交流灭磁开关及过电压保护

1、 发电机灭磁开关及发电机灭磁开关及 过电压保护问题探讨过电压保护问题探讨 大唐东北电力试验研究所电气室大唐东北电力试验研究所电气室于于 菲菲 大唐东北电力试验研究所电气室大唐东北电力试验研究所电气室于菲于菲 序 言 电力工业正电力工业正 处于大电网处于大电网 与大机组的与大机组的 发展阶段发展阶段 对发电机转子对发电机转子 灭磁及过电压灭磁及过电压 保护的要求越保护的要求越 来越高来越高 大唐东北电力试验研究所电气室大唐东北电力试验研究所电气室于菲于菲 问题的提出 发电机灭磁开关及过电压保护作用 存在问题的影响分析 采取措施 2 3 4 大唐东北电力试验研究所电气室大唐东北电力试验研究所电气室

2、于菲于菲 l 灭磁保护是同步发电机励磁系统的主保灭磁保护是同步发电机励磁系统的主保 护之一。护之一。 l 通过检查发现某些电厂灭磁开关分、合闸通过检查发现某些电厂灭磁开关分、合闸 电压不合格。电压不合格。 l 通过检查发现绝大部分电厂发电机转子通过检查发现绝大部分电厂发电机转子 过电压保护未进行试验。过电压保护未进行试验。 1 问问 题题 的的 提提 出出 大唐东北电力试验研究所电气室大唐东北电力试验研究所电气室于菲于菲 2 发电机灭磁开关及过电压保护作用 2.12.1 发电机转子过电压产生的原因发电机转子过电压产生的原因 2.22.2 灭磁及过电压保护技术的发展灭磁及过电压保护技术的发展 2

3、.32.3 发电机灭磁的基本要求发电机灭磁的基本要求 2.42.4 发电机过电压保护及基本要求发电机过电压保护及基本要求 大唐东北电力试验研究所电气室大唐东北电力试验研究所电气室于菲于菲 2.1 发电机转子过电压产生的原因发电机转子过电压产生的原因 发发 电电 机机 运运 行行 大唐东北电力试验研究所电气室大唐东北电力试验研究所电气室于菲于菲 2.2 灭磁及过电压保护技术的发展灭磁及过电压保护技术的发展 灭磁电阻灭磁电阻 DM-2DM-2灭磁开关灭磁开关 线性或非线性电阻线性或非线性电阻 逆变灭磁逆变灭磁 灭磁开关灭磁开关 吸能元件吸能元件 大唐东北电力试验研究所电气室大唐东北电力试验研究所电

4、气室于菲于菲 2.3 发电机灭磁的基本要求发电机灭磁的基本要求 对于大型发电机的灭磁系统，通常应满足对于大型发电机的灭磁系统，通常应满足 1 1）灭磁装置动作后，应使发电机最终的剩磁低于能维持灭磁装置动作后，应使发电机最终的剩磁低于能维持 短路点电弧的数值。短路点电弧的数值。 2 2）灭磁过程中，发电机的转子励磁绕组所承受的灭磁反灭磁过程中，发电机的转子励磁绕组所承受的灭磁反 电压不越过规定的倍数。电压不越过规定的倍数。 3 3）灭磁时间应尽可能短暂。灭磁时间应尽可能短暂。 大唐东北电力试验研究所电气室大唐东北电力试验研究所电气室于菲于菲 2.4 发电机过电压保护及基本要求发电机过电压保护及基

5、本要求 1 1）转子过电压保护：在整流桥的直流侧即发电机转转子过电压保护：在整流桥的直流侧即发电机转 子励磁绕组的两端，装设抑制这类过电压的保护装置。子励磁绕组的两端，装设抑制这类过电压的保护装置。 2 2）转子过电压的影响因素：影响转子过电压的因素转子过电压的影响因素：影响转子过电压的因素 很多，其中主要的有很多，其中主要的有故障前的工况、故障种类、电故障前的工况、故障种类、电 机类型、结构和其参数等等。机类型、结构和其参数等等。 大唐东北电力试验研究所电气室大唐东北电力试验研究所电气室于菲于菲 3）转转 子过电子过电 压保护压保护 装置的装置的 要求：要求： A A、 可靠性高，电路简单，

6、元部件不易坏。可靠性高，电路简单，元部件不易坏。 B B、 动作正确，在发生各种过电压时都能有动作正确，在发生各种过电压时都能有 效地保护发电机转子励磁绕组和整流装置。效地保护发电机转子励磁绕组和整流装置。 C C、 保护装置动作后应能自动恢复，并能重保护装置动作后应能自动恢复，并能重 复动作。复动作。 D D、 装置结构简单，价格经济，便于安装。装置结构简单，价格经济，便于安装。 大唐东北电力试验研究所电气室大唐东北电力试验研究所电气室于菲于菲 4）通常采用的几种保护装置：通常采用的几种保护装置： l 非线性电阻：非线性电阻： 应用氧化锌非线应用氧化锌非线 性电阻和转子绕性电阻和转子绕 组并

7、接，既作灭组并接，既作灭 磁装置，同时又磁装置，同时又 是整流桥直流侧是整流桥直流侧 唯一的过电压抑唯一的过电压抑 制装置。制装置。 l 可控硅过可控硅过 压保护：采压保护：采 用可控硅和用可控硅和 灭磁电阻或灭磁电阻或 限流电阻串限流电阻串 联后与转子联后与转子 绕组并联。绕组并联。 l 过电压保护动作值过电压保护动作值 的设定：首先应考虑的设定：首先应考虑 发电机励磁绕组的绝发电机励磁绕组的绝 缘水平，过电压保护缘水平，过电压保护 装置的动作电压应低装置的动作电压应低 于转子励磁绕组出厂于转子励磁绕组出厂 耐压试验电压值的耐压试验电压值的 70%70%。 大唐东北电力试验研究所电气室大唐东

8、北电力试验研究所电气室于菲于菲 l 易发生灭磁开关误跳闸，引起发电机非停事故易发生灭磁开关误跳闸，引起发电机非停事故 ； l 灭磁开关分闸不成功，发电机内电势不能切除灭磁开关分闸不成功，发电机内电势不能切除 ，引起发电机内部过电压损坏定子绝缘，甚至，引起发电机内部过电压损坏定子绝缘，甚至 烧损发电机。烧损发电机。 l 如果过电压保护动作电压过低，则易造成发如果过电压保护动作电压过低，则易造成发 电机非停事故；电机非停事故； l如果发电机转子过电压保护装置动作电压过高如果发电机转子过电压保护装置动作电压过高 ，则对发电机转子绝缘不利，有可能产生高电，则对发电机转子绝缘不利，有可能产生高电 压损坏转子绝缘。压损坏转子绝缘。 3.1 3.1 灭磁灭磁 开关分闸开关分闸 电压不合电压不合 格的影响格的影响 3.23.2 不不 掌握发电掌握发电 机转子过机转子过 电压保护电压保护 动作特性动作特性 影响影响 大唐东北电力试验研究所电气室大唐东北电力试验研究所电气室于菲于菲 4 采取措施 l 灭磁开关试验灭磁开关试验 l 发电机转子过电压试验发电机转子过电压试验 测试灭磁开关的分、合闸电压；测试灭磁开关的接触电阻值