发电机低频保护

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  发电机并网后,转速与系统频率有如下关系:n=60pf 。当系统频率下降时,汽轮发电机转速也相应下降,当转速下降到某一值时,气轮机尾部叶片将会产生谐振,而引起机组振动,严重时可损坏尾部叶片。另外,系统频率低将引起厂用电频率低,直接影响厂用电动机的正常运行。因此特设置发电机低频保护。

  本厂#1.2发电机设置两级低频保护,其定植为:

  低频1 48HZ 2秒

  低频2 47.5HZ 1秒

  发电机低频运转的保护

  大型的汽轮发电机组在起动时须使用齿盘(盘车turning gear)协助,在约3r/min的极低转速下暖机数小时。单轴机组(tandem unit)是在机组接近同步转速已准备并联时才将励磁加入。但复轴式机组(cross-compound)就必须要在机组脱离齿盘前将励磁加入。此励磁值应受限于额定的电压/频率(volts/hertz)程度,以避免单元制主变压器及厂用变压器过励磁。有关电流互感器及继电器在如此低频情况下的性能,是须要检查的。很明显的电流互感器的性能是会有极大的影响,幸好,其二次侧所接的负载阻抗值(burden),也会随低频而下降,将可弥补电流互感器的特性偏差。至于继电器,除装于复轴式机组上的失磁继电器KLF-1或KLF必须要将其跳脱回路在暖机期间可以闭锁外,其他各类型继电器在低频运转时即不过热,也不会误动作但仍可照常使用。当系统发生严重故障也可能会引起频率的下降,在此情况下发电机多数会过载及励磁增加。

  如电机在这种情况下运转过久,将会遭遇温升的问题,其规范如上图所示。改善上述低频过载的办法,可使用一个极度反延时性过电流继电器(extremely inverse)作保护,例如ABB(西屋)公司的ITH来力矩控制CO-11,将ITH标置于115%,以避免过电流继电器在电流低于115%时动作。 CO-11则与电机的绕组短时过热容量协调,如下图。

  机组如在非额定频率(稍高或稍低,例如58.4Hz)运转过久,将会引起汽轮机长叶片(very long blade)共振的疲乏,而影响其寿命的问题。汽轮机在非额定频率下运转的条件。不同的设计有不同的限制条件,目前尚无任何标准,而且其影响是累积的。在负载下一旦发现非额定频率运转时,就得立即处理。ABB(西屋)公司的MDF频率继电器配合一功率继电器,应是一简单的方案。

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