發(fā)電機低頻保護

發(fā)電機低頻保護(缺軟硬件測頻方法的比較)3.17低頻運行時，低頻保護由低頻測量元件和時間累積計算器組因此，在大型汽輪機上應(yīng)裝設(shè)低頻保護。大，發(fā)電機的低因為低頻運行對汽輪機的危害是積累性的，與頻率下降值和持續(xù)時間有關(guān)。成。頻范圍段數(shù)由汽輪機的制造廠家提供。邏輯框圖3.17.2陰止發(fā)電機起停過程中低顆圖3-17-1發(fā)電機低頻保護邏輯框圖其它2001】【NARIRCS-985發(fā)電機變壓器成套保護裝置技術(shù)說明書一低頻保護時，累計48.5Hz505Hz,低于大型汽輪發(fā)電機運行中允許其頻率變化的范圍為485運行時間和每次持續(xù)運行時間達到定值，保護動作于信號或跳閘其中I,Ⅱ兩段為累計運行低頻保護，ⅢIV持續(xù)運行低頻保保護設(shè)定四段定值，護，頻率保護受斷路器位置接點、無流標志閉鎖過頻率保護。保護動作于信號或跳閘保護設(shè)兩段定值，其中I段為累計運行低頻保護：官圍云傅黑事分并境作園016)較李保營出口這轉(zhuǎn)程圖【NARIRCS-985發(fā)電機變壓器成套保護裝置技術(shù)說明書—2001】低(過)頻保護主要用于保護汽輪機不受低頻共振的影響，汽輪機各節(jié)葉片都有一共振頻率，當系統(tǒng)頻率接近或等于共振頻率時，將引起葉片的共振而損壞汽輪機低(過)頻保護反應(yīng)系統(tǒng)頻率的降低(升高),并受出口斷路器輔助接點閉鎖。即發(fā)電機退出運時低(過)頻保護也自動退出運行電壓取自發(fā)電機機端TV的某一線電壓(如U)AB出口方式：可發(fā)信或跳閘頻率檢測元件發(fā)信或跳閘斷路器輔助接點圖：發(fā)電機頻率異常保護出口邏輯注意：保護的整定計算300MVA及以上的汽輪機提供以下整定值：47.0Hz—每次運行時間不低于20秒47.5Hz—每次運行時間不低于1分鐘50.5Hz～510Hz一每次運行時間不低于3秒51.0Hz～515Hz一每次運行時間不低于0.5秒為了保護保護汽輪機不受低/過頻共振的影響。汽輪機各節(jié)葉片都有一共振頻率，當系統(tǒng)頻率接近或等于共振頻率時，將引起葉片的共振而損壞汽輪機疲勞報廢。因此低/過頻運行是個積累過程，保護裝置停運不影響積累值，電壓取自發(fā)電機機端TV的某一線電壓(如U)AB出口方式：可發(fā)信或跳閘頻率檢測元件f(<|>)發(fā)信或跳閘時間&積累斷路器輔助接點可以有六個這樣的頻率積累段同時存在圖：發(fā)電機頻率積累保護出口邏輯注意：保護的整定計算f,fnmramwxls=及其時間積累頻率上下限定值ff,d2d1mmmx300MVA48.0Hz—累計運行時間不低于2小時47.5Hz一累計運行時間不低于1-小時50.5Hz～510Hz一累計運行時間不低于180分51.0Hz～515Hz—累計運行時間不低于30分及以上的汽輪機提供以下撤機發(fā)電機成套保護系統(tǒng)】【NARI-SIMENs頻率保護(ANSI81)7UM511具有四段頻率保護，每段可設(shè)置低頻和低周保護，即使是電壓嚴重畸變的情況下，復雜的算法亦能成功地根據(jù)基波分量來確定頻率頻率保護(ANSI81)段數(shù)f,頻率ff,f431240到.65Hz重復測量數(shù)(單轉(zhuǎn)發(fā)測量3/f)2.到10000響應(yīng)時間約60+測量時間m低壓閉鎖V<100V40到閉鎖返回系數(shù)定值整定原則：300MW及以上的汽輪機Hz48.5Hz或高于505Hz時，累計元許運行時間和每認允許的持續(xù)運行時間國內(nèi)尚未正式的統(tǒng)一規(guī)，定，應(yīng)綜合考志發(fā)電機組和電為系統(tǒng)的要求，并根據(jù)制造廠家提供的技術(shù)參數(shù)確定。保護可動作于信號，并有累計時間顯示當?shù)皖l累加保護需要動作于發(fā)電機解列時，其低頻段的動作頻率和延時應(yīng)準意與電力系統(tǒng)的低頻減載裝置進行協(xié)調(diào)，一般情況下，應(yīng)通過低頻減載裝置減負荷，使系統(tǒng)頻率及時恢復，以保證機組的安全；僅在低頻減載動作后頻率仍沒有恢復，從而微機機組安全時才進行機組的解列。因此要求在電力系統(tǒng)減載過程中不應(yīng)解列發(fā)電機，防止出現(xiàn)頻率連鎖惡化的情況f)低頻一段定值(1t2()低頻一段累計時間1.13)低頻二段定值(2t:4)低頻二段累計時間(215)低頻三段定值(:t:6)低頻三段累計時間(3f7)低頻四段定值(4t.)低頻四段累計時間(84f)低頻五段定值(9s(10)低頻各段延時延時時間低頻各段定值和累計時間應(yīng)與發(fā)電機允許頻率范圍相一致。3.17.5說明表3-17-1.大機組頻率異常運行允許時間建議表Hz頻率允許運行時間Hz頻率允許運行時間min累計s每次48,5~50.5連續(xù)運行8當頻率異常保護需要動作于發(fā)電機解列時，其低頻段的動作頻率和延時應(yīng)與電力系統(tǒng)的低頻減載裝置進行協(xié)調(diào)，原則是：其動作頻率應(yīng)低于低頻減載裝置的最低動作頻率，以避免出現(xiàn)頻率連鎖率應(yīng)降低，功率降低一般與頻率降低成一定比例，目前還沒有規(guī)定發(fā)電機在低頻下的功率降低標準。在低頻運行時發(fā)電機如果發(fā)生過負荷，也會導致發(fā)電機的熱損傷，但是限制汽輪發(fā)電機組低頻運行的決定性因素是汽輪機而不是發(fā)電機。只要在額定視在功率(KVA)和額定電壓：105%以內(nèi)、并在汽輪機的允許超頻率限值內(nèi)運行，發(fā)電機就沒有熱損傷問題一般說來，水輪發(fā)電機組沒有低頻或高頻的限制何題頻軍異常用來保護汽輪機，防止汽輪機葉片及其拉金的斷裂事故，對于極端低頻工況，還將威脅廠用電的安全。葉片諧振應(yīng)力，造成材料疲勞，材料疲勞是一個不可逆的的積累過程，所以需要給出汽輪機在規(guī)定頻率下允許的累計運行時間從對汽輪機葉片及其拉金影響的積累作用方面看，頻率升高對汽輪機的安全也是有危險的，所以較??；在系統(tǒng)有功功率過剩時，通過各機組的調(diào)速系統(tǒng)或功頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用，以及必要時切除部分機組等措施，可以迅速使頻率恢復到額定值；而且頻率升高大多是在輕負荷或空載時發(fā)反應(yīng)頻率升高的部分，只包括反應(yīng)頻率下降的部分，稱為低頻保護作用汽輪發(fā)電機跳閘的低頻保護，在低頻狀態(tài)下為保障汽輪機的安全，當處于某一低頻下累積時為挽救系統(tǒng)必須采用按頻率自動減負荷裝置。因此在段計低頻保護時應(yīng)注意：(1)從制造廠家了解汽輪機的頻率異常運行時間限值，據(jù)此設(shè)定低頻保護的割斷動作頻率和相(2)低頻保護必須根據(jù)所在系統(tǒng)頻率響應(yīng)特性，與按頻率自動減負荷密切配合，最大可能減少汽輪機、發(fā)電機的跳閘(3)一個低頻繼電器的失靈，不應(yīng)造成機組不必要的跳閘(4)低頻狀態(tài)下，一個低頻繼電器拒動，不應(yīng)危及整個保護系統(tǒng)代頻保把究競選用兒段?理想的情況是，所選段數(shù)應(yīng)能保證在任何的持續(xù)低頻方式下，汽輪機的王維檢編著，電氣主設(shè)備保護的原理與應(yīng)用，1996】【【IEEESTD.C37.102-1995:交流發(fā)電機保護的IEEE標準】頻率異常發(fā)電機運行在不正常頻率下(過頻或者低頻)通常由于負荷全甩、部分甩掉，發(fā)電機過負荷。負荷部分或者全部甩掉可能由清除系統(tǒng)故障或者在一個大的系統(tǒng)擾動下低頻減載動作。減負荷可能導致發(fā)電機轉(zhuǎn)子加速或者工作在超過正常工作頻率的某一頻率下.最終的穩(wěn)態(tài)頻率是所減負荷數(shù)以及調(diào)節(jié)器的下傾特性的函數(shù)。例如，調(diào)節(jié)器有一個5%的調(diào)節(jié)特性。減掉50%負荷將產(chǎn)生2.5%的頻率上升。通常，過頻狀況不產(chǎn)生嚴重問題因為運行人員和/或控制系統(tǒng)會很快動作，迅速將發(fā)電機轉(zhuǎn)速和頻率恢復到正常值而不必要將發(fā)電機跳掉?；蜻\行情況都可能導致發(fā)電機過負荷。然而。主要考慮當有很/各種各樣的系統(tǒng)擾動和大發(fā)電容量的發(fā)電機組跳掉后對系統(tǒng)造成的擾動，這種擾動可能會使系統(tǒng)解列并且使剩余機組嚴重過負荷。在這種情況下，系統(tǒng)頻率將降低。并且發(fā)電機將不得不在低頻下運行很長時間。即使在擾動期間設(shè)計了低頻減載方案來反應(yīng)頻率降低和恢復系統(tǒng)頻率到正常值，也可能發(fā)生減負荷不夠，這可能會導致將頻率恢復到正常值或者系統(tǒng)允許的低于正常頻率值的一個最低頻率值的過程非常緩慢。在任一情況，都存在在低頻情況下運行很長時間，因而損環(huán)汽輪機的可能性。一般而言，對于汽輪發(fā)電機，低頻運行比過頻運行要危險的多。因為運行人員在低頻運行時，沒有可供選擇的控制方案，因而，對于汽輪機經(jīng)常推薦裝設(shè)各種低頻保護。汽輪機不正常頻率運行能力發(fā)電機和汽輪機對于能夠承受的不正常頻率運行都有一個限制。在低頻下，發(fā)電機輸出功率能力將減小。輸出功率能力的減小與頻率降低成比例，通常沒有詳細說明發(fā)電機在低頻下的功率輸出能力，但從發(fā)電機制造廠商那里通常可以得到相應(yīng)信息。在系統(tǒng)擾動期間，發(fā)電機功率輸出能力的減小以及隨之而來的發(fā)電機可能過負荷如果超出了發(fā)電機短時過熱能力，將導致發(fā)電機熱損傷，應(yīng)該意識到這種可能性，對此提供的相應(yīng)保護在本標準的4.1通常認為在低頻下汽輪機比發(fā)電機更受限制。因為汽輪機葉片可能發(fā)生機械諧振。偏離額定轉(zhuǎn)速將使激勵頻率接近一個或者多個葉片自振頻率。因而會使振動應(yīng)力增加。隨著振動應(yīng)力增加，損傷累積并且可能導致葉片結(jié)構(gòu)的一些部分出現(xiàn)裂紋，最可能的是拉金和葉片罩。拉金和葉片罩出現(xiàn)裂紋并不是災難性的故障。但是可能會改變?nèi)~片的振動行為因而會使其諧振頻率接近正常頻率4這可能會使葉片在正常運行時產(chǎn)生疲勞。汽輪機制造廠商會提供在不正常頻率下的時間限制，這些數(shù)據(jù)通常是以在特定頻帶下允許運行時間形式提供的?？赡苁菍τ趲лd發(fā)電機指明的一到六個頻帶中的任意位置。這決定于其設(shè)計和制造廠商。不正常頻率運行的效果是累積的。因此，如果汽輪機在一個特定頻帶運行了50%的允許時間，在汽輪機剩余的運行壽命中，在相應(yīng)頻帶里只剩下50%的剩余時間。通常，這些限制應(yīng)用于汽輪機。對于燃氣輪機，其在低頻下運行能力要比汽輪機大很多。然而，CTGS:通常要受燃燒不穩(wěn)定和/或當頻率降低時，汽輪機輸出功率的突然減少。對于每個CGT而言，其特定的低頻限制可以從制造廠商那里獲得。一般來說，對于水輪機，沒有限制。保護對手汽輪機，其低頻保護是通過電為系統(tǒng)的自動低頻減載來實現(xiàn)的。這其低頻減載為案應(yīng)該被計成在最關(guān)前能的過負荷條作下，切掉足夠的負荷快速將系統(tǒng)頻率恢復到正常值低頻保護的后備保護通常是使用安裝在每個發(fā)電機上的一些低頻維電器和定時器來提供。對于更加完整的汽輪機低頻保護，可以參考IEEEStdC37.106-1987。