逆功率与程跳逆功率区别分析

1 逆功率保护1.1 逆功率保护发电机逆功率保护主要用于保护汽轮机。

当汽轮机自动主汽门关闭，而发电机出口断路器未断开时，发电机将成为电动机运行，即从系统中吸取有功功率，拖动汽轮机旋转。

这种运行工况对发电机并无影响，但是对汽轮机而言，长时间无蒸汽运行将会导致排汽缸温度升高及尾部叶片过热。

由于汽缸中充满了不流动的蒸汽，它会与汽轮机叶片摩擦产生热，使汽轮机叶片过热和低压缸排汽温度升高，低压缸整体向上膨胀，转子中心上移，在轴承座位置不变的情况下引起机组振动。

信号逆功率保护的输入量为机端TV二次三相电压及发电机TA二次三相电流。

当发电机吸收有功功率时动作。

构成框图如图1所示。

图1 逆功率保护逻辑框图图中：P——发电机有功功率计算值；Pt、t1、t2——逆功率保护整定值。

由图1可以看出，当发电机吸收的有功功率大于整定值时，经延时t1发信号、延时t2作用于出口。

因此，逆功率保护能够确切地反应功率反方向的异常工况，及时发出信号，在允许的时间内自动停机。

1.2 程序跳闸逆功率保护发电机的逆功率保护，除了作为汽轮机的保护之外，还可作为发电机组的程控跳闸启动元件，即称之为程序跳闸逆功率保护。

保护的构成框图如图2所示。

图中：K——主汽门辅助接点，关闭后开放保护出口。

程序跳闸逆功率保护引入K接点，当主汽门关闭后且发电机吸收的有功功率大于整定值时，经延时去启动机组程序跳闸。

2 停机时出现汽轮机超速现象的原因分析：2.1 大部分机组正常停机时一般采用下列两种停机方式：2.1.1 待发电机有功降到零、无功接近于零时，拉开发电机出口开关、汽轮机打闸关自动主汽门；2.1.2 待发电机有功降到零、无功接近于零时，汽机打闸、由热工保护（借助自动主汽门终端开关闭合信号）动作联跳发电机出口开关；机组在正常情况下用上述方法停机不会出现问题，但如果汽轮机存在自动主汽门关不严、调节汽门或抽汽逆止门关不严等缺陷时，就有可能发生发电机出口开关断开后（用2.1.1方式停机），汽机打闸关自动主汽门时由于自动主汽门、调节汽门或抽汽逆止门关不严而继续向汽缸返汽，导致机组超速飞车；或关自动主汽门时由于卡涩实际没有关死而其终端误发信号解列发电机（用2.1.2方式停机），导致飞车。

发电机逆功率和程序逆功率保护
• 2 停机时出现汽轮机超速现象的原因分析 • 2.1 大部分机组正常停机时一般采用下列两种停机方式： 大部分机组正常停机时一般采用下列两种停机方式： • 2.1.1 待发电机有功降到零、无功接近于零时，拉开发电机出口开关、 待发电机有功降到零、无功接近于零时，拉开发电机出口开关、 汽轮机打闸关自动主汽门； 汽轮机打闸关自动主汽门； • 2.1.2 待发电机有功降到零、无功接近于零时，汽机打闸、由热工保 待发电机有功降到零、无功接近于零时，汽机打闸、 护（借助自动主汽门终端开关闭合信号）动作联跳发电机出口开关； 借助自动主汽门终端开关闭合信号）动作联跳发电机出口开关； 机组在正常情况下用上述方法停机不会出现问题， 机组在正常情况下用上述方法停机不会出现问题，但如果汽轮机存在 自动主汽门关不严、 关不严等缺陷时， 自动主汽门关不严、调节汽门或抽汽逆止门 关不严等缺陷时，就有可 能发生发电机出口开关断开后（ 方式停机）， 能发生发电机出口开关断开后（用2.1.1方式停机），汽机打闸关自动 方式停机），汽机打闸关自动 主汽门时由于自动主汽门、 主汽门时由于自动主汽门、调节汽门或抽汽逆止门关不严而继续向汽 缸返汽，导致机组超速； 缸返汽，导致机组超速；或关自动主汽门时由于卡涩实际没有关死而 其终端误发信号解列发电机（ 方式停机），导致超速。 其终端误发信号解列发电机（用2.1.2方式停机），导致超速。 方式停机），导致超速
发电机逆功率和程序逆功率保护
• 4.3 逆功率保护动作结果 • 对于发电机出口开关是非三相机构联动开关时，逆功率保护 对于发电机出口开关是非三相机构联动开关时， 动作出口应只跳发电机出口开关，而不应同时也跳灭磁开关。 动作出口应只跳发电机出口开关，而不应同时也跳灭磁开关。 • 当发电机出现非全相运行时，也即发电机出口开关非全相断开 当发电机出现非全相运行时， 或非全相合上， 或非全相合上，发电机定子电流三相不平衡出现负序电流及振 在转子表面感应出两倍工频的电流，引起转子发热， 动，在转子表面感应出两倍工频的电流，引起转子发热，严重 时烧毁转子。 时烧毁转子。发电机处于空载状态下发电机非全相运行时无负 序电流产生或产生的负序电流很小；发电机出口开关非全相断 序电流产生或产生的负序电流很小； 灭磁开关同时断开且原动机的能源供给切断时， 开、灭磁开关同时断开且原动机的能源供给切断时，发电机产 生的负序电流最大，对系统、对发电机的影响也最大， 生的负序电流最大，对系统、对发电机的影响也最大，必须立 即切断相关电源，由此扩大了事故范围。 即切断相关电源，由此扩大了事故范围。 • 因此在逆功率保护动作跳开发电机出口开关时， 因此在逆功率保护动作跳开发电机出口开关时，灭磁开关未 联跳，如果发电机出口开关非全相断开，可立即减小励磁电流， 联跳，如果发电机出口开关非全相断开，可立即减小励磁电流， 使发电机维持空载运行，然后再根据规程处理。 使发电机维持空载运行，然后再根据规程处理功率保护停机应考虑的问题 • 4.1 逆功率保护动作时间问题。 逆功率保护动作时间问题。 电气保护中，当汽轮机出现逆功率运行时，首先发信号， 电气保护中，当汽轮机出现逆功率运行时，首先发信号，延时一定时 间后保护动作出口解列发电机，延时时间是根据汽轮机允许无蒸汽运行 间后保护动作出口解列发电机， 时间的条件来整定的，通常为1～3分钟。如果将解列发电机方式改由采 分钟。 时间的条件来整定的，通常为 ～ 分钟 用程序跳闸逆功率保护动作解列发电机， 用程序跳闸逆功率保护动作解列发电机，逆功率运行次数较由自动主汽 门终端闭合信号解列发电机的次数多，因此从保护汽轮机角度出发， 门终端闭合信号解列发电机的次数多，因此从保护汽轮机角度出发，延 时时间可缩短， 时时间可缩短，只要汽机调节系统能躲过并网时由于瞬间出现的逆功率 运行引起误跳发电机即可。缩短保护跳闸时间在某些情况下将带来好处， 运行引起误跳发电机即可。缩短保护跳闸时间在某些情况下将带来好处， 例如，汽机由于掉叶片等故障停机时，自动主汽门关闭后， 例如，汽机由于掉叶片等故障停机时，自动主汽门关闭后，启动程序跳 闸逆功率保护解列发电机，如果延时太长， 闸逆功率保护解列发电机，如果延时太长，将会加剧汽轮发电机组的损 坏程度。 坏程度。

发电机逆功率保护和程跳逆功率保护的区别是什么?程序逆功率：指主气门关闭后，逆功率才会起作用，前提是主气门先关闭的条件下（关闭的接点串入逆功率动作的回路）。

这种多数用在正常停机或汽机先跳的时候。

时间较短，我们定为3秒钟。

逆功率：没有前提条件，只要发生逆功率了，延时到了就跳闸。

时间设定就是根据汽轮机允许逆功率的时间设定的。

我们这里设定为20秒。

逆功率：是指汽轮机的进汽不能冲动汽轮发电机组达电网周波要求的转速时，发电机从系统吸收有功以维持转速。

此时由于进汽量过低无法满足低压缸特别是末几级动叶的冷却要求，末几级叶片在鼓风摩擦的作用下温度升高同时低压缸排汽区温度升高。

造成末级叶片损坏或者低压缸膨胀后中心抬高而振动增大。

所以设有逆功率保护，当发生逆功率时解列发变组，以保护低压缸末几级动叶。

逆功率保护用于保护汽轮机，当主汽门误关闭或机组保护动作于关闭主汽门而出口断路器未跳闸时，发电机将变为电动机运行，从系统中吸收有功功率。

此时对发电机没什么，但由于鼓风损失，汽轮机尾部叶片有可能过热，造成汽轮机叶片损坏，因此一般不允许这种情况长期存在，逆功率保护动作解列发变组，以保护低压缸末几级动叶。

程跳逆功率保护是用于发电机非短路性故障或正常停机时防止汽轮机超速损坏，先关闭主汽门，有意造成发电机逆功率，进而再解列发电机的保护。

首先逆功率保护是发电机继电保护的一种,作为汽轮发电机出现有功功率倒送，发电机变为电动机运行异常工况的保护。

逆功率保护的简单原理：是按照比较绝对值原理构成的功率方向继电器交流测量回路，其交流电压形成回路采用和差接线方式。

，从而获得两个比较电量：和电压向量A1与差电压向量A2。

发电机正常运行时，A2<A1。

汽轮机汽门突然关闭，发电机由系统吸收有功功率，动作量大于制动量，既A2>A1，继电器动作，经过一定延时，切除发电机。

逆功率保护也可用于程序跳闸的启动元件。

而程序逆功率保护严格说不是一种保护，而是为实现程序跳闸而设置的动作过程。

什么是逆功率保护和程跳逆功率保护？两者的作用是什么？有什么区别？逆功率保护的作用发电机逆功率保护主要用于保护汽轮机。

一般而言，发电机的功率方向应该由发电机流向母线，但由于各种原因汽轮机主汽门关闭而发电机出口断路器未跳闸时，发电机将变为电动机运行，即从系统中吸取有功功率，拖动汽轮机旋转，功率的方向就由母线流向发电机，这就是逆功率。

这种运行工况对发电机并无影响，但是对汽轮机而言，由于没有蒸汽流入，汽轮机的转动将会使内部形成严重的鼓风摩擦，造成叶片过热损坏、低压缸排汽温度升高，低压缸整体向上膨胀后转子中心上移，在轴承座位置不变的情况下引起机组振动。

所以设有逆功率保护，当发生逆功率时解列发变组，以保护汽轮机。

程跳逆功率保护的作用发电机程序跳闸逆功率保护主要用于防止汽轮机超速。

当发电机在带有一定有功负荷的情况下，发电机出口断路器突然跳开而汽轮机主汽门又未全部关闭时，此时汽轮机有可能出现超速而飞车的事故。

为避免此类重大事故的发生，在励磁绕组过负荷、失磁等异常运行方式下，保护一般采用程序跳闸方式，动作后作用于先关闭汽轮机的主汽门，待发电机逆功率继电器动作后，与主汽门关闭后接通的辅助触点组成与门，经一短时限组成程跳逆功率保护，动作后作用于全停。

图一：发电机逆功率保护逻辑框图图二：发电机逆功率保护逻辑框图发电机功率保护定值（参考）：1 逆功率定值 1.50％2 逆功率信号延时15.00s3 逆功率跳闸延时60.00s4 程序逆功率定值 1.00％5 程序逆功率跳闸延时 1.00s逆功率保护和程跳逆功率保护的区别程跳逆功率动作条件：汽轮机主汽门关闭行程接点闭合且发电机逆功率继电器动作，经短延时发电机跳闸。

逆功率保护设有一段两时限，短延时发信，长延时跳闸。

其动作条件就一个，即逆功率继电器动作，经延时发电机跳闸。

正常停机下，发电机降到一定负荷后，汽轮机打闸，主汽门关闭，此时功率下降，等功率降至零，程跳逆功率同时检测到负荷到限和主汽门关闭信号两者全都满足后，发电机跳闸。