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发电机的心脏——励磁系统

本主题由 水深火热 于 2007-12-29 17:32 加入精华
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看不懂,不过正在朝此方向发展

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很不错的帖子,楼主辛苦了!

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感谢您提供这么好的资料!

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我正需要呢,谢谢楼主

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灭磁是在发电机组内部发生故障时,在转子绝缘允许的条件下,尽快地将发电机转子绕组中的磁场能量减弱到尽可能小的过程。八十年代以前,国内由于发电机组单机容量小,主要是直流励磁机励磁。随着发电机组单机容量的增加,出现了由直流励磁机带交流励磁机,再加二极管整流给发电机励磁的三机励磁系统。到八十年代,随着发电机组单机容量的加大,三机励磁的缺点日益明显。至1983年,白山电厂投运的300MW水电机组是当时国内单机容量最大的水轮发电机组,采用了自并励可控硅静止励磁系统,其转子灭磁是用两台DM2-2500型灭磁开关串联灭磁方式。几次灭磁时,灭磁开关的弧触头、灭弧室烧损严重。由于阳极电压达1300伏,换相尖峰电压可高达4200伏,致使励磁系统常常出问题,引起误强励,导致灭磁开关动作次数增加。因而开关本身的拒动等许多问题也就暴露出来。! w6 D7 }: R3 B. b0 g5 {
1984年又提出了并联灭磁的方案,主要是采用磁场断路器和灭磁电阻并联移能灭磁方式。目前移能灭磁的快速可靠性已经得到一致公认,而实现移能灭磁的关键是开关开断电压(开关弧压)必须大于灭磁电阻最大残压与励磁电源最高电压之和。由于电力系统稳定对快速强励要求的提高,对开关开断电压的要求越来越高。在1999年不到一年的时间里,全国最大规模的葛洲坝、铜街子、广西大化等水电厂,均发生了灭磁开关烧毁事故,损失高达千万元。# }- }2 D9 A5 {! z% F# P, f
针对以上情况,现阶段国内研究人员又提出了PTC热敏电阻灭磁方式和交流电压灭磁方式。由于PTC热敏电阻灭磁方式只是在一些小机组上得以应用,在大型发电机组上还没有运行经验,目前还不能被各大电厂所认可。
* L5 i2 ^5 c7 X而交流电压灭磁技术已在各大型机组上多有应用,自2000年5月15日在白山电厂300MW 的2#机组进行了交流电压灭磁的现场工业试验并同时投入运行至今 ,全国各电厂包括葛洲坝电厂在内的已有近千台应用了交流电压灭磁技术,运行情况良好。

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励磁系统过电压的分类:4 U6 }( M1 x( n) D5 D* m' k
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都要快速切断励磁电源,励磁电流的突变势必在转子绕组两端引起相当大的暂态过电压;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;通常当发电机出现两相、三相突然短路、失步、非同期合闸、灭磁、非全相运行时,由于发电机的电枢反应会使转子电流发生剧烈摆动。当转子电流企图摆至负方向而被硅元件截止时,在转子励磁绕组内可能感应很高的正向过电压,威胁硅元件以及转子励磁绕组绝缘的安全。静止可控硅励磁电源会因可控硅管的关断出现换相尖峰过电压。从交流侧通过励磁变压器和气隙传递过来的有大气过电压、电网操作过电压也会出现在转子系统中。7 _+ N" I( F/ r8 I# t2 n& [5 u
转子过电压主要分类为:
+ U( X$ h6 Z- w" e5 o  |(一)        灭磁过电压。过电压的时间短,持续时间不长,能量较大且集中,目前已得到相当重视和熟悉。
6 d% N, t' s2 H, |" {(二)        可控硅换相尖峰过电压的时间极短,持续时间长,能量小。它是一些机组误强励、误失磁的根本原因,必需采取保护措施。
, }) \/ l% @& Z9 p+ z% i, D: I(三)        非全相及大滑差异步运行过电压。过电压剧烈,持续时间不定,能量无法估计。这种运行状况出现较少,但危害很大,应引起重视。

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励磁电源侧过电压保护方法:' }; N3 j2 H9 n/ v8 N1 {. q6 K- C: m
一)        阳极侧过电压保护
3 O4 I5 m3 P' i  e9 |  B- }1、概述& T% Z  F9 ]! M
在励磁系统采用静止式可控硅自并励励磁设备中,由于可控硅在换相时交直流侧会出现换相尖峰过电压,这种过电压峰值高并具有三个特点,一是周期性很强,每个周期产生六个换相缺口,其中有两个是本相可控硅换相产生,另外四个是其它相可控硅产生;二是一致性也很强,换相过电压尖峰毛刺都是在可控硅换相关断瞬间产生,这是由于可控硅反向恢复电荷不能突变的原因;三是尽管每个尖峰毛刺能量不是很大,但每个周期产生6个尖峰,连续运行总能量很大。这样容易引起励磁变、功率柜和转子系统绝缘的软击穿,引发误强励和失磁故障,而这种故障一般情况下很难找到故障点,使发电机组安全运行受到威胁。所以,对于大型发电机组来说,其换向尖峰过电压的问题也越来越引起人们的关注。$ k3 O0 L% N+ w, R4 W8 H7 h0 P
2  励磁系统交流过电压及尖峰过电压保护原理
7 t, Y$ ^, Z: {4 H4 ?励磁系统大功率可控硅整流桥交流侧选用高能容氧化锌压敏电阻,此压敏电阻的接线方式采用三角形接法,同时在励磁变副边并联阻容吸收器采用集中式的阻容过压保护。
4 r: L. G7 a1 l通过工程实践,目前励磁阳极过电压保护比较常用的主要有两种:阳极电源回路装设压敏电阻和阳极电源回路装设阻容吸收器。5 d2 M0 X2 T6 e9 A
2.1 高能容氧化锌压敏电阻保护  x# P0 K0 E6 s& j0 b, |
在阳极回路装设压敏电阻,利用压敏电阻的非线性特性,限制交流侧尖峰过电压幅值。原理图如图1,RD是保险,YM是压敏电阻,可以采用三角形接线,也可采用星形接线。
; S" u. s1 R1 s) L/ w7 A# Q+ ?7 M9 m$ d& _

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" G$ C( \& Z8 r4 u; A- n图1 压敏电阻保护接线图

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真是太好了,感谢楼主了

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多谢楼主!辛苦了

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