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发电机出租出现逆功率的原因是什么?

发布日期:2021-10-28 17:25 浏览次数:

当提供给发电机出租的扭矩不足以保持其以额定速度运行时,其他发电机及其原动机将向发电机提供安培电流,以保持其以相同的速度旋转。这被称为“逆向功率”——因为安培电流将流入发电机,而发电机不会从原动机获得足够的扭矩,而不是流出发电机。

发电机出租出现逆功率的原因是什么

大多数人认为当他们增加发电机及其原动机的负载时,两者的速度会增加-但事实并非如此!一旦与其他发电机同步到电网(即使是小电网!),所有发电机的速度都由电网频率固定。并且,由原动机提供给它们所连接的每台发电机的扭矩必须足以使发电机以最小的额定速度旋转。如果提供的扭矩超过维持额定速度所需的扭矩,则发电机将检测额外的扭矩并将其转换为安培。如果提供的扭矩恰好等于维持额定速度所需的扭矩,则发电机将产生零安培。如果原动机提供给发电机的扭矩小于维持额定速度所需的扭矩,那么其他发电机及其原动机将为发电机提供安培电流,以保持其(和原动机)以额定速度旋转——因为它们都必须以相同的速度旋转。

你不能让一台发电机以49.7Hz运行,另一台以52.4Hz运行,另一台以50.1Hz运行,并且从墙上的插座输出50.0Hz。它不能那样工作;有没有平滑的东西或平均频率的东西。另一个频率为52.4Hz,另一个频率为50.1Hz,并且有50.0Hz的频率从墙上的插座中传出。它不会那样工作;没有平滑的东西或平均频率的东西。另一个频率为52.4Hz,另一个频率为50.1Hz,并且有50.0Hz的频率从墙上的插座中传出。它不会那样工作;没有平滑的东西或平均频率的东西。

在这种情况下,发电机实际上变成了电动机并驱动原动机以保持它们以同步速度旋转(与作为电网频率函数同步在一起的所有其他发电机的速度相同)。这也称为“电动化”发电机。在机械上,电动机和发电机之间确实几乎没有区别——只是扭矩和安培的方向。

使用发电机(作为电动机)来驱动往复式发动机(或几乎任何其他原动机)是不好的。因此,有保护继电器来监控电流方向并打开发电机断路器以保护原动机(同样,连接到原动机的电机并不真正关心它是电动机还是发电机(它旨在充当发电机),但原动机不喜欢由电动机(或已成为电动机的发电机)驱动)。

由于原动机产生的扭矩是流入原动机的能量的函数,如果扭矩低于保持发电机以额定速度旋转所需的扭矩,则意味着原动机控制系统(调速器)不正确地完成它的工作。或者,有什么东西限制了能量流入原动机(在往复式发动机的情况下,燃油滤清器脏了;燃油供应压力低;燃油泵不工作等)。

因此,当发电机及其原动机被反向功率跳闸时,这意味着原动机没有提供或产生足够的扭矩来保持其发电机以额定速度旋转,而与电网同步的其他发电机将提供安培数到发电机,使其像电动机一样工作,并旋转原动机。

您需要了解为什么原动机不能产生足够的扭矩来保持发电机以额定速度旋转。

还有一种可能性——但它变得非常复杂。有两种基本的调速器模式:下垂控制和同步传输(速度控制模式)。一般而言,当多个发电机在电网上同步时,大多数调速器始终处于下垂速度控制模式。如果一个调速器在不应该处于等时速度控制模式下运行,则可能会导致问题。

如果一组发电机有一个总体控制系统(有时称为PMS或电源管理系统),<i>尝试</i>控制多台发电机的负载如果PMS未正确配置或操作员认为他们需要在某些情况下覆盖PMS,则可能会出现问题....

就是这样。如果没有更多地了解您站点上发电机及其原动机的配置,就真的不可能多说。但是,再说一遍:反向功率跳闸的最常见原因是流入原动机的能量不足——无论它是调速器模式,也不管是否有PMS。流入原动机的能量不足等于反向功率(安培流入发电机而不是流出)。流入发电机的安培会使发电机变成电动机,从而保持发电机及其原动机以特定速度旋转。而且,大多数原动机(尤其是往复式发动机和蒸汽涡轮机)不喜欢被它们的发电机(已成为发动机)旋转。就这么简单。

什么是逆功率继电器?

逆功率继电器是一种保护变送器,可在逆功率条件下保护涡轮机或电机免受损坏。如果驱动转矩小于系统中的总损耗,发电机可以作为同步补偿器工作,从网络中获取必要的功率。

例如,减少汽轮机中的蒸汽流量会导致过热,因为汽轮机叶片的冷却效果会降低。

逆功率继电器的初始阶段是在蒸汽发电机停止运行时防止过度超速。第二阶段防止过热和可能对原动机造成机械损坏。本文讨论了您需要了解的有关反向功率继电器的所有信息,包括它的工作原理以及为什么需要它。

逆功率回馈电缆总线

反向功率继电器的组件

继电器由夹在两个叠片铁芯电磁铁之间的轻质非磁性铝盘组成。电压线圈 (PT) 缠绕上磁铁,该磁铁由发电机输出的单相和人工中性点供电。电流线圈 (CT) 缠绕与缠绕上电磁铁的电压线圈同相连接的另一个输出磁体。

它是如何工作的?

电压线圈具有更多的感应阀和感应电流,因为它具有最高的匝数。电压线圈的感应电流滞后 90 度角。另一方面,电流线圈的感应阀和感应电流较小,因为它的匝数最少。正因为如此,电流线圈滞后于电压线圈。承载电流的导体会产生磁场,这意味着上下电磁铁都会产生磁场。

然而,电压线圈中的感应电流在电压线圈中比电流线圈滞后更多。这意味着在下部产生的磁场将高于上部,并且两个磁场之间将存在 90 度的差异。两个场在通过铝盘时都会产生涡流。涡流是指通过改变导体中的磁场而在导体内产生感应电流回路。

扭矩是由于涡流的形成导致圆盘旋转而产生的。盘上的跳闸触点在正常能流下保持打开状态,限位器限制旋转。但是,如果反向功率开始流动,圆盘会以相反的方向旋转,将其从触发触点激活的方向上移开。

什么时候反向潮流?

由于交流发电机失去励磁或原动机调速器故障,反向功率可能会流动。如果原动机没有提供足够的扭矩来保持转子以与连接总线相同的频率旋转,则发电机可能开始像电动机一样工作。发电机将从汇流条汲取电力而不是供电,从而导致反向功率流动。如果同步器缓慢旋转,然后在同步过程中关闭中断,也会发生这种情况。发电机不是通过母线提供电流,而是从母线汲取电流。这通常发生在断路器闭合且同步器以逆时针方向快速旋转时。

为什么反向功率继电器很重要?

当多台电源并联运行时,发生反向潮流时,它们可能会切换到从主母线汲取电力。这可能会使电源单元过载,导致完全断电或优先跳闸。故障单元将继续从主汇流条汲取电力,从而产生驱动效应。在最坏的情况下,RPM 会燃烧起来,导致电机或涡轮机超速跳闸或机械故障。反向功率继电器通过防止原动机过热和可能的机械损坏来防止所有这些问题的发生。它还可以防止涡轮机或电机过度超速,以保持涡轮机的正常冷却效果。

反向功率继电器通过监控其电源来防止发电机反向运行。如果输出低于预设值,它会快速激活跳闸并断开发电机以避免任何损坏。升压测试按钮可用于通过模拟测试反向功率继电器,以检查它是否给出跳闸信号。

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