600MW核电机组的逆功率保护

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。

第三篇电气部分第一章发变组部分第一节发变组系统介绍三期#5、6发电机是由日本日立公司（HITACH）和中国东方电气集团公司（DEC）联合设计、联合制造的，额定出力600MW。

#5、6主变是法国JST公司生产的单相、户外、油浸式电力变压器，其出口通过3/2接线接入500kV 系统。

#5、6发变组保护采用瑞士ABB厂家生产的具有世界先进水平的REG216型微机保护，具有安装调试方便、便于维护、保护动作速度快、抗干扰能力强等优点。

第二节发变组电气一次主接线我厂三期一次主接线的母线都采用500kV电压等级，母线的接线方式，采用双母线一个半断路器接线（3/2接线）。

发变组则采用单元接线方式。

一、3/2接线具有供电可靠性高、操作检修方便和运行灵活等优点：1、在任两个断路器检修时不影响连接元件的连续供电，也不需要进行一系列的倒闸操作，减少了一次回路发生误操作的机会。

2、当进行母线的检修或清扫时，不需要进行复杂的操作。

3、当一组母线发生短路时，母线保护动作后只跳开与该组母线相连的所有断路器，不会使任何连接元件停电。

4、在3/2接线中，各隔离开关只作为检修断路器时隔离用，不需要象双母线方式中进行的倒闸操作，因此减少了隔离开关误操作的机会。

5、由于不装设旁路母线，一次回路的布置清晰，配电装置占地面积小，耗用材料少。

6、当一组母线或任一连接元件发生短路并伴随断路器失灵时，失灵保护动作后需要跳开断路器的数量最少，不会引起全厂停电。

二、发电机和主变压器之间采用单元接线方式，不设断路器和隔离开关，使用封闭母线，发电机出口采用离相式封闭母线有以下优点：1、可靠性高，每相母线于相互隔离的外壳内，可防止发生母线相间短路。

2、大大减小母线间的电动力，由于结构上具有良好的磁屏蔽性能，壳外几乎无磁场，故母线短路时之间的电动力可大为减少。

一般认为只有敞开式母线电动力的1%左右。

3、防止邻近钢构件的严重发热，由于壳外磁场的减少，临近母线处的钢构件内感应的涡流也会减少，涡流引起的发热损耗也减少。

逆功率保护配置浅析一、逆功率保护介绍逆功率分为发电机逆功率保护和程跳逆功率保护两种。

1、发电机逆功率保护（电跳机）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。

汽轮发电机在某种原因主气门关闭时，汽轮机处于无蒸汽状态运行，此时发电机变为电动机带动汽轮机转子旋转，汽轮机叶片的高速旋转会引起风磨损耗，特别在尾端的叶片可能引起过热，造成汽轮机转子叶片损坏事故。

（可以理解为是对汽轮机叶片的保护）。

逆功率保护设两段时限：Ⅰ段发信号，可设延时15S。

Ⅱ段定值延时（根据汽轮机允许的逆功率运行时间），动作解列。

2、程序逆功率（机跳电）逆功率保护是发电机程控跳闸的启动条件。

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。

程序逆功率主要就是用于程序跳闸，算是一种停机方式。

最关键的是逆功率只要定值达到就动作，程跳逆功率除了要定值达到，而且还要汽机主汽门关闭，才能跳闸。

在正常停机操作当负荷降为零时，先关汽轮机主汽门,然后来启动程序逆功率保护来跳发电机。

这样做的目的是防止主汽门关闭不严，当断路器跳开后，由于没有电磁功率这个电磁力矩，有可能造成汽轮机飞车。

二、我厂逆功率保护配置表9-1 发电机和变压器电气量保护配置表本厂发电机逆功率t11定值15s发信，t12定值120s动作于发变组全停。

程跳逆功率t11定值1s动作于发变组全停。

逆功率Pg1(负）定值均为-6.36W 为触发条件，也就是说机组刚并网时一定要杜绝出现逆功率现象。

因初负荷阶段主要靠中压缸做功，并网后操作高低旁时，优先关闭低旁，适当关小高胖至20%-30%开度，保证再热器压力，保证机组负荷大于0，防止出现逆功率现象。

同时需要注意，集控规程中不破坏真空紧急停机条件：第11条，机组无蒸汽运行超过1分钟时。

当机组打闸后高调门全关、主汽门关闭无反馈，程跳逆功率拒动时，应在1分钟内将发电机紧停，检查低压缸排汽温度不超温，检查厂用电切换成功，否则，厂用电快切装置闭锁报警时，退出厂用电快切装置，人为手动切换厂用电，严格遵循先分后合的原则。

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.。

600MW汽轮发电机继电保护摘要：现在，我国电力行业已经进入了大容量、大机组的时代，发电机的高标准、高要求也促进了发电机继电保护装置的不断升级，以满足电网安全稳定运行的要求。

我国现阶段采用了很多600MW汽轮发电机组，但是在其继电保护装置运行的过程中尚存在不足或争论，因此，对600MW汽轮发电机继电保护装置的研究是非常具有现实意义的，我们可以根据研究结果不断进行技术的革新。

本文首先介绍了600MW汽轮发电机的特点和继电保护装置的配置原则及设置，然后逐个分析继电保护装置对发电机的保护作用。

关键词：600MW；汽轮发电机；继电保护前言：600MW汽轮发电机单机容量大、造价昂贵，一旦其功能受到损坏，将造成巨大的经济损失，后果不堪设想，因此，发电机的继电保护装置就显得十分重要。

发电机容量的变化并没有改变发电机的大小，使得大型汽轮发电机的各参数与以往的发电机大不相同，因此发生故障和不正常运行的原因也与以前的机组有了较大差异，给继电保护的设置带来复杂性。

1.600MW汽轮发电机的特点及继电保护的配置1.1600MW汽轮发电机的特点由于电力系统的不断发展，600MW汽轮发电机这类大型机组被广泛应用。

跟以往的发电机相比，600MW汽轮发电机具有明显的优越性，但是由于参数的改变，600MW汽轮发电机在工作中也产生了一些新的问题。

600MW汽轮发电机的电抗增大，短路比减小，由于600MW汽轮发电机的电抗增大，发电机的平均转矩降低至额定转矩左右，这样就导致了发电机在失磁异步运行时滑差加大；短路比的减小使得短路电流减小，继电保护装置的灵敏性由此会降低，威胁到机组的稳定运行。

600MW汽轮发电机定子回路时间常数Ta和轴向长度与直径之比也会增大，容易导致继电保护功能的减弱。

600MW汽轮发电机尽管容量增大了许多，但是由于新型材料的应用，它的体积和重量并没有明显的改变，这样发电机的惯性时间常数就会降低，当发电机受到扰动时，容易发生失步，工作中易产生振荡。

东汽600MW汽轮机DEH系统功能分析优化汽轮机数字式电液控制系统（DEH）是大型火电机组重要的控制和保护系统。

DEH运行中出现的问题直接关系到大型火电机组安全稳定运行。

东汽600MW汽轮机在运行中曾出现并网时逆功率动作、升速时转速飞升和电源切换OPC动作的问题。

本文针对这三项问题进行具体分析，提出优化方案。

能够解决机组由于负荷抖动引起逆功率动作造成并网延时的问题，能够避免由于转速飞升造成汽轮机损坏的事故，也能够解决ETS直流电源故障导致OPC动作的隐患。

标签：DEH 逆功率转速控制引言汽轮机数字式电液控制系统DEH 是大型火电机组不可或缺的组成部分，是汽轮机启动、停止、正常运行和事故工况下的调节控制器。

DEH 系统通过控制汽轮机主汽门和调门的开度，实现对汽轮发电机组的转速、负荷、压力等的控制。

如果DEH 安全可靠性不高，将可能造成汽轮机控制不稳，主保护误动、拒动，导致机组非计划停运，甚至损坏汽轮机部件。

目前投运的大型火电机组DEH 系统多由汽轮机厂家配套提供，由于安全理念和设计思路的不同，部分DEH 存在一定的安全隐患，也曾多次出现功能异常的情况。

一、信息简介大唐国际托克托发电有限责任公司（以下简称“托克托电厂”）三四期发电机组均为600MW直接空冷机组，锅炉为东方锅炉厂制造的亚临界、自然循环、前后墙对冲燃烧、一次中间再热、单炉膛、全钢构架的∏型汽包炉。

锅炉设计压力为19.1MPa，最大连续蒸发量为2070t/h（ECR为1876t/h），额定蒸汽温度为541℃。

汽轮发电机组及其控制系统（DEH）由东方汽轮机厂制造，DCS系统为美国西屋公司OV ATION系统，该系统是集过程控制及企业管理信息技术为一体的融合了当今世界最先进的计算机与通讯技术于一身的典范。

其采用了高速度、高可靠性、高开放性的通讯网络，具有多任务、多数据采集及潜在的控制能力。

二、运行中DEH系统出现的问题1.机组启动并网时发生一次调频动作，机组逆功率跳闸的问题原因分析：机组在并网时，负荷测点发生突变，负荷数值值由0MW瞬时摆动至123MW，DEH侧一次调频投入条件为负荷大于60MW，一次调频自动投入运行，由于在同期并网过程中，机组负荷处于上下摆动过程，机组转速与电网频率存在偏差，造成一次调频动作，汽轮机综合阀位指令减小，在运行人员未能采取措施前，机组逆功率动作，机组跳闸。

600MW 发电机组继电保护自动装置的整定计算本节以一个学生完成的“600MW 发电机组继电保护自动装置整定计算”的毕业设计任务书、毕业设计说明书为典型案例，节选了几个部分进行相关点评和指导。

一、毕业设计任务书1.毕业设计的原始数据（1）600MW 发电机组一次接线及运行方式的说明。

某发电厂的接线如图6-8所示，该发电厂有两台型号为QFSN-600-ZYH 的600MW 发电机通过两台SSPL-800000/500变压器升压至500KV ，由3条输电线路与3个系统相连。

系统1在最大运行方式下短路功率为5000MVA ，在最小行方式下短路功率为4000MVA ；系统2在最大运行方式下短路功率为4000MVA,在最小运行方式下短路功率为3000MVA ；系统3在最大运行方式下短路功率为2500MVA,在最小运行方式下短路功率为2000MVA ；为降低毕业设计难度，在短路电流计算时，只考虑发电机G1、G2同时投入运行的运行方式。

6-9 某发电厂接线图（2）各元件主要参数见表6-16至表6-18。

表6-16 600ＭＷ发电机主要参数X (%)＂ｄ功率（MW ）功率因素 额定定子电压（kV ）20 6000.9 20表6-17 主变压器主要参数表6-18 输电线路主要参数2.毕业设计的内容和要求（1）给出600MW发电机组继电保护及自动装置的配置及整定的说明。

（2）论文要求采用World进行编辑，说明书要求文字简明扼要、行文流畅、结论明确，公式、插图、表格的格式应规范。

（3）要求按进度完全分阶段任务，并有相应的计算结果文件。

3.毕业设计应完成的技术文件（1）毕业设计开题报告。

（2）600MW发电机组继电保护自动装置技术发展说明（含英文文献翻译）。

（3）本次毕业设计的设计思路，工作方法的说明。

（4）600MW发电机组继电保护自动装置配置原则、配置方法、整定计算过程及整定结果。

（5）毕业工作结果的总结。

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。

台山电厂发电机逆功率保护介绍及异常工况应对策略【摘要】针对国华台电一期2×600MW发电机曾有发电机不能正常解列的现象，主要介绍了发电机逆功率保护的定义、台山电厂逆功率的保护配置，机组正常停运，发电机解列的操作步骤和发电机不能正常解列的处理方法。

【关键词】发电机；逆功率；解列；逆功率保护1引言国华台电一期2×600MW汽轮发电机是由上海汽轮发电机有限公司制造，型号为QFSN-600-2，发变组是按照大型发电机组继电保护的技术要求进行配置的。

其中1号机组发变组保护采用南瑞公司生产的RCS-985系列保护装置和RCS-974FG变压器非电量及辅助保护装置，2号机组采用BECKWITH公司M3310、3311、3425、3520型微机继电保护装置。

2逆功率保护定义及危害2.1逆功率保护的定义目前，在大型发电机组上一般装设了两套独立的逆功率保护装置，即程跳逆功率和单纯的电气逆功率保护，来限制发电机逆功率的大小。

一般最大不超过额定有功功率的10%左右。

程跳逆功率：指主汽门关闭后，逆功率才会起作用，前提是主汽门先关闭的前提下（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。

逆功率：没有前提条件，只要发生逆功率了，延时到了就跳闸。

时间设定是根据汽轮机允许逆功率的时间设定的。

2.2逆功率运行的危害汽轮发电机由于机炉保护动作或调速系统故障，可能会出现主汽门突然关闭的情况，此后随着汽轮机动能的消失，发电机将迅速转变为电动机运行，即由向系统输出有功功率转变为从系统吸取有功功率，此即为逆功率。

逆功率的大小取决于发电机及汽轮机的损耗，发电机损耗所占比例较小，其主要为铁损，一般约占额定功率的1%—1.5%；汽轮机损耗则与真空度等因素有关，一般为额定功率的3%—4%。

逆功率运行，对发电机并无危害，但对汽轮机则由于尾部叶片与残留蒸汽急速摩擦而可能产生过热现象，因此规程规定，逆功率运行不得超过3分钟。