同步发电机交流和直流灭磁分析研究_图文

1、 . . 拓 N0 3 同步发 电机 交 流 和 直流 灭 磁 分析 研 究 桥 而 不 能是 二极 管整 流桥 或 带续 流二极 管 的可 控 硅 法 可 靠性相对 较低 如微 机 死机 可 能使 封 脉冲失败 , , 半控整 流桥 ( 3 。 或 在正 常运 行 中产生 误封脉 冲 造 成失磁 故障 , . 3 3 . 2 , 。 必须 在 M K 主 触 头分 断前 切 除 可 控 硅 整 。 , 流 桥 的全部 触 发脉 冲 在 发灭 磁指 令 同时用 一 对 常 闭接 点 断开 励 磁调 , , 。 硬 件 切脉 冲 断 电源 以 上 三 个 条件 既 是 必 要 条 件 也 是充

2、分 条 件 只 节 器 内脉 冲放 大单 元 的 电 源 (一 般 为 直 流 2 V 此 4 法 简单 易行 也 很 可 靠 要 三 个 条件 都满 足 了 就 能完成 交 流侧 正 确换 流 移能 灭磁 . 3 2 。 但 因 放 大单 元 的 电源 回 路 , 、 , 除 了 第二 条 没 什 么 可 讨 论 的之 外 下 面 分 别 。 , 内 串接 了一 对 常闭接 点 加 上 联 接 电 缆 端子等 过 渡 部 件 降低 了 供 电 的 可 靠性 万 一 此 电源 在运 行 时 中 断 会 造 成 失磁 故 障 , 。 . . 3 3 , 对 实现 第一 条 和 第 三 条 的措施

3、 加 以 分 析讨论 开 关 弧 压 和 灭 磁 电阻 残压 上 节 第一 条 中公 式 (3 或 (4 必 须满 足 。 公式 左 3 硬 件切脉 冲 _ : : : . : : 边是开 关 弧 压 应 该 从 产 品 说 明 书 中查 得 , , , 。 但交 流 A 1 七 2 B 3 . 控 制端 封 脉 冲 1 6 V 加 一 1 公 丫 开 关 由 于 可 借助 交 流 电 流 过 零 时熄 弧 对 断 口 弧 压 16 窗 了下 14 根 本不 提要 求 产 品 技 术 资料 上 一 般 也 不 列 出 弧 压 参数 给用 户选 用 造 成 困 难 , , 。 为此 我 们 专

4、门 做 了 一 , 石羲 下 已 心 系列 试验 根 据 直 流开 断试 验 的实测 结果 得知 其 弧 压一般 均 不 高 三 断 , , , 峨 4 C 6 口 串联 总 弧 压 约 一 千 多 伏 。 另 子 . , . 13 B 12 魂 卜. : : : 丽丫 ! 宙刁下 兰 外从 图 9 知 交 流 侧 灭 磁 时 为 两 个 断 , 口 串 联 ;从 图 n 知 直 流侧 灭 磁 可 三 断 口 串 联 两 者 总 的合 成 弧 压不 一样 。 一 6 矛 丽万牛 忿 : : 气互 , 一 一 11 C ,0 顺尸 尸 书 7 。 控翻 公式 右边 主要 是 灭 磁 电 阻 的残

5、 压 , , 此 电压 取 得 , 地 . 越 高灭 磁 越 快 但 公 式 (3 和 (4 越 难满 足 而 且 电压 4 图 1 J K 以 1 双 脉冲 形成 电路 , 太 高对转 子 回路 绝缘 不 利 对 肠0 灭 磁 电阻 还 应 考 一 般 的励 磁调 节器 内 脉冲形 成 电路 模块 上 都 有 “ 虑其 荷 电 率 不 能太 高 “ 。 电力 部 标 准 D U 巧 8 3 一 19 5 脉 冲控 制 引 出端 用 一 个接点控 制该 端 的逻 辑 电 平 “ ” , ” , 中型 水轮 发 电机 静 止 整 流 励 磁 系统 及 装 置 技 术 大 . . : 条件 4 5

6、 2 条 采 用 氧化 锌 非 线性 电 阻 的灭 磁 中 : 装 置 应 满足 下 列 要 求 a 灭 磁 过 程 中 励 磁 绕 组 反 , , l 为 或, 0 就 能控 制 触 发 脉 冲 的 有 或 无 “ ” “ ” ( 或反 , 之 。 : 例如等离子 所 1 1 灭 磁 实验 室 内大功 率可 控 硅 。 整 流柜触发所用 的 心以 1 脉 冲形 成 电路 集 成模块 其 4 原 理 电 路如 图 1 所 示 一 其中 1 , 7 : M 向电 压 (注 即 U L 一 般 不 低 于 出 厂 试 验 时 励 磁 绕 组 对 地试 验 电压 幅值 的 3 % 不 高 于 5 %

7、 ; b 非 线 0 0 : 性 电 阻 负 荷 率 ( 注 即 荷 电 率 不 大 于 印% , 。 ” 6 端 为前 级 脉 冲输 号 端 即 为脉 冲控 , 人端 , 0 1 一 巧 为放 大 脉 冲输 出 端 , , , 卯8 型 汽轮 发 电机 自并励静 止 励 磁 系 大 . . : 统技 术条 件 5 5 4 条 灭 磁 电 阻 一 般 采用 线 性 中 D L 门万5 0 一 1 0 则 T 管截 止 脉冲被 放 7 制端 如 7 号 端接地 置 , l 竹 管导 通 大输 出 ;如 7 号端悬 空 则该端 自动置 , 。 ” , , “ 电 阻 灭 磁 电 阻 值 可 为 磁

8、 场 电 阻 热态 值 的 2 , , , 一 3 倍 。 ” 管 阴极 接 地 输 出 的 触 发 脉 冲被 封 锁 所 以 只要 把 7 号 端通 过一 个常 闭接点 接地 在 发灭 磁 指令 D l 一 , 。 6 D , 可 根 据 以 上 标 准规 定 按 照 发 电 机 的 参数 选 择 合适 同时使该 接点断开 就 能完成切 脉 冲的功 能 . . 3 4 3 , 。 的 U 以 满足 公式 (3 或 (4 , . 3 3 。 应 用实 例 , , , 切 脉 冲措施 必须 指 出 一 定要 使 切 脉冲 在先 磁 场 断路 器 触 。 具体 切 脉冲可 有 如下 三 种 方法

9、. 3 3 . 1 软件 切 脉 冲 , , 头分离在 后 这样 最 多 等待 十几 毫 秒 就 能顺 利 换 流 (等 待 交流 阳 极 电压 的 负半 周 ;如果 反 之 磁场 断路 , 如果励 磁调 节器 采用微机 控制 则可 在灭 磁 指令 发出 的同时 给微 机调 节 器一个 独立 同步 接点 启 动微 机 通 过预 先设 置 好 的 软 件程 序使 触 发 脉 冲封 锁 。 器 触头 分离 时脉 冲 尚未切掉 则 由于 触头 弧压 不 够 , , , , 不 满 足 换流 条件 断路 器 不 能换 流熄 弧 电弧 在触 头 此 间持续 燃烧 会 加剧 触头 的烧损 , 。 一 21

10、 一 上 海 大 中型 电机 2( 巧 X 。 . . o N 3 我 们建 议 采用 第 三 种 方 法 比较简单 可 靠 , , 。 葛洲 坝 二 江 水 电厂 6 号 机 和 7 号 机 ( 12 M W 从 2( 1 年 n 月 开 始 实 施 交 流 灭 磁 方 5 X 3 案 并 进行 了一 系列 试验 【 运 行至 今情况 良好 , , 。 控制端封脉冲 , 价 这 就是 交流 灭 磁 的主要 优点 . 4 1 . 2 、 、 , 可 以采 用 品种繁多 工 艺成 熟 性能 稳定 结 。 、 、 构 紧凑 价格较 低 的交流断 路器用 作移 能灭 磁 开 关 . 4 2 他 。

11、同一 台交 流开 关 装 于 交 流 侧或 直 流 侧 灭 磁 的 比较 图 1 和 图 7 再 比 较 图 9 和 图 11 可 以得 出 , , 们采用 的也是 控 制 端封 脉 冲 的 方 法 具 体 见 图 巧 块 556 (双 555 “ , , 5 5 6 , 比较 执行 部件 是励 磁调 节器 内触发 高频 脉冲形 成 电路 模 的 4 号 脚 为 脉冲 控 制 端 其 置 ” 1 如 下 结论 (l : 不 管装 于 交流 侧 还 是 直流 侧 只要 切 脉冲 。 , , 即 封 脉冲 置 0 “ 开 放脉 冲 。 4 号 脚 的 电位 由光 。 电隔 离器 内光 敏三 极 管

12、 T 的通 断来控 制 正 常 运行 , B 都 可 降低 对开 关弧 压的要 求 ( 2 , 时发 电 机 定 子 出 口 开 关 输 助 触 点 D L , 闭合 , 口 断 装 于 交 流侧 分 断 时 只 有 二 个 断 口 弧 压 相 , , 开 故 继 电 器 6 口 及 6 口 的触 点 均 断 开 光 隔无 电 3 8 加 而 装 于 直 流侧可 把三 个 断 口 全 部串联起来 (分设 于正 负两 极 或全 设 于 一 极 有 三 个 断 口 弧压 相 加 源 , T 不通 。 。 5 6 5 的 4 号脚 自 置 动 “ 1 ” , 触 发脉冲 正 常 , , 发出 发 电

13、机保 护 发 出灭 磁命 令 时 B 口 闭合 同时 。 总弧 压 直流侧 较高 ( 3 。 跳定子 出 口 开 关 D L 接点 瞬时 闭合 , 及 磁场断路器 F K 此 时 6 口 8 M 口 接 点 也 闭合 (等 待 D L 分断 后 , 3 6 , 待 D 分断是 为 了 避 免过 早 切脉 冲造 成发 电机 挂 网 L 失磁 直 流 电 源 送 到 光 电 隔离 器 使 三 极 管 T 4 2 V 装 于 交 流 侧 时 对 应 的直 流励 磁 电流可 为 . 交 流 断路 器 额 定 电流的 1 2 倍 而 装 于 直 流侧 只 能 . 为 1 0倍 , 。 ( 4 , 装 于

14、 交 流侧不 适用 于 二极 管整 流桥 和 带续 , , 导通 , 4 0 号脚置 , , ” , 脉 冲输 出 被 封 锁 。 。 R 和 C 是为 流二 极 管 的 半控 整 流 桥 而 且 必 须封 锁可 控 硅 整 流 桥 的 触 发 脉冲(或深 度 逆 变 装 于 直 流侧 没 有此 限 了抗 干 扰 避 免 误封 脉 冲 , , 由于 F M K 有 几 十毫秒 的 。 固有分 闸时 间 最后 录 波 看 出 在封 脉 冲后 约有 加 皿 制 。 F M K 触头 才分 离 比 较 合 适 灭 磁 的可 靠 完成 + 。 由于 6 口 延 时 返 回 8 , , ( 5 装 于

15、交 流 侧 可 兼 作 整 流器 保 护 可 以 切 断 , , 使 封脉 冲时间 保持 长达 7 0m 左 右 保 证 换 流 移 能 s 入 脉冲愉 二 整 流器故 障 装 于 直 流侧不 能 , ( 6 。 一J ; 竺 一 T 下味竺片 ,5 牲 一 ; ! , 叹 , ._ 装 于 直 流侧 时 如发 生 励磁 整 流 器 电制 动 , , , 出 励磁 电 源 或 起励 电 源 故 障可 实现 快 速 灭 磁 装 于 交 流侧则 不 能 ( 7 , 。 装 于 交 流侧如 运 动 中不 切脉冲 而 误跳灭 磁 , 开 关 则形 成整 流柜 同相桥 臂导通 续流 灭 磁 虽 然速 度

16、慢 但一 般不 损坏元 器 件 ;装于 直流侧 如发生 以 上 , 工 况 容 易 因弧 压 不 足 而 烧 损灭 磁 开 关 . 4 3 , 。 图巧 4 葛洲坝 二 江电 厂 切脉 冲控制 电路 图 . . 4 3 1 交 流灭 磁 的局 限性 交 流 灭 磁 (不 管 开 关 装 于 交 流 侧 还 是 直 流 , . 4 1 交 流灭 磁 的 优 点 . . 4 1 1 能降 低对换 流 开 关 弧压 的要 求 把 公式 (3 , 、 ( 4 交流侧 灭 磁 与 直流侧 灭 磁 的 比较 侧 的 主 要 优 点 是 可 以 降低 对 开 关 弧 压 的要 求 但 这 优点 是 切 脉冲

17、 带 来 的 也 就 是 说 必 须依赖 切 “ ” , “ 脉冲 的成 功 、 ( 4 ” 与 ( l 比较 可 见 ( 3 , 。 式对弧 、 节 增加 控 制 , 首先 必 须 增加 切 脉 冲 控制 环 回路 的 复 杂 性 可 性 ;其 次 灭 , 。 , “ ” 降低 靠 , 压 U K 的要 求 大大 降低 、 断路 器 的弧 压 总有 一 定 限 、 磁 系 统 不 能 独 立 起 有 效 保 护 作用 一 旦 调 节 器 失 , : 制 为 了 提高弧 压 要 采 取一 系列 措 施 如 加强 吹 弧 , 、 。 控 . 4 3 , “ 切脉冲 失败 就不 能完成快速移能灭

18、磁保护 。 ” , 增加 灭 弧 栅 片断 加大灭 弧 罩 尺 寸 以 及 多断 口 串联 的任 务 . 2 等 这些 都会加 大 断路器 的体 积 重 量 和 造价 , 、 降低 如果按 公式 (3 的 条件 来选 配 磁 场 断路 器 及 , 弧压要 求 就 意 味 着 降 低 断 路 器 的 体 积 重 量 和 造 灭 磁 电阻 交 流灭 磁 系统 就 不 能独 立 起有 效 保 护 作 一 22 一 . . 巧 N0 3 同步发 电机交 流和 直 流 灭 磁分 析 研 究 , 用 。 一 旦 发生 发 电 机 出 口 或 励 磁 变 二 次侧 短 路 阳 , , 大 创 新 公 司 科

19、 聚 分 公 司技 术 部 极 交流 电压 下 降 会 使 (3 式 的换 流 条 件不 成 立 导 主 任 主 要 从 事 电 机 励 磁 及过 电 压保 护 方 面 电 器 产品 的 设计 工 , 致快 速 移能灭 磁失 败 参 . . , 。 考 文 , 献 发以 】 ( , 6 作 工程 师 , , , 。 1 李 自淳 交流 灭 磁探 讨 .大 电机 技 术 2 符 仲 恩 1叭讲 年 生 1 ( 3 , 男 。 3 . 李 自淳 磁 场断路 器 配 用 灭 磁电阻的选 择 大 电 机技 术 卯7 . . 邹先 明 陈小 明 交 流 电压 灭 磁 的 现 场 试验 与 应 用 大 电

20、机 技术 么刀3 , ( l 1 , 9 1 年 中国 科 学 院 聚 变 电 源 专 , 业 硕 士 研 究 生 毕 业 现 任 中国 作 者 简介 : , 科 学院 等 离 子 体 物 理 研 究所 科 男 。 宣 自 平 1盯 2 年 生 1 9 % 聚公 司 及 科 大 创 新 公 司 科 聚 分 公司 副 总经 理 兼 总工 程 师 主 , 年合 肥 工 业 大 学 应 用 电 子 。 技术 专 业 毕 业 现 任 中国 科 学 要从 事 电 力 系 统 励 磁 及 过 电 压 保 护 方 面 的 电 器 产 品 开 发和 应 用 工 作 高级 工 程 师 , 。 院等离子 体 物理

21、 研 究 所 科 聚 公 司 及科 大 创 新 公 司 科 聚 分 公 司 质 量 保 证部 部 长 主 要 从 事 电机 , 彭 辉 19 2 年 生 男 6 , 。 1 9 3 8 励磁 及 过 电 压 保 护 方 面 电 器 产 品 的 试 验 与 管理 工 作 工 程 师 , , 。 年毕 业 于 西 安 交 通 大 学 电 气 工 程 系 现任 中 国科 学院 等 离 子 体 , 夏 维 洛 1% 3 年 生 女 1 8 9 8 。 。 物 理 研 究所 科 聚 公 司 及 科 大 创 年 中 国 科技 大 学 无 线 电 专 新公 司 科 聚 分 公 司 常务 副 总 经 理 从

22、事 压 敏 电 队及 其 应 用研 究 工 作 高级 工 程 师 , 。 , 业 毕业 现 任 中 国 科 学院 等 离 子 体物 理 研 究 所 科 聚 公 司 及 科 · 信 息点 滴 · 国 内最 先进 火 电甚地 将 崛起浦 东 上 海市 在浦 东 隆重举 行 上 海 外高桥 电厂 三 期 工 外 高桥 电厂 三 期 工 程 建 成后 将 大大 提 高上 海 电 网 和 华 东 电 网 电 的 安 全 可 靠 性 ;大 幅 提 升上 海 , 供 乃 至 全 国 先进 发 电设备 的 制造 安装 调试 和 运 行 水 、 、 程 开工 暨 二 期工 程竣 工 仪 式 、 。 这标 志着 国 内装机 容 平 ;由于 三 期 机组 主 蒸 汽 的 压 力 和温 度 可 达 到 超 超 临 界参 数 将 进一 步提 高机 组效 率 ;机 组排 放将 达 到 , 量最 大 生 产 技术 最 先进 环保 水 平最 高的火 电