同步发电机转子过电压保护试验方法

同步发电机转子过电压保护试验方法 主要内容 相关规程规定励磁系统中转子过电压的分类以及过电压来源转子过电压保护装置 Crowbar 原理转子过电压保护装置试验方法试验中必须注意的若干问题 1相关规程规定 1 1DL T650 1998 大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件 附表2励磁系统试验项目表规定1 2DL T650 1998 大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件 附录C之规定1 3DL T843 2003 大型汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件 附表3励磁系统试验项目表规定1 4DL T843 2003 大型汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件 附录B之B12规定1 5DL T583 2006 大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件 之4 4 3规定 2励磁系统中转子过电压的来源及分类 来源 1 当发电机组的内部或发电机出口端发生故障以及正常停机时 励磁电流的突变在转子绕组两端引起的暂态过电压 2 发电机组在运行中受到较大的扰动时 静止励磁的同步发电机在转子励磁绕组上可能产生正向过电压或反向过电压 3 发电机出现突然短路 失步 非同期合闸 灭磁 非全相运行时 发电机的电枢反应有可能使转子励磁绕组内感应很高的正向过电压 4 可控硅管的关断使静止可控硅励磁电源出现的换相尖峰过电压 5 交流侧通过励磁变压器和气隙传递过来的大气过电压 电网操作过电压 分类 1 灭磁过电压 2 可控硅换相尖峰过电压 3 非全相及大滑差异步运行过电压 3转子过电压保护装置 Crowbar 原理 目前 在大型气轮 水轮发电机上 经常使用的转子过电压保护装置是跨接器 跨接器的优点 以跨接器代替灭磁开关的灭磁接点 可实现无触点能量释放 消除灭磁接点机械结构松动 卡塞等事故隐患 显著减少维护工作量 跨接器还可以在转子发生正向 反向过压受触发导通 用以保护转子绕组 跨接器 图1跨接器实物图 图2跨接器接线示意图 跨接器的触发回路 跨接器动作需要被触发 触发装置一般被称为BOD 跨接器的触发回路有2个功能 1 是在跳闸令发出时触发跨接器灭磁可控硅 该功能对应于原磁场断路器的灭磁触头 2 是在转子因某原因出现过电压时触发相应的跨接器可控硅 也是防止第一功能失败的后备措施 4转子过电压保护装置试验方法 以金竹山电厂3 发电机励磁系统大修试验中的转子过电压保护检验为例进行说明 通过检查铭牌参数 得知Crowbar动作电压为2400V 试验目的通过试验验证发电机转子过电压保护装置是否按逻辑要求动作以及实际测试出在过电压情况下的保护动作值 试验应具备的条件发电机碳刷完全解开 灭磁开关已进行就地 远方跳 合试验 发电机转子封母外壳可靠接地 试验使用的升压器带电流保护功能 试验使用的转子电压录波仪器具有相应电压录波能力 其他相关按措已经布置 试验接线试验接线如下图所示 图3试验接线图 1 模拟直接跳灭磁开关条件下的Crowbar动作灭磁开关合上 缓慢升高调压器电压 录波仪所显示直流电压值 直至VDC 400V 在AVR上把控制方式切换到就地 由试验人员在端子排上端节外部保护信号跳灭磁开关端子 模拟故障跳闸 波形如下图所示 试验方法以及试验结果 图4直接跳灭磁开关波形图 2 模拟出现转子过电压情况下的Crowbar动作由于Crowbar由2组反并联硅堆组成 可消除转子正 反方向的过电压 所以试验可以有2种做法 首先模拟Crowbar在转子正电压方向上的动作 硅堆输出按转子回路正负极性正常连接 调压器从零开始逐步升高电压 监视录波仪所显示的电压实时值 直至从波形上观测到装置动作 试验所得如图5所示 图5直流作用下的跨接器动作波形图 接下来模拟转子正 反方向同时动作 在升压变出口撤除整流硅堆 使交流电压同时作用于转子回路正反方向 逐步升高调压器电压 监视录波仪显示的电压实时值 直至在录波仪上观察到装置动作 试验所得如图6所示 图6交流作用下的跨接器动作波形图 5试验中必须注意的若干问题 1 调压器和生压变要有足够的容量 2 要选择正确的转子电压录波档位 3 对于励磁系统本体设备上安装了转子接地