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發電機逆功率

鎖定
發電機逆功率保護又稱功率方向保護,當發電機出現逆功率(外部功率指向發電機,也就是發電機變成電動機工況),逆功率保護動作斷路器跳閘。需要採集三相電壓和二相電流信號。
中文名
發電機逆功率
外文名
Generator reverse power
別    名
功率方向保護
100kpa
環境大氣壓力
環境空氣温度
50攝氏度

發電機逆功率功率介紹

發電機逆功率保護又稱功率方向保護。一般而言,發電機的功率方向應該為由發電機流向母線,但是當發電機失磁或其他某種原因,發電機有可能變為電動機運行,即從系統中吸取有功功率。這就是逆功率。當逆功率達到一定值時,發電機的保護動作,或動作於發信號或動作於跳閘 [1] 

發電機逆功率特徵

1)定子電流超出正常值,電流表指針將激烈地撞擋 [1] 
2)定子電壓表的指針將快速擺動。
3)有功功率表指針在錶盤整個刻度盤上擺動 [1] 
4)轉子電流表指針在正常值附近快速擺動。
5)發電機發出鳴叫聲,且叫聲的變化與儀表指針的擺動頻率相對應。
6)其他並列運行的發電機的儀表也有相應的擺動 [1] 

發電機逆功率功率的影響

不利影響
很多用户都不知道氣候環境對柴油發電機組功率有影響,將針對主題給大家作詳細的介紹 [1] 
濕度,高度以及温度等環境因素都會對柴油發電機組的運行產生影響,在實際運用時情況會要複雜得多,並且另外一些因素也會影響柴油發電機組的正常工作 [1] 
下列情況會對柴油發電機組產生不利影響:
1.空氣中含有其他氣體為化學性質的腐蝕氣體 ,如二氧化硫、二氧化碳等 [1] 
2.(在海邊)有鹽水(霧) ,容易使柴油發電機組表層氧化;
3.灰塵或風沙 ;
4.雨水 [1] 
發電機組適應氣候條件
我們必須全面考慮各種複雜的氣候對柴油發電機組的影響,保證發電機的正常工作。對於一般的柴油發電機組,推薦以下三種選項以適應不同的氣候 [1] 
1.防冷凝加熱器:用於空氣中濕度較大且易發生冷凝的環境中,當發電機不運行時接通加熱器,使發電機的機身温度高於環境温度約5°C,運行時切斷加熱器電源。
2.IP23防護等級:標準IP22為防垂直下滴的雨水進入電機內部,IP23防護等級可以防止與垂直方向成60度的雨水進入電機內部 [1] 
3.高質量的空氣過濾器:用於風沙比較大或空氣中灰塵較多的地方,以保障過濾效果和延長髮動機的使用壽命 [1] 
環境温度要求
按照國際通用的技術要求,一般定義發電機的使用環境温度為40℃,所有的設計及功率都按照這一環境温度而言 [1] 
事實上,對發電機而言,環境温度應該為發電機的進風温度。由於發電機是與柴油機一起工作,柴油機發熱會使整個空間內温度超過40℃。
實際運行時發電機的環境温度不應該超過40℃,這一點非常重要。若實際使用環境温度超過40℃,那麼發電機應該降功率運行 [1] 
對環境温度而言,若其低於40℃,則發電機的功率可以比額定功率大。
當環境温度超過40℃時發電機的功率修正係數如下 [1] 
環境温度(℃)
係數
45
0.97
50
0.94
55
0.91
60
0.88
環境決定功率 我們很多用户在購買柴油發電機組時,並沒有向廠商瞭解柴油發電機組在什麼環境下才能夠很好的被運用,並且不同系列的柴油發電機組使用環境也不相同,還有同一柴油發電機組在不同的環境下使用,輸出功率也不相同。如果要使得柴油發電機組穩定,必須要了解這些適用的環境 [1] 
135系列、190系列柴油發電機組在下列條件下能輸出額定功率,並能在額定功率工況下連續工作12小時(其中包括在過載10%工況下工作1小時)。若使用環境條件與下述規定不符合時,機組輸出額定功率按柴油機修正方法進行修正 [1] 
(1)環境大氣壓力100kPa;
(2)環境温度25℃;
(3)空氣相對濕度30% [1] 
柴油發電機組在下列環境條件下能可靠地工作:
(1)海拔高度不超過1000m;
(2)環境温度5—40℃,不帶油、水預熱裝置的自動化機組要求環境温度為25—40℃;
(3)空氣相對濕度不大於90%(平均最低温度為25℃) [1] 
沙漠地區用柴油發電機組在下列條件下能輸出額定功率,並能以額定方式連續工作12小時(其中包括過載10%工況下工作1小時)。
(1)海拔高度1000m;
(2)環境温度55℃;
(3)空氣相對濕度30% [1] 
艦船用柴油發電機組在下列環境下能可靠工作:
(1)環境空氣温度50℃;
(2)海水温度-2—32℃;
(3)環境大氣壓力100kPa [1] 
(4)相對濕度95%。環境允許存在鹽霧、油霧、黴菌,並受衝擊和振動作用。
(5)排氣背壓5kPa(波動峯值10kPa);
(6)橫搖±45°(週期3—4秒);
(7)橫傾±15° [1] 
(8)縱傾±10°(週期4—10秒);
(9)縱傾±5° [1] 
柴油發電機組的最大輸出功率不得超過銘牌功率的10%。當柴油發電機組超過12小時連續運行時,其輸出功率應為額定功率的90% [1] 
注意事項:
1、額定功率(即機組容量)是在環境温度20℃,相對濕度60%,大氣壓力為760毫米汞柱高的條件下,連續進行12小時所允許的輸出功率(其中包括超負載10%運行1小時)。超出上述環境條件下工作時,發電機的輸出功率須修整 [1] 
2、機組在超過12小時以上連續運行時,按其輸出功率90%折算(即持久功率)。若超出上述環境條件,持久功率也按修正後功率的90%算 [1] 

發電機逆功率逆功現象

1.對頻率造成逆功現象的調整:
如果兩台機組的頻率不等,相差較大時,在儀表上(電流表、功率表)顯示出,轉速高的機組電流顯示正值,功率表指示為正功率,反之,電流指示負值,功率指示負值。這時發電機會調整其中一台機組的轉速(頻率),視功率表的指示進行調整,把功率表的指示調整為零即可。使兩台機組的功率指示均為零,這樣兩台機的轉速(頻率)基本上一致。但是,這時電流表仍有指示時,這就是電壓差造成的逆功現象了 [2] 
2.對電壓差造成逆功現象的調整:
當兩台機組的功率表指示均為零時,而電流表仍然有電流指示(即一反一正指示)時,可調整其中一台發電機組的電壓調整旋鈕,調整時,視電流表與功率因數的指示進行。將電流表的指示消除(即調整為零),電流表無指示後,這時視功率因數表的指示,把功率因數調至滯後0.5以上即可。一般可調整至0.8左右,為最佳狀態 [2] 

發電機逆功率功率最佳計算

P最佳=3/4*P額定(即0.75倍額定功率) [2] 

發電機逆功率功率虧損情況

1、氣缸組件磨損過大 [3] 
2、噴油器或高壓油泵精密偶件工作失效;
3、PT油泵工作失效;
4、正時機構工作不良 [3] 
5、增壓器工作失效;
6、中冷器過髒;
7、氣門組件密封不良 [3] 
8、柴油格、空氣格過髒 [3] 

發電機逆功率功率不足原因

1、空氣濾清器不清潔
空氣濾清器不清潔會造成阻力增加,空氣流量減少,充氣效率下降,致使發動機動力不足。應根據要求清洗柴油空氣濾清器芯子或清除紙質濾芯上的灰塵,必要時更換濾芯 [3] 
2、排氣管阻塞
排氣管阻塞會造成排氣不暢通,燃油效率下降。動力下降。應檢查是否由於排氣管內積炭太多而造成排氣導阻力增加。一般排氣背壓不宜超過3.3kPa,平時應經常清降排氣管內的積炭 [3] 
3、供油提前角過大或過小
供油提前角過大或過小會造成油泵噴油時間過早或過晚(噴油時間過早則燃油燃燒不充分,過晚則會冒白煙,燃油也會燃燒不充分),使燃燒過程不是處於最佳狀態。此時應檢查噴油傳動軸接合器螺釘是否鬆動,如果松動,則應重新按照要求調整供油提前角,並擰緊螺釘 [3] 
4、活塞與缸套拉傷
由於活塞與缸套拉傷嚴重或磨損過,以及活塞環結膠造成摩擦損失增大,造成發動機自身的機械損失增大,壓縮比減小,着火困難或燃燒不充分,下充氣增大,漏氣嚴重。此時,應更換缸套、活塞和活塞環 [3] 
5、燃油系統有故障
(1)燃油濾清器或管路內進入空氣或阻塞,造成油路不暢通,動力不足,甚至着火困難。應清除進入管路的空氣,清洗柴油濾芯,必要時更換 [3] 
(2)噴油偶件損壞造成漏油、咬死或霧化不良,此時容易導致缺缸,發動機動力不足。應及時清洗、研磨或換新。
(3)噴油泵供油不足也會造成動力不足,應及時檢查、修理或更換偶件,並重新調整噴油泵供油量 [3] 
6、冷卻和潤滑系統有故障
柴油機過熱,是由於冷卻或潤滑系統有故障所致,此種情況下會導致水温和油温過高,易出現拉缸或活塞環卡死現象。 當柴油機排氣温度增加時,應檢查冷卻器和散熱器,清除水垢 [3] 
7、缸蓋組有故障
(1)由於排氣漏氣引起進氣量不足或進氣中混有廢氣,繼而導致燃油燃燒不充分,功率下降。應修磨氣門與氣門座的配合面,以提高其密封性,必要時換新 [3] 
(2)氣缸蓋與機體的接合面漏氣會使缸體內的氣進入水道或油道,造成冷卻液進入發動機體內,若發現不及時會導致“滑瓦”或冒黑煙,從而使發動機動力不足。由於氣缸墊損壞,變速時會有一股氣流從缸墊衝出,發動機運轉時墊片處會有水泡出現,此時應按規定扭矩擰緊氣缸蓋螺母或更換氣缸蓋墊片。
(3)氣門間隙不正確會造成漏氣,致使發動機動力下降,甚至着火困難。應重新調正氣門間隙 [3] 
(4)氣門彈簧損壞會造成氣門回位困難,氣門漏氣,燃氣壓縮比減少,從而造成發動機動力不足。應及時更換已損壞的氣門彈簧。
(5)噴油器安裝孔漏氣或銅墊損壞會造成缺缸,使發動機動力不足。應拆下檢修,並更換已損壞的零件。若進水温度太低,會導致散熱損失增大,此時應調整進入温度,使之符合規定的數值 [3] 
8、連桿軸瓦與曲軸連桿軸頸表面劃傷此種情況的出現會伴有不正常聲音及機油壓力下降等現象,這是由於機油油道堵死、機油泵損壞、機油濾芯堵死,或機油液壓過低甚至沒有機油等原因造成的。此時,可拆卸柴油機側蓋,檢查連桿大頭的側而間隙,看連桿大頭是否能前後移動,如不能移動,則表示已咬毛,應檢修或更換連桿軸瓦 [3] 
此時,對於增壓柴油機,除以上原因會使功率下降外,如果增壓器軸承磨損、壓力機及渦輪的進氣管路被污物阻塞或漏氣,也都可使柴油機的功率下降。當增壓器出現上述情況時,應分別檢修或更換軸承,清洗進氣管路、外殼,揩淨葉輪,擰緊接合面螺母和卡箍等 [3] 

發電機逆功率注意事項

發電機振盪失去同步時應注意以下幾條:
1)要通過增加勵磁電流來產生恢復同步的條件 [3] 
2)要適當地調整該機的負荷,以幫助恢復同步;
3)當整個電廠與系統失去同步時,該電廠的所有發電機都將發生振盪,除設法增加每台發電機的勵磁電流外,在無法恢復同步的情況下,為使發電機免遭持續電流的損害,應按規程規定,在2分鐘後將電廠與系統解列 [3] 
參考資料
  • 1.    沈麗華.發電機逆功率保護動作故障淺析: 中國電機工程學會燃汽輪機發電專業委員會年會,2010
  • 2.    李勇 , 張鑫 , 谷振富 , 趙一煒.抽水蓄能機組發電工況轉停機過程中逆功率現象分析與處理:《水電站機電技術》,2016 , 39 (12) :34-37
  • 3.    陳睿 , 肖志 , 曹健 , 吳問廣.核電廠堆芯物理試驗功率虧損和功率係數項目的探討:《核安全》,2011 (2) :25-29