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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。
湖南怀化柴油发电机组BOSCH电控系统功能描述 (1)点火钥匙开关 点火钥匙开关在“ON”位置时的四种状态: 1——钥匙开关在“ON”位置,诊断请求开关在“OFF”位置,发动机没有启动或运行 2——钥匙开关在“ON”位置,诊断请求开关在“OFF”位置,发动机没有启动或运行 3——钥匙开关在“ON”位置,发动机启动 4——钥匙开关在“ON”位置,发动机启动 在状态1的情况下,ECU检测水温、进气温度压力等模拟输入量,以及制动信号、离合器信号的等信号量并对电控系统进行自检。 转动点火钥匙到“ON”位置时,需要停顿片刻,待检查发动机预热灯和故障灯熄灭后再启动发动机。预热灯工作状态当ECU检测到水温、进气温度过低,需要使用进气预热,ECU输出信号,驱动进气预热继电器对发动机进行进气预热,同时点亮冷启动灯,提示驾驶员发动机正处在预热状态,这时驾驶员需等待预热灯熄灭后再启动发动机。故障灯工作状态系统正常的情况下,故障灯在钥匙打到“ON”位置时,系统开始自检,同时故障灯亮,如果自检没有问题,2s后故障灯熄灭,发动机可以点火;如果系统检查出有当前或历史故障,故障灯点亮后常亮,必须排除或确认这些故障不影响启动后再启动发动机。 另外在状态1下,系统的K-LINE(诊断接口通信)处于状态,可使用诊断仪对发动机进行离线诊断。 在状态2的情况下,如果发动机有当前或历史故障,诊断灯将会依次闪出相对应的故障闪码。 状态3为发动机从停机到着火的中间过程,点火后发动机将一直在状态4运行。 (2)故障诊断功能 电控系统具有故障诊断功能。在点火开关“ON”位置时,打开故障诊断开关,就可以通过诊断灯输出故障闪码。诊断请求开关为常开开关或自复位常开开关,一端接ECU端子1.72,另一端由1.04供电。诊断灯驱动端为1.22,诊断灯地端为1.30。 (3)巡航功能 BOSCH电控系统提供巡航功能供选用,该功能可实现车辆在道路上行驶时,不需踩下油门踏板就能保持稳定车速,提高驾驶舒适性。 巡航使用方法如下。 ①确认巡航“ON/OFF”开关在“ON”位置上,处于Standby模式,等待巡航。 ②确保车速在50km/h( 巡航车速)以上。 ③按下“SET+/-”开关,整车即保持车速,进入巡航状态,此时脚可以从油门上松开。 ④此时如果想超车,可以踩油门,汽车进入加速状态,以大于刚才设置车道的速度超车,松开油门,车速慢慢回到设置车速。 ⑤如果想调整巡航车速,可以按“SET+”或“SET-”开关,进行巡航速度的点加或点减,每按一下调整1km/h。 ⑥当驾驶员踩刹车或踩离合,或者使用排气制动,系统自动退出巡航,回到Standby等待巡航模式。如果驾驶员想重新进入巡航状态,只用按下Resume恢复开关,整车又将回到刚才退出的巡航速度。 ⑦驾驶员只用将“ON/OFF”开关调回到“OFF”位置上,系统即结束巡航。 巡航开关的电气连接线路,开关供电为端子1.04,四个开关都为自复位常开开关。 (4)排气制动功能 车辆用户可通过ECU,实现对排气制动阀的控制。排气制动的电气连接线路:排气制动开关为常开开关,一端接ECU端子1.32,一端由1.29接地。开关闭合时,ECU的端子1.32给电,ECU通过端子2.03、2.06输出排气制动阀驱动信号(接口在发动机线束上),实现排气制动功能。 (5)冷启动功能(预热功能) 如果整车需要到气温-15℃以下地区行驶,则必须使用预热功能。 柴油机ECU自动根据环境温度进行控制预热,当ECU判断环境温度过低时,启动前发动机必须先预热。ECU通过端子1.55、1.59驱动预热继电器,开始预热,同时通过端子1.38点亮冷启动灯,提示驾驶员正在进行预热,等预热灯灭后再启动发动机。 (6)空调怠速功能 部分大型客车,怠速时,可能会觉得空调功率不够,这时可按下仪表板上的空调请求开关,由ECU提高发动机怠速转速,从而改善整车空调效果。空调请求开关的电气连接线路:空调请求开关为常开开关,一端接ECU端子1.42,另一端由1.04供电。 (7)发动机舱副停车功能 通过此功能,驾驶员可在发动机舱直接停止发动机,这也可以称为紧急停车功能。 发动机副停车开关的电气连接线路:发动机副停车开关为自复位常开关,一端接1.47,一端由1.29接地,开关闭合时发动机停止工作。 (8)发动机转速输出功能 BOSCH CA6DL2/6DF3电控系统提供发动机转速输出功能,电气连接线路发动机ECU以脉冲的形式(默认8脉冲/转)将发动机转速输出给整车仪表。 (9)发动机启动控制功能 ECU控制发动机启动的电气连接线路:钥匙开关在“ON”位置时,ECU端子1.40通电;“START”位置时,ECU端子1.61接到启动信号(24V)。当空挡开关闭合(变速箱挂入空挡)时,ECU通过端子1.37(高端)控制启动继电器闭合,使启动机工作,启动发动机。空挡开关安装在变速箱上,为常开开关,一端接ECU端子1.85,另一端由1.04供电,打到空挡时,空挡开关闭合。
发电机电控系统部件详细介绍 喷油器 燃油共轨系统采用的是电控喷油器,它是根据电子控制单元的指令在适当的时候将适量的燃油喷射到燃烧室中。电控高压喷油器主要由喷油器体、喷油器控制电磁阀、喷油器偶件、O形密封圈、QR code信息片、喷油器电磁阀接线柱等部分组成。 电控喷油器的工作原理、工作过程如下。 ①未喷油状态。高压油轨内的燃油进入喷油器,但电磁阀没通电,TWV阀关闭,控制室压力等于油轨压力,喷嘴关闭。 ②喷油过程。ECU控制电磁阀通电,TWV阀打开,控制室压力得到释放,使控制活塞上移,喷嘴打开喷射燃油。 ③喷油结束。电磁阀断电,TWV阀关闭,控制室压力与油轨压力同步,喷嘴关闭,喷油结束。 电子控制单元 电子控制单元是整个柴油机电控系统的“计算机与控制中心”,它是电控系统的“大脑”整个电控系统的核心。它承担整个电控系统的信号采集与处理、数据运算与分析、控制策略的实现、控制指令的产生、数据的通信与交换等功能。 ECU通过各种传感器和开关,采集到发动机当前的工作状态信息,进行分析计算并按此状态下预先标定好的 参数,控制发动机的喷油量、喷油时间及喷油压力,从而调整发动机的工作状态,达到省油、、低排放的目的。 传感器 传感器是一种转换器,作用是进行信号变换。柴油机电控系统中常用的传感器有温度、压力、转速传感器等。 电控共轨系统中的传感器一般有加速踏板位置传感器、曲轴转速传感器、压力传感器和温度传感器等。 ①加速踏板位置传感器。加速踏板位置传感器分为电位器式(早期使用)和霍尔式两种,常称为“电子油门”,其作用是通过检测加速踏板的位置了解驾驶员的愿望,进而了解发动机的负荷状况。位置传感器把发动机的负荷信号转变为电信号,负荷越高,电压越大,然后把此信息ECU由其进行相关比较和计算后,发出指令控制相关的执行器(如增加喷油量)。 加速踏板信号是双路信号,信号1的电压值约为信号2电压值的2倍。 ②曲轴转速传感器。曲轴转速传感器(Ne传感器)可以确定活塞上止点位置,同时测量发动机曲轴的转速。曲轴转速传感器安装在飞轮壳体上。 传感器信号产生的原理是:飞轮360°范围内按6°间隔打58个孔!剩下2孔未打,形成闻隙,作为判断活塞上止点的依据。传感器中的磁通跟随着通过的孔与间隙而变化,产生正弦交流电压,其波幅随着发动机转速而变化。设定间隙到传感器位置的角度,可确定一缸上止点。结合凸轮轴传感器正时凸轮,确定一缸点火上止点。 ③凸轮轴位置传感器。凸轮轴位置传感器安装在高压油泵总成上,通过测量高压油泵凸轮轴转速和位置,来确定柴油机喷油正时时闻(凸轮轴转速为曲轴转速的1/2)。 ④进气压力传感器。进气压力传感器的安装位置:进气压力传感器为半导体压敏电阻式压力传感器,其作用是把进气压力信号转化为电压信号,然后发送给ECU,由ECU计算进入发动机汽缸的空气量,用来控制喷油量(空燃比)。 ⑤轨压传感器。轨压传感器安装在共轨管的一端,用于实时测量共轨管中的燃油压力,测量范围为0~200MPa。其原理是把压力信号转化为电压信号,再将信号放大后输送到ECU,由ECU对压力控制阀(PCV)实施反馈控制,通过增减油泵供油量来调节油压,使油压稳定在目标值。 ⑥冷却液温度传感器。冷却液温度传感器安装在节温器体上,是负温度系数的热敏电阻传感器,使用范围为-40~130℃。该传感器主要用于测量发动机冷却的温度,把温度信号转化为电压信号,从而进一步控制燃油喷射量。 进气温度传感器。进气温度传感器为负温度系数的热敏电阻,安装于进气歧管上,主要用于测量进气管中的进气温度,从而进一步控制燃油喷射量。 执行器 ①主继电器控制。电装共轨系统的主继电器控制电路。当打开点火开关到“ON”位置后,ECU端子中KEY/SW端子得电,M_REL端子就输出低电平,导致主继电器动作,+BP端子就输入24V电压供给整个ECU工作;当电源关断或掉电时,M_REL端子由软件控制,并不马上变为高电平,而是维持一段时间,使得ECU有足够时间保存数据。只有当延迟时间结束后,M_REL端子才由低电平转变成高电平,从而切断ECU的工作电源。 ②PCV继电器控制。压力控制阀用于控制从供给泵到共轨管内的燃油量,电装共轨系统的PCV继电器控制电路:当点火开关打到“ON”位置时,PCV继电器动作,向PCV1和PCV2供电,当ECU发出PCV驱动指令后,三级管导通,PCV开始工作。 ③燃油计量阀。燃油计量阀安装在高压油泵的进油位置,ECU通过控制其通电时间来调整油泵的燃油供给量,从而控制共轨中的燃油压力值。 燃油计量单元在断电状态下,靠弹簧作用力,阀处于全开位置当通电后电磁阀作用,克服弹簧力,将阀关闭。在柴油机启动或柴油机运转时,根据ECU的指令来执行电磁阀的动作,保证高压轨内压力稳定在规定要求。