电感的值,使得电流和电压的相位差为0,cosφ=1,sinφ=0,有功功率为最大,无功功率为0。
P=IUcosφ
提高有功功率有三种途径
1、增大电流,发电厂的发电机主要就是用这种方式提高有功功率
2、升高电压
3、提高功率因数
有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率,也就是将电能转换为其他形式能量 (机械能、光能、热能)的电功率。有功功率过低导致线损增加、容量下降、设备使用率下降,从而导致电能浪费加大。
无功功率:电网中的感性负载(如电机,扼流圈,变压器,感应式加热器及电焊机等)都会产生不同程度的电滞,即所谓的电感。感性负载具有这样一种性 -----即使所加电压改变方向,感性负载的这种滞后仍能将电流的方向(如正向)保持一段时间。一旦存在了这种电流与电压之间的相位差,就会产生负功率,并被反馈到电网中。电流电压再次相位相同时,
又需要相同大小的电能在感性负载中建立磁场,这种磁场反向电能就被称作无功功率。
有功功率和无功功率无功功率比较抽象,它是用于电路内电场与磁场的交换,并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外做功,而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备,要建立磁场,就要消耗无功功率。
无功功率过高 1)无功功率会导致电流增大和视在功率增加,导致系统容量下降;2)无功功率增加,会使总电流增加,从而使设备和线路的损耗增加;3)使线路的压降增大,冲击性无功负载还会使电压剧烈波动。
有功功率=做有用功的功率
无功功率=做无用功的功率
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