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发电机逆功率保护学习
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他某种原因,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。
1、概述说明
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。
对汽轮机逆功率保护的整定计算,就是要确定该保护的动作功率Pdz及动作延时t。
1、动作功率Pdz的整定 汽轮发电机逆功率保护的动作功率可按下式计算:Pdz=(Krel*P1)/η Pdz-逆功率保护的动作功率 Krel-可靠系数,取0.8 P1-主汽门关闭后,汽轮机维持同步转速旋转所消耗的功率,该功率的大小除与汽轮机的结构及容量有关之外,还与汽轮发电机的主蒸汽系统的结构(管道结构及有无旁路管道等)有关,一般取额定功率的1.5~2% η-发电机拖动汽轮发电机旋转时的效率,取0.98~0.99 所以:Pdz≈(1.2~1.6%)PN PN-发电机的额定功率。 实际中,Pdz=可取1~1.5%PN。
2、动作延时发电机逆功率保护的动作延时,应按照汽轮发电机主汽门关闭后允许运行的时间来整定,该允许时间一般为10~15min。计算及运行实践表明,当汽轮机蒸汽系统有旁路管道时,允许运行时间还要长一些。 因此,若按照汽轮机主汽门关闭之后允许运行的时间来整定保护的动作延时,可取5~10min。动作后作用于解列灭磁。
另外,投运的大型汽轮发电机,多采用逆功率保护去启动程序跳闸回路,此时,动作时间通常取1~2s。 对于程控逆功率保护,由于动作时间短,在主汽门点闭后很短的时间内,由于汽轮机及发电机的惯性,实际逆功率可能很小,因此逆功率的定值不应大于1%PN。
2、原理介绍
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)。 此外还有利用太阳能、风能、原子能、地热、潮汐、生物能等能量的各类发电机。 此外,由于发电机工作原理不同又分作直流发电机,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。
何为逆功率?
众所周知,发电机的功率方向应该由发电机方向流向系统方向。但由于某种原因,当汽轮机失去原动力,而发电机出口开关又未能跳闸,则功率方向变为由系统流向发电机,即发电机变为电动机在运行。此时发电机从系统中吸取有功功率,此即为逆功率。
逆功率的危害
发电机逆功率保护是汽轮机由于某种原因导致主汽门关闭而失去原动力时,发电机变为电动机带动汽轮机旋转,汽轮机叶片在无蒸汽情况下高速旋转会引起鼓风摩擦,特别是在末级叶片可能会引起过热,导致转子叶片的损坏事故。
所以说逆功率保护实则是对汽轮机无蒸汽运行的保护。
发电机的程序逆功率保护
发电机程序逆功率保护主要是防止发电机在带有一定负荷的情况下,突然跳开发电机出口开关而汽轮机主汽门又未能全部关闭的情况。在此情况下,汽轮发电机组极易发生超速,甚至飞车。为避免此种情况,对于非短路故障的某些保护,动作信号发出后,先作用于关闭汽轮机主汽门,待发电机逆功率继电器动作后,与主汽门关闭的信号组成与门,经一短时限组成程序逆功率保护,动作作用于全停。
逆功率保护与程序逆功率保护的区别
逆功率保护是为了防止逆功率后,发电机变为电动机,带动汽轮机旋转,造成汽轮机的损坏。归根到底,是怕原动机动力不足,反被系统带着跑!
程序逆功率保护是为了防止发电机组突然解列后,主汽门未完全关闭,导致汽轮机超速,从而利用逆功率来规避。归根到底,是怕原动机动力太足导致机组超速!
所以说严格意义上来说,逆功率保护是发电机继电保护的一种,但主要是保护汽轮机。而程序逆功率保护不是一种保护而是为了实现程序跳闸而设置的动作过程,也叫程序跳闸,一般应用于停机方式。
关键的是逆功率只要定值达到就会跳闸,而程序逆功率除了定值达到,还要求汽机主汽门关闭,所以说在机组启动过程中并网瞬间,一定要避免逆功率动作。


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1、机组选择时应考虑几个因素。主要包括机械与电气性能、机组的用途、负荷的容量与变化范围、机组的使用环境条件(包括海拔高度、气候条件、噪声)自动化功能等。由于云南保山柴油发电机组可用于常用、备用和应急等3种情况,因此不同用途对云南保山柴油发电机组的要求就有所区别。
2、常用云南保山柴油发电机组的选择:常用发电机组持续工作时间长,负荷曲线变化较大,机组容量、台数、型式的选择及机组的进行控制方式与应急机组不同。
3、备用云南保山柴油发电机组的选择:负荷容量之和乘以需要系数之后的计算负荷小于应急云南保山柴油发电机组的容量时,备用系数按1.2考虑,即1.2倍计算容量小于应急云南保山柴油发电机组的容量,在市电停电后,由应急发电机组向负荷供电。负荷容量之和乘以需要系数之后的计算负荷大于单台应急云南保山柴油发电机组的容量时,可选择2台型号、容量相同、调压、调速特性相近的自动化发电机组。在市电停电后,由其中一台或二台机组向生活和商业用电供电;当市电停电,又发生火灾时,由2台机组向消防负荷供电,以利消防。
4、应急云南保山柴油发电机的选择:应急云南保山柴油发电机一般宜选用高速、增压、油耗低、同容量的云南保山柴油发电机组。高速增压柴油机单机容量较大,占据空间小;柴油机选用配电子或液压调速装置,调速性能较好;发电机宜选用配无刷励磁或相复励装置的同步电机,进行较可靠,故障率低,维护检修较方便;当一级负荷中单台空调器容量或电动机容量较大时,宜选用三次谐波励磁的发电机组;机组装在附有减震器的共用底盘上;排烟管出口宜装设消声器,以减小噪声对周围环境的影响。



应急云南保山柴油发电机组的生产要求
云南保山柴油发电机组在使用时充当何种功能,我们就以云南保山柴油发电机组的使用功能来定议的一种应急型云南保山柴油发电机组。应急云南保山柴油发电机主要用于重要场所,在紧急情况或事故停电后瞬间停电,通过应急发电机组迅速恢复 并延长一段供电时间。这类用电负荷称为一级负荷。今天云南保山柴油发电机出租厂家云南保山维曼发电机出租就与大家谈谈应急云南保山柴油发电机组的生产技术要求。
云南保山柴油发电机价格介绍生产的应急云南保山柴油发电机要求的两个特点:
A:作应急用,连续工作的时间不长,一般只需要持续运行几小时(≤12H);
B:作备用,应急发电机组平时处于停机等待状态,只有当主用电源全部鼓障断电后,应急云南保山柴油发电机组才起动运行供给紧急用电负荷,当主用电源恢复正常后,随即切换停机。
(1) 应急云南保山柴油发电机 发电机容量的确定
应急云南保山柴油发电机组的标定容量为经大气修正后的12h标定容量,其容量应能满足紧急电总计算负荷,并按 发电机容量能满足一级负荷中单台 容量电动机起动的要求进行校验。应急发电机一般选用三相交流 同步发电机,其标定输出电压为400V
(2) 应急云南保山柴油发电机组台数的确定
有多台发电机组备用时,一般只设置1台应急云南保山柴油发电机组,从可靠性考虑也可以选用2台机组并联进行 供电。供应急用的发电机组台数一般不宜超过3台。当选用多台机组时,机组应尽量选用型号、容量相同,调压、调速特性相近的成套设备,所用燃油性质应一致,以便进行维修保养及共用备件。当供应急用的 发电机组有2台时,自起动装置应使2台机组能互为备用,即市电电源故障停电经过延时确认以后,发出 自起动指令,如果第1台机组连续3次自起动失败,应发出报警信号并自动起动第2台云南保山柴油发电机。
(3) 应急云南保山柴油发电机的选择
应急机组宜选用高速、增压、油耗低、同容量的云南保山柴油发电机组。高速增压柴油机单机容量较大,占据空间小;柴油机选用配电子或液压调速装置,调速性能较好;发电机宜选用配无刷励磁或相复励装置的同步电机,进行较可靠,故障率低,维护检修较方便;当一级负荷中单台空调器容量或电动机容量较大时,宜选用三次谐波励磁的发电机组;机组装在附有减震器的共用底盘上;排烟管出口宜装设消声器,以减 小噪声对周围环境的影响。
(4) 应急云南保山柴油发电机组的控制
应急发电机组的控制应具有快速自起动及自动投入装置。当主用电源故障断电后,应急机组应能快速自起动并恢复供电,一级负荷的允许断电时间从十几秒至几十秒,应根据具体情况确定。当重要工程的主用电源断电后,首先应以过3-5S的确定时间,以避开瞬时电压降低及市电网合闸或备用电源自动投入的时间,然后再发出起动应急发电机组的指令。从指令发出、机组开始起动、升速到能带全负荷需要一段时间。一般大、中型柴油机还需要预润滑及暖机过程,使紧急加载时的机油机油压力、机油温度、冷却水温度符合厂品技术条件的规定;预润滑及暖机过程可以根据不同情况预先进行。例如军事通信、大型 宾馆的重要外事活动、公共建筑夜间进行大型群众活动、医院进行重要外科手术等的应急机组平时就应处于预润滑及暖机状态,以便随时快速起动,尽量缩短故障断电时间。



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云南保山柴油发电机组企业面临国际舞台的角色转换
云南保山柴油发电机组作为、可靠、的应急电源、移动电源和自备电源,为中国过去几十年的经济发展提供了重要的
云南保山柴油发电机组作为、可靠、的应急电源、移动电源和自备电源,为中国过去几十年的经济发展提供了重要的辅助电源保障。同时,对应急备用电源持续增长的需求也使得中国国内出现了一批能够和康明斯、卡特彼勒等国际知名品牌瓜分市场的本土企业。上世纪八十年代开始,中国云南保山柴油发电机组市场从大部分依赖进口阶段,演变到中低功率段产品实现国产化,乃至到目前部分国内本土企业能够生产出具有较高稳定性的2000kW以上大功率机组。短短的二三十年时间,中国云南保山柴油发电机组企业在生产上所体现出的成熟工艺技术和装配能力获得了国内外诸多用户的广泛肯定。
三大因素助中国本土企业快速发展
过去十年,有几个重大因素驱动了中国市场对云南保山柴油发电机组的强烈需求,这极大促使了中国本土企业在国内市场上的立足和发展。首先,2003-2005年中国经历了一场从局部到全国性大面积的缺电现象,特别是2004年全年全国缺电超过30000MW缺口,相当于30台超超临界火电机组的装机量。为了保障城镇的居民用电,政府不得不对高耗能的制造工厂拉闸限电,由此推动了对云南保山柴油发电机组的巨量需求。第二,2008年北京奥运会和2010年上海世博会期间,仅场馆投资方面,北京奥运会达到200亿元,上海世博会180亿元。重要的是,由此拉动对城市轨道交通、高级酒店业、互联网和通信以及金融服务超过上万亿元的建设投资。而这些终端市场正是云南保山柴油发电机组的主要应用领域。第三,为了抵御全球性金融危机,从2009年到2011年,中国政府投入了4万亿元用于刺激国内经济发展,其中超过2万亿元属于铁路、公路等工程建设项目。除此之外,还包括2008年和2011年中国国内发生的严重缺电现象,尤其是2011年的缺电一度再次接近30000MW的缺口。
由于这些因素对中国云南保山柴油发电机组市场产生的需求刺激,使得国内市场在一定时期内年复合增长率接近15%。根据MARTEC GROUP咨询公司的行业报告,2011年中国云南保山柴油发电机组市场销售额达到145亿元,预计2015年市场规模超过250亿元。持续稳定增长的市场需求造就了一批较大规模的本土企业,如康诚、鼎新、百发、星光等年销售额过5亿元的企业,这些企业已具备和康明斯、卡特彼勒、科勒等国际巨头竞争的实力。
国内市场已开始显现发展阻力
作为市场发展周期中必须经受的考验,在经历了较快发展的十年后,中国国内的云南保山柴油发电机组市场也面临着一些发展阻力。首当其冲的是中国基础建设投资和高耗能制造业增速放缓,在2009-2011年由政府主导的四万亿元投资中的工程项目已基本完工并投入运行,部分工程在建成后并没有起到很好的使用效率,这对未来经济刺激政策的推出起到一定阻力。另一方面,为降低污染排放并提高工业生产能效,大量的中小规模的制造工厂,特别是高耗能行业的企业面临被关闭的可能。这些企业曾经在中国的多次电荒中都是云南保山柴油发电机组的重要用户。
其次,国内市场的竞争激烈、产品同质化程度高。仅销售额过千万元的企业就超过200家,这些被称之为OEM的企业所使用的发动机大部分由重庆康明斯、沃尔沃、三菱重工等企业提供,发电机由利莱森马、马拉松等国际品牌供应。在中低端的终端应用市场上,也会采用中国本土的发动机品牌,如上柴、济柴、常柴等。在过去的市场阶段,中国本土企业普遍只重视对客户的开发和销售渠道的扩张,很少有企业会重视对客户应用需求的定制化以及售后服务的维护。因为后者需要投入很大的成本,并且不能在短期内为企业带来收益。
再次,由于国际品牌如康明斯、卡特彼勒、科勒等都将生产制造转移到了中国,有些外资企业还将中国作为亚太区乃至全球的生产基地,以此降低成本和国内企业竞争。这无疑降低了行业整体的利润率水平。
基于以上这些原因,中国本土云南保山柴油发电机组企业已不满足于国内市场,转而发力海外市场,特别是针对海外工程承包项目市场。MARTEC GROUP 咨询公司对中国云南保山柴油发电机组市场的专题研究显示,2006 年中国云南保山柴油发电机组出口额仅10 亿元左右,而到了2010 年,出口额增至100 多亿元,年复合增长率接近80%。
世界市场上和国际巨头展开竞争
中国本土云南保山柴油发电机组企业在全球云南保山柴油发电机组市场中主要以两种形式销售其产品,一部分是通过在海外的分销商或直销团队,将产品直接供给海外当地的终端。用户通常是当地的制造工厂或居民,特别在印度、孟加拉和非洲这些大部分时间都没有市电供应的 和地区。另一类形式是通过参与海外的工程承包项目,直接客户通常是中国本土的EPC企业或工程施工公司。一般来说,绝大部分的中国EPC 企业或工程施工公司会采购国内的发电机组,用于其海外工程项目。海外工程市场对产品质量、可靠性和品牌信誉有更高要求,更能体现云南保山柴油发电机组企业在市场中的地位。
吸引中国本土企业参与海外工程承包市场的首要因素,自然是诱人的市场规模和发展前景。根据CHINCA(中国对外承包工程商会)的数据表明,每年各国面向全球公开招标的工程承包项目金额达到1.8 万亿美元,目前中国EPC 企业仅占有7%的市场份额。在对超过30家中国一级EPC企业和50 家 的云南保山柴油发电机组企业的调研后,MARTECGROUP咨询公司发现:2011 年中国EPC 企业参与的海外工程承包项目金额达到1423.5 亿美元,由此对云南保山柴油发电机组的需求超过50 亿元。中国EPC 企业在公路、铁路、发电厂以及通信工程领域的建设水平处于全球 ,未来他们将逐步占据剩余93%的市场份额,由此将对国内云南保山柴油发电机组的采购产生持续增长的需求。
虽然和国际品牌在全球市场中的份额还相差很大,但中国本土企业在海外市场中也逐渐建立了品牌知名度,如科泰、泰豪、康诚等中国本土企业在海外市场的销售额都超过亿元,这对仅有20 多年发展历史的中国云南保山柴油发电机组企业来说并不简单。之所以能有这种业绩增长,得益于以下几点:相比于国际品牌,中国本土企业的产品有明显的价格优势。中国企业的云南保山柴油发电机组通常都使用了康明斯、沃尔沃、斗山、三菱、MTU 等品牌的发动机,并且拥有成熟的机组装配技术。本土企业和中国EPC 企业、中国工程施工企业拥有良好的客户关系。
从国内市场到国际舞台的市场扩张中,若要取得对国际品牌的竞争优势,中国本土的云南保山柴油发电机组企业还应该弥补自身的不足之处,比如提高终端应用的定制化水平、增强国内外的售后服务市场等,通过地企业在产品、服务和内部管理上的水准,才能获得客户长期的信赖,并赢得更多的全球用户。



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