逆功率是指發電機的功率方向與正常運行時相反，也就是說發電機變成了電動機，吸收系統的有功功率，而不是發出功率。這種情況可能會對發電機本身和整個電力系統造成損害，所以需要保護裝置來檢測并處理這種情況。其保護原理通常是通過檢測有功功率的方向和大小來實現的，當檢測到有功功率反向且超過設定值時，保護裝置會動作，可能是延時跳閘，避免誤動作。

 

一、逆功率的產生機理

    目前，在大型發電機組上一般裝設了兩套獨立的逆功率保護裝置，即程序跳閘逆功率和單純的電氣逆功率保護，來限制發電機逆功率的大小。一般最大不超過額定有功功率的10%左右。從原理講，柴油發電機可以逆功率運行。但實際上，當逆功率運行時發電機就成了電動機了，不但發出的電送布出去要自身消耗，而其還要使用電網的電。長時間逆功率運行就有可能造成繞組燒毀。因此，在一般情況下，不得將發電機長時間逆功率運行。產生逆功率的常見原因如下：

1、原動機故障

  柴油機故障，例如燃油中斷、控制系統故障，使原動力中斷，導致機械功率輸入不足，無法維持發電機的有功輸出。

2、系統頻率異常

  電網頻率過高時，發電機可能因調速器響應受限無法維持出力，導致逆功率。

3、并網操作失誤

  同步并網時相位或頻率偏差過大，導致發電機瞬間吸收電網功率。

4、負荷突降

  電網負荷驟減（如大容量負荷切除），原動機調速系統未能及時調整，導致發電機出力過剩轉為逆功率。

5、保護誤動作

  其他保護誤動（如主變保護跳閘）導致發電機孤島運行，失去負荷后逆功率。
 
   
 

二、逆功率保護原理

 
    發電機的逆功率保護功能是防止柴油機失去動力后，電力系統向發電機倒送功率的。當功率方向發生改變后，發電機就變成了電動機，從發出功率變為吸收功率。這樣由于柴油機的轉速非常快，受到這里的功率變換后會在柴油機上產生一個反向力矩，損壞柴油機，同時無謂地消耗電力

1、晶體管逆功率保護裝置的原理

    由于逆功率保護是有功功率方向保護，因此，它的檢測信號，應取電壓、電流兩方面的信號及其相位關系，并將其轉換為反應有功功率的方向和大小的直流電壓控制信號。該裝置逆功率保護信號是取自發電機S相的電壓和電流來進行單相逆功率檢測。它的電壓形成回路中，電壓變換器m1、m2噸的原邊接成對稱星形，取出電壓Uso作為電壓信號，并使Uso與發電機輸出的相電壓Uso同相位，其電流信IS號由S相的電流互感器取得，經兩個單相橋式整流電路VD1、VD2整流，在電阻R3得電壓U1，電阻R4得電壓U2，功率檢測環節是應用絕對值比較原理進行檢測，當R1=R2時，功率檢測環節輸出的直流控制信號電壓Umn與有功功率P成正比，并反映P的方向。在逆功率時，直流控制信號電壓Umn為負值，即n點電位高于通m點電位。當逆功率達8％發電機額定功率時，三極管VT1導通，VT2截止，工作電源經電阻R15、R16對電容C進行充電，充電延時約5s，電容C充電電壓UC達到穩壓管W1擊穿電壓時，W1管導通，二極管VD3及三極管VT3導通，出口繼電器d1通電動作，供電開關自動跳閘，從而達到保護的目的。

2、檢測邏輯

  （1）方向判據：通過測量發電機端有功功率方向（通常結合電壓、電流相位），判斷功率是否反向。
  （2）定值整定：一般設定為額定功率的1%~5%，避免正常波動誤動。
  （3）延時動作：設置0.5~5秒延時，躲過暫態過程（如并網瞬間、負荷切換）。

3、保護實現方式

  （1）逆功率繼電器：采用方向元件（如90°接線）結合有功計算模塊，輸出跳閘信號。
  （2）綜合保護裝置：集成逆功率保護功能，支持多段式定值（告警、跳閘）。

4、動作后果

    延時到達后，跳開發電機出口斷路器并關閉原動機

5、與其他保護的配合

  （1）低頻保護：在系統頻率異常時閉鎖逆功率保護，避免誤動。
  （2）失磁保護：逆功率可能伴隨失磁，需協調動作邏輯。
  （3）過電壓保護：孤島運行時電壓升高可能觸發聯跳。
 

三、逆功率保護的整定計算

 
    當兩臺以上柴油發電機組并聯運行時，若其中一臺柴油機工作不正?；虿裼蜋C與發電機聯軸器損壞等原因，使該機組的發電機不但不能輸出有功功率，反而從供電系統吸收功率，同步發電機變為同步電動機，即同步發電機處于逆功率狀態下運行。如果同步發電機在逆功率狀態下運行，對供電系統是不利的，造成參以并聯運行其他機組過載跳閘，供電中斷，因此，應采取措施進行逆功率保護。對柴油機逆功率保護的整定計算，就是要確定該保護的動作功率Pdz及動作延時t。

1、動作功率Pdz的整定

    柴油發電機逆功率保護的動作功率可按下式計算 ：
                                              Pdz=(Krel*P1)/η
    式中，Pdz——逆功率保護的動作功率
    Krel——可靠系數，取0.8 
    P1——一般取額定功率的1.5~2%
    η——發電機拖動柴油機旋轉時的效率，取0.98~0.99 ，所以：
                                              Pdz≈（1.2~1.6%）PN
    PN——發電機的額定功率。實際中，Pdz=可取1~1.5%PN 。

2、逆功率保護與程序逆功率保護的區別

    逆功率保護是發電機繼電保護的一種，作為汽輪發電機出現有功功率倒送，發電機變為電動機運行異常工況的保護逆功率保護的簡單原理：是按照比較絕對值原理構成的功率方向繼電器交流測量回路，其交流電壓形成回路采用和差接線方式。從而獲得兩個比較電量：和電壓向量A1與差電壓向量A2。發電機正常運行時，A2逆功率保護也可用于程序跳閘的啟動元件。而程序逆功率保護嚴格說不是一種保護，而是為實現程序跳閘而設置的動作過程。程跳逆功率主要就是用于程序跳閘，算是一種停機方式吧。最關鍵的是逆功率只要定值達到就動作，程跳逆功率除了要定值達到，而且還要汽機主汽門關閉，才能跳閘。在正常停機操作當負荷降為零時，先關柴油機主汽門，然后來啟動程序逆功率保護來跳發電機。這樣做的目的是防止主汽門關閉不嚴，當斷路器跳開后，由于沒有電磁功率這個電磁力矩，有可能造成柴油機飛車。
  （1）逆功率保護是為了防止逆功率后，發電機變為電動機，帶動柴油機旋轉，造成柴油機的損壞。歸根到底，是怕原動機動力不足，反被系統帶著跑。
  （2）程序逆功率保護是為了防止發電機組突然解列后，主汽門未完全關閉，導致柴油機超速，從而利用逆功率來規避。歸根到底，是怕原動機動力太足導致機組超速。
    從嚴格意義上來說，逆功率保護是發電機繼電保護的一種，但主要是保護柴油機。而程序逆功率保護不是一種保護而是為了實現程序跳閘而設置的動作過程，也叫程序跳閘，一般應用于停機方式。最關鍵的是逆功率只要定值達到就會跳閘，而程序逆功率除了定值達到，還要求主汽門關閉，所以說在發電機組啟動過程中并網瞬間，一定要避免逆功率動作。
 
  
 

 

總結：

    逆功率是指發電機的有功功率方向發生反轉，從原本向電網輸送電能轉變為從電網吸收有功功率（類似電動機運行）。逆功率保護通過實時監測有功方向及大小，結合延時邏輯，有效防止發電機因機械故障或系統異常導致的逆向運行，保障設備安全和電網穩定。實際應用中需根據發電機類型、系統特性合理整定參數，并與其他保護協同工作。
 
 

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