3.7.1逆功率保护
3.7.1.1保护原理
逆功率保护是作为汽轮机突然停机的保护。当由于各种原因使汽轮发电机的主汽门突然关闭时，如果出口断路器没有跳闸，则发电机将逐渐过渡到电动机运行状态，此时，发电机由向系统送出有功变为从系统吸收有功。逆功率运行对机组的主要危害是汽轮机尾部长叶片的过热。长时间的逆功率运行，残留在汽机尾部的蒸汽与叶片摩擦，使叶片温度达到材料所不允许的温度，一般规定逆功率运行的时间不得超过3分钟。对于燃气轮机、柴油发电机也有装设逆功率保护的需要，目的在于防止未燃尽物质有爆炸和着火的危险。
逆功率保护的电压取自发电机机端TV，电流取自发电机中性点（或机端）TA。
其它
【许继：WFB-100微机型发变组成套保护装置技术说明书】
逆功率保护作为汽轮发电机出现有功功率倒送，发电机变为电动机运行异常工况的保护。同时，利用这一原理，逆功率保护也可用于程序跳闸的启动元件
逆功率保护反应发电机从系统吸收有功功率的大小，电压取自发电机机端TV；电流取自发电机机端（或中性点）TA。保护按00接线，介入Uac和Ia，Ic，有功功率为：核桃壳滤料
φ为电压超前电流的角度，动作判据为：
为逆功率保护当作整定值
保护设有2段延时，短延时t1（1~5s）用于发信号，长延时t2（10~600s）可用于跳闸
保护动作特性见图5.29.1，保护逻辑见图5.29.2
图1. 保护动作特性
图2.发电机逆功率保护逻辑图
技术数据：
a.最大灵敏度φsen：1800±50
b.动作区：1750±50
c.动作电流：在最大灵敏度下，施加U=Un，最小动作电流可在一定范围那调整，最灵敏时动作电流不大于30mA
d.动作延时整定范围：1段为1~20s，2段为10~600s
导针
e.潜动试验：
电动操作机构
f.电流潜动：U＝0，I＝10In不误动
电压潜动：U＝Un，I＝0不误动
定值整定
定值整定计算
a.动作功率Pset的计算
式中：Krel－可靠系数，取0.5～0.8
P1－汽轮机在逆功率运行时的最小损耗，一般取额定功率的2％~4％
P2－发电机在逆功率运行时的最小损耗，一般取P2＝（1－η）Pgn
其中：η－发电机效率
Pgn－发电机额定功率
b.动作时限
经主汽门接点时，延时1.0~1.5s。布景主汽门接点时，延时15s动作于信号
根据汽轮机允许的逆功率运行时间，动作于解列，一般取2~3min
c.用于程序跳闸的逆功率继电器作为闭锁元件，其定值一般整定为（1~3）％Pgn
保护定值整定须通过单元管理机，定值清单见下表
定值名称 | 整定范围 | 备注 | smdv-17
发电机逆功率保护 | | |
动作功率 | 0.1~900W | Pset |
1段延时 | 0.1~20s | T1 |
2段延时 | 1~600s | T2 |
| | |
碎花刀刀
工程应用
三相电机保护器
逆功率保护实际上是在无功功率大范围变动的条件下，检测极小的有功功率，它是高灵敏的有功功率继电器，其硬件部分的电流变换回路和采样通道都是专用的，不能和其它保护公用。
【许继：WFB-100微机型发变组成套保护装置技术说明书】
【NARI-SIMENS微机发电机成套保护系统】
逆功率保护（ANSI 32）
逆功率保护监视功率方向，当机械能减少，电机从系统吸能是，保护作出反应。它不仅可以切除发电机还可以保护蒸气机免受损伤。逆功率是由正序电压、电流来计算，不对该网络故障不会影响测量的精确度，事故跳闸阀门的位置可作二进制输入从而切除命令延时
技术数据：
逆功率保护 （ANSI 32） | 逆功率-P>（参考SN） | -30到-0.5％ |
跳闸延时 返回延时 | 0到32s |
返回系数 | 0.6 |
响应时间 | 约350ms |
| | |
【NARI-SIMENS微机发电机成套保护系统】
【NARI RCS-985发电机变压器成套保护装置技术说明书－2001】
逆功率保护
由于各种原因导致失去原动力，发电机变为电动机运行，此时，为防止汽轮机叶片、燃气轮机齿轮损坏，需配置逆功率保护
发电机功率用三相电压、三相电流计算得到，保护动作判据：
逆功率保护需用两段时限，可通过控制字投退。I段发信号，固定延时为10s，II段时限定值可整定，延时动作于停机出口
逆功率保护定值范围0.5%～10% ，为发电机有功额定功率，延时范围0.1～600s
装置还设有一段功率保护，经控制字整定可选择低功率保护或过功率保护，动作于跳闸
保护逻辑
图：逆功率保护逻辑框图
程序逆功率保护
发电机在过负荷、过励磁、失磁等各种异常运行保护动作后，需要程序跳闸时。保护先关闭主汽门，由程序逆功率保护经主汽门接点闭锁和发电机断路器位置接点闭锁，延时动作于跳闸。
程序逆功率保护定值0.5%～10% ，为发电机有功额定功率
保护逻辑
图：逆功率保护逻辑框图
【NARI RCS-985发电机变压器成套保护装置技术说明书－2001】
【IEEE STD C37.102-1995：交流发电机保护的IEEE标准】
逆功率继电器
从系统角度，发电机的电动机运行方式可定义为像电动机一样从系统吸收有功。励磁绕组中有励磁电流，发电机仍然和系统保持同步并且如同一个同步电动机。如果灭磁开关跳开，发电机如同一个感应电机，因此在大多数机组中使用一个监视流入发电机功率的继电器。这个继电器的灵敏性和整定值决定于原动机类型，因为电动机功率是负荷和原动机空载损耗的函数。
例如，对于汽轮机，这个大的压缩机负荷需要从系统吸收很大的功率，超过机组额定容量的50％，此时逆功率继电器的灵敏度不是很重要。一个没有圆柱型点火装置的柴油机吸收功率超过额定值的25％，因此，也不存在特别的灵敏度问题。
对于水轮机，当叶片低于机尾痕迹水平时，电动机功率很高。而在叶片高于机尾痕迹水平时，吸收功率很低，在0.2-2.0％额定功率之间，此时需要一个灵敏的逆功率继电器。
汽轮机运行在完全真空和零输入蒸汽时需要大约0.5-3.0％的额定功率。一个灵敏的逆功率继电器可以反应出来。
可能存在逆功率继电器检测不到但对原动机有害的运行情况。特别指出，在很低的功率因
素和功率水平下，一些逆功率继电器可能得不到精确的测量。发电机无功功率的减少可以降低对高精度测量的需要。这可以通过励磁系统的控制装置或者运行人员干预来完成。亦可使用其它保护方法或运行报警方式。
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