程跳逆功率保护在火力发电厂的应用
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发电机逆功率保护和程跳逆功率保护分析1、程序逆功率:指主气门关闭后,逆功率才会起作用。
前提有主气门关闭的条件(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,一般设定为3秒钟。
2、逆功率:没有前提条件,只要发生发电机逆功率经延时就跳闸。
时间设定就是根据汽轮机允许逆功率的时间设定的。
一般设定为20秒。
所谓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。
摩擦鼓风损失是指高速转动的叶轮与其周围的蒸汽相互摩擦并带动这些蒸汽旋转,要消耗一部分叶轮的有用功,隔板与喷嘴间的汽流在离心力作用下形成涡流也要消耗叶轮的有用功。
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。
此时对发电机没影响,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,逆功率保护可以很好地起到保护作用。
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,再解列发电机的保护。
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。
程跳逆功率保护在火力发电厂的应用程跳逆功率是发电机正常停机的一种保护,正常时发电机停机收到汽轮机主汽门关闭信号后,待逆功率达到动作值时延时几秒钟,发电机解列灭磁厂用电切换,发电机达到正常滑停目的。
其主要作用是防止主汽门未关严而跳主开关所引起的灾难性“飞车”事故。
标签:功率程跳逆功率主汽门保护1 概述鹤煤热电厂关于两台135MW机组,停机方式为汽机联跳发电机即热工保护联跳发电机。
但此种停机方式存在一些问题,在主汽门没有完全关闭的情况下,汽机跳闸后同样会向发电机保护屏的“解列灭磁”直跳发电机发信号。
而值得说明的是,汽机跳闸的前提条件是,主汽门关闭即100%完全关闭,否则无法避免蒸汽进入汽缸导致汽轮机超速甚至引发飞车事故。
在《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中有明确的规定:“在正常停机时,打闸后应先检查有功功率是否到零,千瓦时表停转或逆转以后,再将发电机与系统解列,或采用程跳逆功率保护动作解列,严禁带负荷解列。
”因此,通过对比《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中的相关规定,可知直接解列停机不符合要求。
若主汽门故障至汽源不能完全切断,则易造成汽轮机超速,(此时定转子之间的磁拉力减少)虽然汽轮机有OPC超速电磁阀,AST自动停机危机遮断电磁阀,机械超速危机保安器,手动危机遮断器,四道防超速的措施(同时据动的可能性非常小),但是,仍然无法避免汽轮机因蒸汽进入汽缸造成超速乃至发生飞车事故。
针对目前存在的问题,我们提出了修改两台机组的停机方式,即程跳逆功率停机取代热工保护停机,其有效作用能够完全保护汽轮机。
程跳逆功率的动作条件是主汽门关闭,延时只有数秒。
发电机过负荷、过激磁等保护动作后,启动程序跳闸,是因为这些故障发生后,不至于立即对发变组设备造成损坏,可以有时间允许关闭主汽门,有功变负值后再跳开发变组,主要是防止突然甩负荷后,主汽门关闭不及时或关闭不严密,造成汽轮机超速事故。
2 改造前机组停机方式及危害2.1 机组正常运行时停机方式。
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。
发电机组逆功率保护配置分析及定值整定实例作者:王旭来源:《科技创新与应用》2018年第15期摘要:文章介绍逆功率对火力发电机组的危害,分析常规火力发电机组的功率变化情况,并以厄瓜多尔埃斯梅拉达II期热电项目为例,详细阐述发电机逆功率保护的原理及定值整定。
关键词:逆功率;危害;逆功率保护;定值整定中图分类号:TM61 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2018)15-0054-02Abstract: In this paper, the hazards of reverse power for thermal generator unit are introduced, the power variety of conventional thermal generator unit is analyzed, the principle and setting calculation of generator reverse power protection are illustrated by Ecuador Esmeralda II Thermoelectric Project.Keywords: reverse power; hazard; reverse power protection; setting calculation引言运行中的发电机组,当由于各种原因导致原动机突然失去原动力,而发电机未能及时解列,仍与电网连接,此时发电机将过渡为电动机运行,由其带动原动机转子旋转,同时发电机由向电力系统输出有功功率(有功功率为正数)转变为从系统吸收有功功率(有功功率为负数),即逆功率。
虽然此工况对发电机并无危害,但对原动机却是不利的,其危害主要表现为:对汽轮发电机组而言,高速旋转的汽轮机尾部叶片与残留蒸汽产生摩擦,从而形成鼓风损耗,最终因过热而损坏叶片,因此大容量汽轮机组不允许在这种异常状态下长期运行;对燃气轮机、柴油机机组而言,其中未燃尽物质会有爆炸和着火危险,因此该类型机组也需要配置逆功率保护。
火电厂热工保护逻辑专项排查典型案例分析【摘要】某厂1号发电机发生非同期并网,造成2号发电机机端电流出现振荡导致该厂2号汽轮机转速由2997r/min突升至3004r/min,触发OPC超速加速度保护、汽包水位高、锅炉MFT、发电机解列。
通过对2号机跳机、1号机非同期并网过程进行了原因分析,提出了处理建议和防范措施,结合此次事件给出日常工作的参考建议,防范此类事件再次发生。
【关键词】非同期并网;OPC超速;防范措施1 事件概况某电厂2号机负荷,机组协调投入,AGC投入,机组正常运行,保护装置及DCS无异常报警。
00:44:57,机组负荷由114.54MW突升至122.03MW,汽轮机转速由2997.95r/min突升至3004.87r/min,SOE显示“测速板OPCSOE”、“OPC快关出口SOE”,调节门关闭,总阀位反馈为0。
汽机主控指令和反馈大于15%,汽机主控切手动,汽机主控指令跟随反馈,由90%降至0%,机组控制方式由AGC方式切至炉跟随。
汽包水位低于-230mm(动作时汽包水位为-244.03mm),持续5s,汽包水位低低低保护动作,锅炉MFT,首出“锅炉保护停机”,发电机解列。
2 检查情况2.1OPC动作原因检查检查机组触发OPC动作的原因,调阅DCS历史曲线,软件逻辑中OPC及条件均未触发。
进一步检查“测速板OPC输出”,其中“测速板OPC输出”为测速卡内部判断,测速卡OPC的触发条件为:1、转速103%;2、超速限制。
其中超速限制保护2(转速加速度大)设置为在油开关合闸且转速大于2800r/min的条件下,若连续2个控制器运算周期的转速都比上一周期的高4.5r/min/周期(即加速度大于225r/min/s,经计算本测速卡的扫描周期为20ms),则OPC快关继电器动作。
当本周期转速小于上周期的值或本周期转速小于2800r/min或油开关跳闸则OPC快关电磁阀复位。
调阅DCS历史曲线(历史曲线分辨周期为1s,满足规范要求)发现00点44分57秒汽轮机转速由2997.95r/min突升至3004.87r/min,满足动作条件。
发电机组逆功率保护的定义、用途、原理用户作为发电机组的拥有者和使用者应该对发电机组的各个方面有所了解,这样能掌握发电机组的操作使用方法.下面华全动力就给用户介绍一下发电机组弄功率保护是什么?一、什么是发电机逆功率保护?发电机逆功率保护又称功率方向保护.一般而言,发电机的功率方向应该为由发电机流向母线,但是当发电机失磁或其它某种原因,发电机有可能变为电动机运行,即从系统中吸取有功功率,这就是逆功率.当逆功率达到一定值时,发电机的保护动作,或动作于发信号或动作于跳闸.二、用途:并网运行的汽轮发电机,在汽轮机的主汽门关闭之后,便作为同步电动机运行:吸收有功功率而拖着汽轮机转动,可向系统发出无功功率.由于汽轮机主汽门已关闭,汽机尾部叶片与残留蒸汽产生摩擦而形成鼓风损耗,长期运行过热而损坏.燃气轮机和水轮机也主要是对原动机的损害.发电机逆功率保护主要保护汽轮机不受损害.三、原理:当发电机出现逆功率〔外部功率指向发电机,也就是发电机变成电动机工况〕,逆功率保护动作断路器跳闸.需要采集三相电压和二相电流信号.由于一次能源形态的不同,可以制成不同的发电机.利用水利资源和水轮机配合,可以制成水轮发电机;由于水库容量和水头落差高低不同,可以制成容量和转速各异的水轮发电机.利用煤、石油等资源,和锅炉,涡轮蒸汽机配合,可以制成汽轮发电机,这种发电机多为高速电机<3000rpm>. 华全动力介绍太阳能、风能、原子能、地热、潮汐、生物能等能量的各类发电机.此外,又分作直流发电机,异步发电机和同步发电机.在广泛使用的大型发电机都是同步发电机.四、逆功率和程序逆功率的区别保护含义是指汽机打闸后,系统功率到送.由于汽轮机不允许这种方式运行,特设此保护.逆功率和程序逆功率的区别:1、定值不同:程序逆功率定值一般比逆功率高.2、判别方式不同程序逆功率一般要加判断路器位置3 、动作结果相同都是作用于全停五、发电机组功率受哪些环境因素的影响1、湿度,高度以与温度等环境因素都会对柴油发电机组的运行产生影响,在实际运用时情况会要复杂得多,并且另外一些因素也会影响柴油发电机组的正常工作.华全动力介绍以下情况会对柴油发电机组产生不利影响:1、空气中含有其他气体为化学性质的腐蚀气体,如二氧化硫、二氧化碳等2、<在海边>有盐水<雾> ,容易使柴油发电机组表层氧化;华全动力发电机组生产车间3、灰尘或风沙;4、雨水六、发电机组适应气候条件华全动力提示须考虑各种复杂的气候对柴油发电机组的影响,保证发电机的正常工作.对于一般的柴油发电机组,推荐以下三种选项以适应不同的气候1、防冷凝加热器:用于空气中湿度较大且易发生冷凝的环境中,当发电机不运行时接通加热器,使发电机的机身温度高于环境温度约5°C,运行时切断加热器电源.2、IP23防护等级:标准IP22为防垂直下滴的雨水进入电机内部,IP23防护等级可以防止与垂直方向成60度的雨水进入电机内部.3、高质量的空气过滤器:用于风沙比较大或空气中灰尘较多的地方,以保障过滤效果和延长发动机的使用寿命.环境温度要求按照国际通用的技术要求,一般定义发电机的使用环境温度为40℃,所有的设计与功率都按照这一环境温度而言.事实上,对发电机而言,环境温度应该为发电机的进风温度.由于发电机是与柴油机一起工作,柴油机发热会使整个空间内温度超过40℃.实际运行时发电机的环境温度不应该超过40℃,这一点非常重要.若实际使用环境温度超过40℃,那么发电机应该降功率运行.对环境温度而言,若其低于40℃,则发电机的功率可以比额定功率大.当环境温度超过40℃时发电机的功率修正系数如下[1] :环境温度<℃> 系数45 0.9750 0.9455 0.9160 0.88环境因素影响发电机组功率,很多用户在购买柴油发电机组时,并没有向厂商了解柴油发电机组在什么环境下才能够很好的被运用,并且不同系列的柴油发电机组使用环境也不相同,还有同一柴油发电机组在不同的环境下使用,输出功率也不相同.如果要使得柴油发电机组稳定,须要了解这些适用的环境.以上是华全动力介绍发电机组逆功率保护的相关知识,希望以上的介绍能给用户带来参考.。
1 事件详情及分析某电厂发电机按计划停运检修,检修人员发现发电机励磁系统灭磁开关主触头存在明显电弧灼伤痕迹。
经查该电厂发电机在机组正常程跳停机与出现故障保护动作停机时,均采用相同的保护出口方式。
根据故障录波装置所记录的内容,励磁系统有灭磁开关断开记录,但没有逆变灭磁信号相关记录。
经分析,发变组保护在正常停机过程中,同时发出跳灭磁开关、逆变灭磁、跳GCB开关命令。
在收到停机命令后,还未启动逆变灭磁程序以降电流,灭磁开关即已断开。
此时虽然机组有功、无功功率已达到最低水平,但转子中仍然有大量能量,导致励磁系统的灭磁开关在励磁回路中仍有较大电流情况下执行分闸指令。
这样的停机保护动作方式迫使灭磁开关触头承受大部分压降;常年累月如此工作后,灭磁开关即有明显电弧灼伤痕迹。
2 改进灭磁停机程序目前大型发电机停机时,励磁系统降低励磁电流,主要采用励磁系统的逆变灭磁功能和灭磁开关直接断开大电流灭磁两种方式。
前者是正常启停时,发电机励磁系统在收到“逆变灭磁”指令后,通过回路“逆变”功能把转子线圈储存的能量传向交流电源侧,这样既控制了机端定子电压,又消耗了转子能量,抑制了其中的过电压;后者是在事故情况下,发电机直流侧灭磁开关直接动作跳闸,转子能量一部分以电流方式经灭磁电阻转化为热能,另一部分在励磁系统灭磁开关处以电弧形式消耗,可充分控制转子过电压水平。
由此可见,停机时先进行逆变灭磁程序,可明显减少灭磁开关处能量消耗,保护了灭磁开关。
首先,停机过程中采用人工操作励磁系统,监测发电机有功无功水平降至低值时,手动使用逆变灭磁操作,直到灭磁回路电流微弱甚至无电流时断开灭磁开关。
其次,修正原有继电保护装置同时触发GCB断、灭磁开关断以及逆变灭磁的出口方式,使停机过程中根据实际需要按照时间顺序先后进行出口。
前者优点是无需对继电保护出口回路进行改造,停机过程灵活可控,但对人员停机操作要求过高,且有误操作可能性;后者缺点是无法确保励磁回路中的实际电流降到零,所以需要进行灭磁开关分闸,避免人工误操作。
提高火力发电机组程跳逆功率保护动作的可靠性摘要:本文介绍了火力发电机组程跳逆功率保护的作用、原理与逻辑,列举了某电厂某台机组停机过程中的异常情况,深入分析了影响程跳逆功率保护动作可靠性的因素,并对如何提高该保护动作可靠性给出了四条建议。
关键词:电厂;程跳逆功率;可靠性逆功率保护是为保护汽轮机低压缸末级叶片而设置的。
并网运行的汽轮发电机,在汽轮机主汽门关闭之后,便作为同步电动机运行,从电网吸收有功功率而拖动汽轮机转动。
由于汽轮机主汽门已关闭,汽机末级叶片与残留蒸汽产生摩擦而形成鼓风损耗,长期运行末级叶片会过热而损坏。
程跳逆功率保护包含于逆功率保护,是为了防止汽轮机超速而设置的一种停机方式,取主汽门关闭和逆功率“与”的关系而动作。
也就是正常停机过程中,运行人员打跳汽轮机之后,发变组保护接收到主汽门关闭信号,并判断出吸收的有功功率大于定值后,程跳逆功率保护经延时动作于解列。
程跳逆功率保护的第一个动作条件:开关量“主汽门关闭”。
目前电厂程跳逆功率保护所用开关量有以下情况:(1)发变组两套保护各取一侧主汽门关闭行程接点(部分电厂还做三取二逻辑);(2)发变组两套保护一个取主汽门关闭行程接点、另一个取热工ETS动作接点(部分电厂还做三取二逻辑);(3)发变组两套保护均取自热工ETS动作接点(部分电厂还做三取二逻辑)。
只要保证在任何情况下主汽门关闭时ETS动作接点都能发出,程跳逆功率保护中的主汽门关闭信号是可以用ETS动作接点代替的。
程跳逆功率保护的第二个动作条件:模拟量“吸收有功功率大于定值”。
该量是两套发变组保护经过对PT、CT送来的电压、电流采样之后计算出来的有功功率值。
《DL/T 684-2012大型发电机变压器继电保护整定计算导则》规定逆功率保护定值为0.5%~2%倍发电机额定功率值,并应根据主汽门关闭时保护装置的实测逆功率值进行校核(根据主汽门的严密性进行优化),延时1.0S~1.5S动作于解列。
第39卷第4期电力系统保护与控制Vol.39 No.4 2011年2月16日Power System Protection and Control Feb.16, 2011 发电机正向低功率及逆功率保护配置及整定管新娟1,朱忠亭1,李东岭2(1. 华东电力设计院,上海200063; 2.许继电气股份有限公司,河南 许昌461000)摘要:针对发电机变电动机运行的异常运行方式,分析了常规火电厂及核电厂的保护设置,提出了由于核电厂的汽轮机低压缸的叶片更长,应装设正向低功率保护。
给出了正向低功率保护、逆功率保护的逻辑及建议的整定值。
提出了为了保护整定值的正确动作,建议正向低功率保护、逆功率保护使用测量级的电流互感器。
关键词: 发电机;正向低功率;逆功率;保护配置;整定The congfiguration and value calculation for the generator’s positive low power protections and adversepower protectionsGUAN Xin-juan1, ZHU Zhong-ting1, LI Dong-ling2(1. East China Electric Power Design Institute, Shanghai 200063, China; 2. XJ Electric Co., Ltd, Xuchang 461000, China) Abstract: For the abnormal condition of generators operating as motors, the protection configuration of fossil fuel power plants and nuclear power plants has been analyzed. For nuclear power plants, the positive low power protection should be provided because the low-pressure vanes of turbines are much longer. The logic and recommended values of positive low power protections and adverse power protections have been provided. In order to ensure the protections operating correctly, current transformers designed for measurement have been recommended to be used for positive lower power protections and adverse power protections.Key words: generator; positive low power; adverse power; protection configuration; value calculation中图分类号: TM31 文献标识码:B 文章编号: 1674-3415(2011)04-0110-030 引言当主汽门误关闭或机炉保护动作关闭主汽门而出口断路器未跳闸时,发电机变成电动机运行,要从电力系统吸收有功功率。
发电机逆功率保护和程跳逆功率保护的区别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,前提有一个主气门关闭的条件(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。
所谓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,逆功率保护可以很好地起到保护作用。
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,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。
发电机程跳逆功率保护1 保护原理目前,对于大型汽轮发电机,发电机的逆功率保护,除了作为汽轮机的保护之外,尚作为发电机组的程控跳闸启动元件,称为程跳逆功率保护。
逻辑图见图一。
P<P lt1t2信号信号出口发电机TA二次电流I A机端TV二次电压U ABTV断线&主气门关闭图一发电机程跳逆功率保护逻辑图2 一般信息2.1 输入TA/TV定义TV位置名称首端末端对应通道发电机电流(Ia采用逆功率专用通道)Ia Ib Ic发电机机端电压U ab U bc U ca2.2 出口信号定义发电机程跳逆功率发电机机端TV断线2.3 保护出口压板定义发电机程跳逆功率注:对应的保护压板插入,保护动作时发信并出口跳闸;对应的保护压板拔掉,保护动作时只发信,不出口跳闸。
2.4 定值整定定值名称 定值符号 定值 单位 功率定值 P 1.dz W 延时t1S2.6 投入保护开启液晶屏的背光电源,在人机界面的主画面中观察此保护是否已投入。
(注:该保护投入时其运行指示灯是亮的。
)如果该保护的运行指示灯是暗的,在“投退保护”的子画面点击投入该保护。
2.7 参数监视点击进入发电机程跳逆功率保护监视界面,可监视程序逆功率保护的整定值,功率计算值等信息。
3 保护动作整定值测试3.1 逆功率定值测试闭合主汽门接点;外加三相对称额定电压和三相对称电流,缓慢改变三相电压的相位直至程跳逆功率出口动作,记录数据: 计算功率 φcos 3a ab I U P *=整定值(W ) -10 -5 电压测量值Uab (V ) 电流测量值Ia (A )功角Φ(度) 有功计算值(W )注:φ为相电压和相电流之间的夹角,而Uab 与Ia 之间有300关系。
如果机端二次CT 额定电流为5A ,测试电流应设置为0.2A ;如果机端二次CT 额定电流为1A ,考虑到测试仪的性能,测试电流设置为0.1A 。
3.2 动作时间定值测试将关主汽门接点闭合,突然外加电流电压,满足定值,保护动作出口,记录动作时间。
发电机逆功率保护和程跳逆功率保护的区别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,前提有一个主气门关闭的条件(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。
所谓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,逆功率保护可以很好地起到保护作用。
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,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2。
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A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。
我公司发电机设置逆功率保护、程跳逆功率保护,热工保护(汽机主气门或者同侧高、中主气门关到位反馈)依照“二十五项反措”要求:汽机打闸,发电机依靠逆功率动作跳闸。
但是热工保护总是先与逆功率动作。
我公司热工保护无延时,逆功率100S,程跳逆功率1。
5S。
请教:这种动作是否正确,各位厂子是什么情况?1逆功率100S,程跳逆功率1。
5S是如何确定的?2现在机组大多是由程跳逆功率来实现汽机跳发电机,这种方式的优点是最突出的,而且也是反措等推荐的.能够最大程度上避免汽机跳闸由于汽门关闭不严而解列发电机造成机组超速.程跳逆功率虽然比热工跳闸的动作速度慢一些,但是时间也是很短的,如此短的逆功率不会对机组造成太大影响,反而能有效避免超速.所以现在大多首选程跳逆功率为的正常停机方式.但是以前的一些老机组,特别是200MW级及以下的,仍然有相当一部分采用热工跳闸的,也就是不经过逆功率的判别了,热工跳闸主要的依据是主汽门关闭信号来,也有带其它判据的,比如说ETS母管油压低,AST电磁阀动作等等.采用热工跳闸这种停机方式的确可以比程跳逆功率更快速的实现汽机跳发电机,但是一旦主汽门关闭不严,但辅助行程开关已经到位,便会联跳发电机,这时就很有可能会超速了.不过以前的设计理念还是担心逆功率会对机组造成一定影响,而且逆功率继电器也不一定会很可靠(每次打闸前的负荷不同逆功率程度不同,我们曾经出现过多次逆功率达不到定值机组迟迟无法解列最后被迫手动解列,还有一次手动解列厂用电忘记切换了,灭磁开关也忘断了,结果厂用失压发电机还过激磁了,最终一再的改小定值)而且对一些老的机组,或者特殊的机组,比如我们老厂俄罗斯的机组,厂家要求不能逆功率,我们也只好仍然采用热工跳闸,再比如秦山二核,为了防止逆功率损坏汽轮机叶片,连程序跳闸的短时逆功率也不愿接受,所以采用的是正向低功率,也就是主汽门关闭之后机组等不到逆功率只要功率还是正的低于一定值经过一个短延时就立刻解列发电机.这种设计理念也挺独到的,即避免了逆功率,还是在一定程度上能避免超速,经过测算达到正向低功率的机组即使是主汽门没关严也不会严重超速.但是还是牺牲了一定的可靠性.总之,每个厂都不一定一样,虽然程跳逆功率似乎成为首选,不用简直就是错误的,但是也确实因为某些机组具有特殊要求等等,热工跳闸联跳发电机的机组也存在不少,如果明显的不合理,恐怕早就淘汰了.有的机组在手动打闸的时候是靠程跳逆功率的,但是如果汽机ETS动作了,直接还是热工跳闸的,这是考虑了一些故障是希望使转速尽快将下来的,这就要求发电机快速解列.所以我前边提到过"热工跳闸主要的依据是主汽门关闭信号来,也有带其它判据的,比如说ETS母管油压低,AST电磁阀动作等等",之所以引入其它判据的意义正如此。
逆功率保护的运行问题及其对策逆功率保护的配置是为了避免由于各种原因导致失去原动力,发电机变为电动机运行而造成汽轮机叶片或燃气轮机齿轮损坏的事故。
另外,在大型火力发电机组中,多采用逆功率元件与主汽门关闭信号构成程序跳闸逆功率保护,以防止机组带负荷解列引起汽轮机超速飞车事故。
并网运行的发电机失去原动力而变为同步电动机运行时,从电网吸收有功功率,机端三相电压及三相电流均仍是对称的,只是功率因数角发生了改变,属典型的对称故障。
但是由于各种原因,以往的逆功率保护元件多取单相或相间电流、电压来实现,存在较大的原理缺陷,不对称故障时有使其误动的可能。
本文就妈湾发电总厂的一次事故对逆功率保护误动原因进行分析讨论,并提出防误动措施。
1 事故经过2005-08-20T07:16:00,妈湾发电总厂300MW3号机组主变高压侧出线C相电缆头发生爆炸接地事故,3号发变组差动保护动作,故障切除时间为72ms。
同时,妈湾发电总厂300MW 5,6号机组程跳逆功率保护,逆功率元件动作报警。
妈湾发电总厂6台300MW机组均采用单元式接线,主变组别为Y N,d11,主变高压侧接220kV系统。
5,6号机组均配置WFB-100微机型发变组成套保护装置,逆功率元件取机端AC相电压和电流。
由于故障为外部单相接地故障,因此程跳逆功率保护,逆功率元件动作报警明显为误动。
2逆功率元件误动作分析2.1 WFB-100发变组保护逆功率元件原理及动作特性保护原理:逆功率保护反映发电机从系统吸收有功功率的大小。
电压取自发电机机端PT;电流取自发电机机端CT。
保护按0°接线,接人U ca和I ca。
有功功率为:P=U ca×I ca×cosФ式中,Ф为电压U ca超前电流I ca的角度。
动作判据为:/P/﹥P set式中,P set为逆功率保护动作整定值。
保护动作特性如图1、图2所示。
保护最大灵敏角Фsen:180°±5°;动作区:不小于175°。
用程序逆功率保护动作停机优点用程序逆功率保护动作停机优点在胜利发电厂学习期间得知它厂一般的正常停机都采用顺控的解列方法。
即当发电机有功降到零无功接近于零时汽轮机打闸动作连跳发电机出口开关。
以前我们135MW机组是借助热工保护连跳发电机的。
但胜利发电厂没有此保护压板,后经询问是借助程序逆功率保护来跳发电机的。
即当汽轮机主气门关闭后发电机吸收有功功率,当大于设定值时经短延时(2秒)启动机组程序跳闸,解列发电机。
我认为这种停机解列发电机的方法优于我公司的停机方法。
例如135MW机组汽轮机打闸主气门关闭后有热工保护动作于联跳发电机出口开关,发电机解列灭磁,(此时定转子之间的磁拉力减少)虽然汽轮机有OPC超速电磁阀,AST自动停机危机遮断电磁阀,机械超速危机保安器,手动危机遮断器,四道防超速的措施同时据动的可能性非常小但仍然无法避免蒸汽进入汽缸导致汽轮机超速甚至发生飞车事故发生。
而胜利发电厂利用程序逆功率保护动作解列可减少上述情况的发生。
当主气门关严后那么发电机将从系统吸收有功,程序逆功率保护动作。
如果发生上述情况主气门,调门关不严,抽气逆至门不严。
那么机组不会出现逆功率情况程序逆功率保护不能动作及发电机不解列。
我们借助功率表的显示判断主气门调门是否关严。
从而不解列发电机避免汽轮机超速事故的发生。
此外胜利发电厂为了防止在停机时逆功率保护不正确动动作动作(例如无功降至很低有功在正负值之间波动时)发电机解列而主气门调门未全关那么机组可能会出瞬间现超速情况的发生,所以胜利发电厂在停机之前就将逆功率保护退出。
有人会问那此时机组出现逆功率怎么办?汽轮机组出现逆功率时对发电机本身而言没有什么大的危害,但对汽轮机来讲由于低压缸等处有蒸汽存在汽轮机转子在旋转,这是产生鼓风摩擦损失,产生大量的热量温度过高会对叶片产生过热损坏叶片。
如果发生超速事故转子上所承受的离心力就成几何倍的增长。
离心力会上升很大汽轮机的叶片可能会断裂甚至大轴轴承损害严重时机组报废。
程跳逆功率保护在火力发电厂的应用
摘要:程跳逆功率是发电机正常停机的一种保护,正常时发电机停机收到汽轮机主汽门关闭信号后,待逆功率达到动作值时延时几秒钟,发电机解列灭磁厂用电切换,发电机达到正常滑停目的。
其主要作用是防止主汽门未关严而跳主开关所引起的灾难性“飞车”事
故。
关键词:功率程跳逆功率主汽门保护
1 概述
鹤煤热电厂关于两台135mw机组,停机方式为汽机联跳发电机即热工保护联跳发电机。
但此种停机方式存在一些问题,在主汽门没有完全关闭的情况下,汽机跳闸后同样会向发电机保护屏的“解列灭磁”直跳发电机发信号。
而值得说明的是,汽机跳闸的前提条件是,主汽门关闭即100%完全关闭,否则无法避免蒸汽进入汽缸导致汽轮机超速甚至引发飞车事故。
在《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中
有明确的规定:“在正常停机时,打闸后应先检查有功功率是否到零,千瓦时表停转或逆转以后,再将发电机与系统解列,或采用程跳逆功率保护动作解列,严禁带负荷解列。
”因此,通过对比《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中的相关规定,可知直接解列停机不符合要求。
若主汽门故障至汽源不能完全切断,则易造成汽轮机超速,(此时定转子之间的磁拉力减少)虽然汽轮机有
opc
超速电磁阀,ast自动停机危机遮断电磁阀,机械超速危机保安器,手动危机遮断器,四道防超速的措施(同时据动的可能性非常小),但是,仍然无法避免汽轮机因蒸汽进入汽缸造成超速乃至发生飞车事故。
针对目前存在的问题,我们提出了修改两台机组的停机方式,即程跳逆功率停机取代热工保护停机,其有效作用能够完全保护汽轮机。
程跳逆功率的动作条件是主汽门关闭,延时只有数秒。
发电机过负荷、过激磁等保护动作后,启动程序跳闸,是因为这些故障发生后,不至于立即对发变组设备造成损坏,可以有时间允许关闭主汽门,有功变负值后再跳开发变组,主要是防止突然甩负荷后,主汽门关闭不及时或关闭不严密,造成汽轮机超速事故。
2 改造前机组停机方式及危害
2.1 机组正常运行时停机方式。
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,也就是“机跳电大连锁”零秒动作于全停,保护是靠非电量保护动作的。
上述方法停机,在机组正常运行的情况下是不会出现问题的。
但是,当汽轮机存在自动主汽门关闭不到位或者在关闭自动主汽门的过程中没有关死,而其终端向解列发电机误发信号,引发飞车。
2.2 汽轮机系统故障停机方式。
当汽轮机系统出现故障时,借助保护动作或者值班人员通过手动打闸的方式关闭汽机自动主汽门、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。
在汽轮机负荷运行的过程中,突然出现的故障导致机组被迫紧急停机,同样会发信号至发电机保护柜“解列灭磁”直跳发电机,汽轮机和发电机之间的电磁力矩消失导致汽轮机超速,造成汽轮机尾部叶片过热、损伤,轻者导致汽轮机使用寿命减少,重者导致汽轮机发生飞车等特重大事故(即汽轮机报废)。
2.3 汽轮机超速保护及缺陷。
为了确保汽轮机正常运行,通常情况下,借助下列保护措施对汽轮机进行保护:①opc超速保护电磁阀。
如果汽轮机的转速超过103%时,并且信号可靠,系统会将高压调门和中压调门关闭;当转速降到103%以下时,维持汽轮机的转速在3000rpm,系统将会重新启动高压调门和中压调门。
②ast自动停机危急遮断电磁阀。
借助该装置对机组的某些重要运行参数进行监视,监视内容包括:当汽轮机的转速较高,达到110%时,在这种情况下,汽轮机的运行参数超过安全运行的极限,ast自动停机危急遮断电磁阀给出接点控制信号对ast电磁阀进行控制,使汽轮机关闭自动主汽门和调节汽门,进而确保机组的安全性。
③机械超速危急保安器。
汽轮机在运行的过程中,其转速达到110~112%时,引发飞锤(或飞环)出击,造成汽轮机停机。
④手动危急遮断器。
汽轮机在运行的过程中,转速超过110%时,被运行人员发现,通过采取措施,借助手动危急遮断器,使汽轮机停机。
通过对上述进行分析,对汽轮机的防超速保护措施可以说是非常健全和完善的。
通常情况下,出现四道措施同时拒动的可能性很小,甚至可以认为汽轮机出现超速的可能性几乎不存在。
如果汽轮机存
在下列缺陷:由于卡涩导致自动主汽门、调节汽门同时出现关闭不到位的现象;抽汽逆止门不严密或联锁动作不可靠;汽轮机旁路系统因停机或甩负荷而不能联动开启时,在超速保护正确动作的前提下,蒸汽进入汽缸仍然无法避免,进而引发汽轮机超速甚至出现飞车事故。
2.4 汽轮机超速与逆功率运行的危害比较。
在开关误动几率方面,同逆功率保护拒动机相比,汽机自动主汽门关不严或自动主汽门终端开关误动的机率要大得多;同时超速造成的危害要比汽机发生故障时通过降转速造成的损失要严重很多。
另外,在逆功率保护拒动,还可以通过人工判断的方式,进行手动解列,在时间方面只是延迟一点而已。
超速引发的危害,汽轮发电机组瞬间报废是超速产生的最严重的后果,而逆功率运行的危害是缩短汽轮机转子的使用寿命。
3 发电机程跳逆功率分析及应用
在过负荷、过励磁、失磁等各种异常运行保护动作后,发电机需要程序跳闸。
保护的具体流程为:先关闭主汽门,经主汽门接点闭锁和发变组断路器位置接点闭锁,由程序逆功率进行保护,延时动作于跳闸。
通常情况下,逆功率对汽轮机进行保护,当主汽门出现误关闭,或者当机组保护动作于关闭主汽门而出口断路器没有跳闸时,发电机将通过电动机的方式进行运行,进而吸收系统中的有功功率。
此时因为损失鼓风,有可能导致汽轮机尾部叶片过热,损坏汽轮机叶片,这种情况不允许长期存在,逆功率保护可以很好地起
到保护作用。
对于程跳逆功率保护来说,主要用于发电机非短路性故障或防止汽轮机超速损坏的正常停机等,先关闭主汽门,有意造成发电机逆功率,再解列发电机的保护。
鉴于目前存在的问题,我们对两台机组停机方式进行了改造,即程跳逆功率停机取代热工保护停机,具体实施方案如下:
①将“程跳逆功率”保护项目写入发变组保护柜。
在发变组保护柜程序备用通道新增加“程跳逆功率“保护项目,并将动作逻辑判据写入程序软件版本中,整定程跳逆功率保护定值为:pg(负)=-1%pe(二次额定值)。
②将汽轮机主汽门关闭信号接入发变组保护柜内。
将主汽门关闭k节点引入发变组保护柜并接至程跳逆功率保护逻辑判据。
使逆功率与主汽门关闭条件编辑成逻辑与门关系,动作时间t11:1s后跳闸。
③将发变组柜“热工保护”动作跳闸修改为动作发信。
修改发变组跳闸逻辑,即退出热工保护在发变组柜上的跳闸令并将此修改为动作发信,为程跳逆功率保护的实现创造条件。
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4 发电机程跳逆功率应用效果分析
经过改造后,机组停运方式通过程跳逆功率保护来实现,起到了安全保障,改造后避免了机组正常停机过程中,汽轮机存在主汽门关不严、调节汽门或抽汽逆止门关不严等缺陷时(此种情况出现的几率很大),可能发生发电机出口开关断开后,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,导致机组超速飞车的严重后果。
避免了汽轮机尾部叶片过热受损减少使用寿命,重者导致汽轮机发生飞车等特重大事故(即汽轮机报废)。
参考文献:
[1]雷朝辉.火电厂保安电源柴油发电机组电气系统改造[j].价值工程,2011,35.
[2]谢冰,刘继权,曹晓东.电厂机组ups事故案例分析[j].煤炭科技,2012,04.
[3]王莉.浅谈火电厂高压电动机的故障处理[j].中小企业管理与科技(下旬刊),2009,04.。