5G&能源 深度融合
通信能源随5G走向千行百业,将带领通信新基建走向各种企业级的应用场景,例如港口、石化、矿山、电力、交通,甚至院校、医院、社区等。多种多样的应用场景,要求通信基建功能更加灵活多样。具有通信基础设施和能源基础设施双重属性,或将成为5G基建的的必要框架,通信能源、数字能源、分布式能源未来可期。
通信能源启新篇
5G已悄然走过2019商用元年和2020独立组网规模商用元年,截至2021年2月,中国建成5G基站超过71.8万个,约占全球的70%;独立组网模式的5G网络已覆盖全国所有地市,5G终端连接数超过2亿。全球移动通信系统协会(GSMA)日前发布的《2021中国移动经济发展报告》显示,
2020年中国5G连接数超过2亿,占全球5G连接数的87%,2025年中国5G连接数有望达到8.22亿。5G独立组网已经启航,截至2021年1月,全球57个 中已有144个5G商用网络,5G连接数达到2.35亿左右。
5G商用带动新基建节奏加快,能源供给模式需求发生显著变化。5G基站设备功耗为4G设备的3~4倍,随着基站数量的增长,对电源、制冷等设施的需求将大幅增加。目前主要运营商的5G基站主设备空载功耗约2.2千瓦,满载功耗约3.8千瓦,是4G单站的3倍左右,这使基站供电面临多项痛点。基站无空间、配电难扩容、温控难扩容、更换复杂、新能源接入难等多项难题,使更为优质的智能化能源解决方案上线变得刻不容缓。
5G或将引领能源革命?走过两载春秋,这种可能逐渐浮出水面。“通信能源”与“分布式能源”随5G加速普及成为行业热词。全球 的通信铁塔基础设施服务商中国铁塔建设运营了数量庞大的通信铁塔,且多数建在荒山野岭,风光储相结合的电力供应不可或缺。可以说,没有哪种分布式能源项目比通信铁塔的能源系统更“分布式”了。
此前,鲜有外部投资者关注铁塔分布式能源投资,因而中国铁塔自行组建能源投资公司,提供铁塔供电内需保障,同时布局通信能源业务拓展。通信铁塔能源业务布局有几点重要的考量。其一,利用分布式光伏风电(并网或离网)给蓄电池充电,自发自用或余电上网。其二,把储能系统里的铅酸电池替换成梯次利用的动力电池,离网供电或并网削峰填谷。其三,把靠近城镇枢纽的铁塔储能余电反过来建充电桩,给电动车充电。其四,通过自身5G网络优势,建设一个监控运维一体化的智慧能源综合服务平台。随着5G通信技术的应用与普及,分布式能源的应用场景将有显著改变。
有关研究显示,未来全球90%的站点将实现能源数字化,能源数字化对于简化运维、降低站点运维成本至关重要。在数字化传感、控制、处理等技术的加持下,预计到2025年,全球有90%的站点实现能源数字化,运营商打造极简、绿色、自动驾驶的网络成为可能。
未来,连接无处不在,越来越多的频谱投入使用,站点建设将持续加密。5G时代,从站点到承载网再到核心网,能源系统愈加庞大和复杂,更需要简化部署及控制TCO。未来一站一柜、一站一刀、网络自动驾驶运维等能源网络端到端及全生命周期极简技术将规模应用,大幅建站和扩容的效率,降低能源运维的复杂度,形成极简能源网。
不难预测,5G网络通信技术将从根本上颠覆电力设备制造、电厂运维、电网运行的传统生态体系,在提高管理效率的同时,大幅降低人工成本。推而广之,所有能源的生产、传输和使用场景,都将在5G技术的推动下进行一场划时代的革命。
为“碳达峰碳中和”提速
“十四五”开局,中国经济将如何实现高质量发展?碳达峰、碳中和带来的发展模式革新将成为重要动能。
2020年12月,中央经济工作会议把“做好碳达峰、碳中和工作”定为2021年八大工作重点之一。此前的2020年9月,习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话,提出我国将采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。今年全国两会上,碳达峰、碳中和也被首次写入政府工作报告,成为代表、委员讨论的“热词”。
就概念来看,碳达峰是指二氧化碳的排放不再增长,达到峰值之后逐步降低。碳中和是指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量,然后通过植树造林、节能减排等形式,抵消自身产生的二氧化碳排放量,实现二氧化碳“零排放”。要想实现这个目标,能源行业的发展必须由追求规模化扩张向清洁化和高质量转变,使能源结构不断优化、用能效率逐步、节能降耗取得显著成效。而其中,5G技术将发挥不可替代的作用。
近年来,能源行业积极实施“互联网﹢”战略,行业信息化、智能化水平,充分利用现代信息通信技术、控制技术,实现智能设备状态监测和信息收集,推出新型作业方式和用能服务模式。随着各类能源业务的快速增长,电网设备、电力终端、用电客户迫切需要通过 的通信技术及系统支撑,满足爆发式增长的通信需求。5G技术将支持能源领域基础设施的智能化,并支持双向能源分配和新的商业模式,以提高生产、交付、使用和协调有限的能源资源的效率。风电、光伏等清洁能源将成为5G在能源行业的重点应用场景。
以光伏为例,随着分布式光伏的迅猛发展,光伏电站海量信息采集、现场设备监控、远程诊断运维等业务对通信网络传输能力提出了更高要求。5G通信具有高速率、高、全覆盖、智能化等特点,可有效解决分布式光伏电站分散、点多、量大等问题。5G技术对光伏云网带来的 变化是数据传输速率与质量的大幅,这能够有效解决光伏云网所面临的用户数量激增、海量分布式数据难以采集、广域覆盖难以保障等难题。
通过5G技术,可为光伏云网数据采集、运行监控、电费结算等不同属性业务提供隔离独享的网络切片,保障不同业务的差异化需求与服务质量,确保光伏云网更加可靠地实现个性化、智能化等综合服务。在河北,涞水县南郭下村的分布式光伏扶贫电站就实现了5G通信链路的打通。在江西,中国移动携手华为联合 电投光伏电站完成全国 基于5G网络的、多场景的智慧电厂端到端业务验证,打造无线、无人、互联、互动的智慧场站,实现了5G技术在智慧能源行业应用的重要突破。
在风电领域,以5G为代表的数字化技术极大地了风电厂的灵活性,能够发电量5%~10%、施工周期缩短5%~10%,同时使成本降低5%~10%。在内蒙古, 电投与中国移动针对察哈尔风电场建设开展“智慧风电场”项目合作,提供视频监控、物联网、无人机巡检、无线覆盖等信息化服务,推动全国5G智慧风电场的建成。
5G在清洁能源领域大有可为,而我们要做的就是如何利用好5G技术,为实现碳达峰、碳中和的目标贡献更大力量。
数字“油藏”显著降本增效
随着通信技术不断升级发展,数据传输速率越来越快,网络延迟越来越低。5G时代,网络峰值速度可达10Gb/s,比4G快100倍,5G时延可低于1毫秒,通信效率得到极大。这正改变着全球工业的面貌,其中,石油化工行业作为传统工业领域,在数字化浪潮席卷下,发生着深刻变化,数字化技术与油气行业的结合日趋紧密,“数字化转型”成为不少油气公司的重要战略选择。
去年,海南石油和海南移动签署战略合作协议,双方共同推动能源行业在5G工业应用、智慧加油站等领域开展深入合作。此前,双方已在物联网应用、通信线路、数据容灾、权益共享、渠道合作等多方面进行合作,而如今,将以“智慧发展”为核心,在信息化技术应用、基础通信、云计算、大数据、5G应用等方面开展合作,抓住“互联网﹢”发展机遇,不断探索合作新模式,深度融合发展,打造未来发展新格局。
那么,以5G为代表的数字化技术对于传统石油行业的价值在哪里?其主要价值是大幅生产效率并显著降低生产成本。石油公司将强大的计算能力、云存储、传感器、商业智能工具和分析等数字化工具,应用于勘探、开发、生产整个上游价值链,利用数字模拟和建立模型来提能、优化执行,从全球专家库和行业案例中获取经验。同时,数字化技术还深刻地影响着油气行业的运营、投资以及组织机构。虽然其与核心业务的整合过程还处于早期,但仍取得了明显进步。
从目前看,5G与石油化工行业结合,取得了初步成效,应用数字化技术及设备取代人工是设计阶段常见的降本增效手段,效果已经显现。据媒体报道,总体看,通过使用自动化平台,可减少七成的用工,削减两成到七成的经营成本、 四成的资本支出。
在当前至今后相当长的一段时间内,数字技术是推动产业转型极其重要的力量。未来的那桶金,储藏在数据的“油藏”之中。随着5G时代的到来,更快的数据传输速率与更低的网络时延无疑给数字化技术更多赋能,对于油气行业生产力、利润、性以及效率的效果将更为明显。我国油气企业可以结合实际情况,考量数字化技术在生产环节、设备设施、管理职能等方面应用的广度及深度,积极油气行业生产力、利润、性以及效率,并积极应对随之而来的商业模式、生产模式、组织机构、制度体系、员工队伍等方面的变化。
“通”“电”耦合碰出“智慧火花”
5G改变社会,电力点亮未来。作为新一代移动通信技术,与4G网络相比,5G的带宽更大、时延更低、连接更广,而电力行业无疑是5G垂直应用的重点赛道和风口之一。5G网络特性与电力通信需求高度契合,可以为智能电网的各大应用场景充分赋能。
2020年3月,工信部与 发改委印发《关于组织实施2020年新型基础设施建设工程(宽带网络和5G领域)的通知》,明确提出了重点支持面向智能电网等七大领域的5G创新应用。通知指出,在面向智能电网的5G新技术规模化应用方面,将基于5G新型网络架构及智能电网场景,开展5G端到端网络切片及资源调度系统研发,研发网络关键设备和原型系统,提供融合5G技术的智能电网整体解决方案。这为5G赋能电力行业提供了政策指引。
目前,全国很多地区都提出了5G智能电网建设计划,雄安新区、内蒙古、云南、海南等地纷纷启动5G智能电网建设。以雄安为例,5G正在与电网工程建设深度融合,现已开展基于5G网络的电力业务适配性试点验证工作,选取配电自动化、用电信息采集业务进行了业务承载性能测试。此外,国内 基于SA架构的“5G﹢MEC”电力保护物联示范工程于2020年10月在雄安正式投运,核心技术达到国际领先水平。
事实上,5G强大的“能力”可以为电力终端接入网提供泛在、灵活、低成本、高质量的全新技术选择,为打造更加、可靠、绿色、的智能电网提供了强大的基础能力。5G﹢智能电网不仅能够大幅降低用户平均停电时间,有效供电可靠性和管理效率,同时可以极大地丰富和扩展电网应用场景,降本增效,助力电网企业向综合能源服务商转型,为用户提供更好的电力综合服务。在为用户供电服务方面,基于5G的电能质量监测和治理,也将减少因供电引起的故障或失效,用户的服务响应速度。
在电网通信领域,5G通信网络可以为用电信息采集提供海量接入和实时数据上报的强大技术支持,协助系统完成用电信息采集、处理和实时监控,实现用电信息自动采集、计量异常监测、电能质量监测、智能用电设备信息交互等功能。
5G还可以让电力行业衍生出更多价值。在5G应用采集类业务场景下,电网企业或电表制造商可以源源不断获取用户的各种能源数据和与能源系统运行状态相关的数据,以创造更大价值。例如,国网大数据中心利用电力大数据打造了电力经济指数,从电力使用的视角反映区域、产业、行业等不同层面的宏观经济发展状况。依托电力大数据分析业务,可以实现跨省市和跨行业电力数据的共享,区域产业、行业发展态势的洞悉能力,为政府部门的决策提供数据服务,为行业发展提供支持,为投资提供数据依据。
运营商也积极投身电力行业的建设。中国移动依托5G优势及核心产品的研发能力,打造了智慧电力的端、管、云等一体化行业解决方案,满足电力业务发、输、配、用各个环节的性、可靠性和灵活性需求。除此之外,基于5G改变电力行业的能力,各方针对5G网络承载电力应用开展了深入探索。目前已证明5G网络能够很好地承载电力业务,进一步的融合应用探索正在逐步开展。
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250kW静音型发电机组应用的技术标准
1、规范性引用文件:
GB2819 《交流工频移动电站通用技术条件》;
GB2920 《250到3200行瓦柴油发电机组通用技术条件》;
GB4712 《自动化柴油发电机组分级要求》;
GB12786 《自动化柴油发电机组通用技术标准》;
GBT2820 《往复式内燃机驱动交流发电机组》;
GB755 《旋转电机基康明斯技术要求》;
2、术语与定义
(1)额定输出功率
额定输出功率就是正常条件下, 的输出功率(12小时以内)。
(2)持续工作功率
是指发电机不停歇的发电,一般指连续12小时以上的发电,发电机组运行的时间越长,功率就会下降得越多。
(3)备用功率
发电机组 能发出的电量,一般是指超负荷运行时能发出的电量。(1小时以内)
3、工况条件
(1)发电机组供电对象:
康明斯发电机组作为应急备用电源,在市电断电时,主供自动仓生产工作,自动仓装机容量450kW,运行负荷约200kW。康明斯发电机同时作为消防备用电源,供消防水泵、防火卷帘门之用,运行负荷130kW。
(2)发电机组与厂区配电系统连接方案:
发电机安装在厂区配电房室外,通过#柜#回路与厂区配电系统连接,连接电缆采用 YJV22 0.6/1kV 3×120+2×70,具体请见附件二《发电机接线系统图》
(3)发电机组安装位置及方式:
详见附件三《发电机安装平面图》
(4)当地自然环境条件:
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柴油发电机机油泵装入机体时应注意以下几点 机油泵的装配与试验
(1)机油泵的装配
①在泵轴上涂以适量机油,将主动齿轮装在泵轴上,然后再装被动齿轮。主被动齿轮装好后,转动泵轴时,它们应能灵活地啮合旋转。
②装泵盖时,必须注意调整其间隙,若泵盖已经过研磨,则更要重视垫片厚度的调整,保证其间隙适当。
③将传动齿轮装在轴上后,一定要确实将横销铆好。
④装好后,应检查各种螺钉是否上紧,并将限压阀装好。
(2)机油泵的试验
其试验方法是:将进、出油孔都浸入机油盆中,待灌满机油后,用拇指堵住出油孔,另一手转动齿轮,以拇指感到有一定压力为好。否则,应查明原因,重新修配。
(3)装入机体
机油泵装入机体时,应注意以下几点:
①装机前,将机油泵灌满机油,以防泵内有空气,使机油泵不泵油而烧瓦。
②油泵与机体间的垫片应垫好,以防漏油。
③柴油机机油泵与分电器有传动关系时,应正常啮合,以免点火时间错乱。
④进行压力试验及调整。
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柴油发电机结构:讲的太清楚了
这里介绍柴油发电机的构造,由于发电机大小不同,结构也不相同,但主要部分的结构与功能相同,本课件就柴油发电机的基本结构与组成进行介绍,为显示清楚,定子与转子槽数都较少,定子线圈外形按导线绕制的线圈绘制(不是用铜条或铜管连接成的线圈)。发电机主要部件结构则参考大中型柴油发电机绘制。
发电机主要由转子与定子组成。柴油发电机是同步发电机,由于柴油机的转速很高,故柴油发电机的转子只有一对磁极,在额定转速每分钟3000转时输出50赫兹的三相交流电。下面通过一个柴油发电机模型来介绍柴油发电机的基本构造与组成。
由于大型柴油发电机转速高,转子磁极表面线速度达150m/s以上,离心力很大,故转子直径不能过大,大型发电机转子都为细长型。转子圆周上没有凸出的磁极,转子铁芯是一个在圆周上开有一些槽的圆柱,在圆周两侧各有一段槽距大的面称为大齿,就是磁极(图1所示),称之为隐极式转子。在槽中嵌有励磁绕组,隐极式转子将励磁绕组分成多个线圈,便于安装与加固。
励磁绕组两端通过集电环(滑环)接到励磁电源,在转子圆周两侧就形成北极与南极,旋转时就产生旋转磁场。
放大的定子铁芯与转子铁芯截面图,两铁芯间有气隙。定子铁芯的内圆周有嵌放定子线圈的槽,在槽口两侧有固定槽楔的小槽,槽楔用途是压住定子线圈。转子铁芯的外圆周有嵌放转子线圈的槽,在槽口两侧有小槽,用来固定槽楔,在槽底有用于通风的槽。
转子铁芯与轴用高强度高磁导率的合金钢材整体制作,在转子铁芯部分有一些轴向与径向的孔隙,用来通风冷却。由于各种电机冷却方式不同,孔隙布置走向也不同,这里就不作介绍了,见图4。
柴油发电机转子
转子励磁绕组由多个线圈组成,嵌放在转子铁芯的槽中,多个线圈串联起来组成转子绕组,在转子轴的励磁端(简称励端)安装集电环,转子绕组的两个线端分别连接到两个集电环。见图5。
嵌装好绕组的柴油发电机转子
嵌放好线圈后在槽口塞入槽楔,压住槽内线圈,线圈在槽外的端部用护环压住,防止线圈被离心力甩出,见图6。
为减小负序磁场的影响,在转子表面还装有阻尼装置,这里就不介绍了。
转子线圈与护环
为降低发电机的温度,在转子两端还装有轴流风扇对机内气体进行强制循环。见图7,这是整个转子,是发电机中的旋转部件。
安装好集电环与风扇的柴油发电机转子
定子
因为定子铁芯内的磁通是在不停的变化,为防止涡流损耗,定子铁芯采用多层硅钢片叠成,硅钢片涂绝缘漆相互绝缘。硅钢片导磁良好。为通风冷却定子铁芯分成多段,段间有缝隙实现径向通风。在定子铁芯的两端用压圈与穿心螺杆压紧定子铁芯,见图8。
柴油发电机定子铁芯
在定子铁芯槽内嵌放定子的三相绕组,绕组形式一般为双层叠绕。每相绕组由多个线圈组成,按一定规律对称排列,大型发电机的线圈只有几匝,是用一根根铜条或铜管弯成,在端部进行连接形成线圈。本模型简化处理,线圈是由表皮绝缘的导线绕成多匝的线圈。
在24槽电机模型有24个线圈,分为3组,组成三相绕组,6个引出线中3个是A、B、C相输出端,3个为中性线端,一同连接到到电机下方的出线盒的瓷套管端子。
嵌装好线圈还要在槽口插入槽楔,把线圈压紧固定。图11是嵌装好线圈的定子铁芯剖视图。
发电机的实际组装过程是定子铁芯先安装进机座,然后才进行线圈的嵌装工作。
定子与转子装入机座
机座(机壳)由钢板卷制焊接而成,为确保刚度在壳内壁焊有多圈圆环筋与多条轴向筋。本模型圆环筋较宽,为便于冷却气体流动,开有多个通气孔。在机座下方有发电机出线盒,发出的三相交流电从这里引出,见图12。安装好的机壳加端盖应有很好的气密性,以防止冷却介质泄露。
发电机机壳
把定子铁芯安装在发电机机座内,再进行定子线圈嵌装,把各相线圈连接起来组成三相绕组。在定子铁芯的槽口插入定子槽楔,压紧槽内线圈,见图13。三相绕组的6个线端连接到出线盒的六个瓷套管端子,在出线盒外接成 Y 形连接,按三相四线输出。
装入机座的发电机定子铁芯与绕组
把转子插入定子铁芯内是发电机安装的重要工序,要保证不损伤定子与转子的任何部分。图14是插入转子后的状态。
发电机安装转子
本模型的两个转子轴承安装在机壳两侧的端盖上,称为端盖式轴承。每块端盖由上下两块组成,在端盖上安装轴承部件,轴承部件由轴瓦与轴承油密封等组成,循环的密封油可以润滑轴瓦、防止氢气泄露、降低轴瓦温度。
安装好机壳两侧的下端盖,在端盖上安装轴承部件,轴承把转子支撑起来,转子磁极与定子铁芯间留有气隙,转子可自由旋转,见图15。
发电机安装轴承
安装电刷装置
转子的励磁电源连接到电刷,电刷与集电环紧密接触,励磁电流先通过电刷,再通过集电环到转子励磁绕组。电刷由天然石墨制成,有很好的自润滑特性,导电良好,电刷通过刷辫接到励磁端子。电刷装在刷盒内,可自由上下移动,压簧把电刷压向集电环。压簧采用恒压弹簧,在电刷整个行程中压力基本不变,恒压弹簧固定在弹簧夹上,弹簧夹上有楔形卡子,弹簧夹插在刷盒内,卡子进入卡孔就卡住了。图16左图是压簧,右图是较新的电刷在刷盒的状态,中图是磨损较多的电刷(待换电刷)在刷盒的状态。
电刷盒结构
刷盒固定在刷握上,刷握固定在刷握架上,刷辫连接到励磁电源接线端子上,见图17左图,在图17右图中显示了电刷与集电环的相对位置(图中隐去了转子轴)。
电刷装置与集电环
仅为发电机电刷示意图,实际大型发电机的励磁电流很大,每个集电环由几段组成,电刷组相应增多,电刷数量达数十个。集电环采用耐磨的优质合金钢制成,为降低集电环温度,集电环有通风孔,在两集电环之间还装有离心风扇。
电刷装置安装在发电机的励端集电环的两侧。在转子两端还要安装转子上的风扇,为了使风扇的气流按照指定路径流动,必须安装上导风罩,见图18。
发电机安装电刷与风扇
发电机整机
把机座两端的上半端盖安装好,发电机就组装好了,图19是柴油发电机的剖视图。
冷却系统
大型发电机产生的热量很大,必须有强有力的冷却措施,不同型号发电机的定子、转子、机座等主要结构基本一样,但冷却系统五花八门,也较复杂。
主要的冷却介质是氢气与水,也有用空气。氢气比空气的密度小很多、导热系数大很多;水与很大的比热容、导热系数大、价格低廉。冷却方式主要有:
全氢冷发电机,电机定子绕组、转子绕组、定子铁芯均用氢气冷却。
水氢冷发电机,电机定子绕组采用水内冷、转子绕组与定子铁芯用氢气冷却。
水水空发电机,电机定子绕组与转子绕组采用水内冷、定子铁芯用空气冷却。
水水氢发电机,电机定子绕组与转子绕组采用水内冷、定子铁芯用氢气冷却。
全水冷发电机,电机定子绕组与转子绕组采用水内冷、定子铁芯也用水冷却。
空冷发电机,电机定子绕组、转子绕组、定子铁芯均用空气冷却,仅用于中小型发电机。
氢气或水如何在电机内循环则有多种途径,根据循环路线在定子铁芯与转子铁芯上制作冷却介质的通道,绕组水冷采用空心铜管作导线,在管内通水冷却。
,机座完全密封,在机壳靠两端设有氢气冷却器,氢气冷却器就是排管式热交换器,管内是流动的水,水通过电机外设备冷却。在机壳内部充满氢气,风扇向两端抽出热氢气,热氢气经过氢气冷却器降温,再次进入定子与转子带走热量。图中浅蓝色箭头线示意氢气的流动路径。
除了上述的基本部件外,在定子、转子、绕组、轴承等部位分布着许多温度传感器;在一些部位还有压力传感器、振动传感器、位移传感器等,监视发电机的工作状态。
在机外还配有发电机的励磁系统、冷却水的净化装置与循环装置、氢气的储存与控制装置、密封油的循环系统等。
的技术工人就是电工,这句话没毛病吧?
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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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