[發明專利]發電機高可靠滅磁方法

無效

• 申請號: 200710019840.2
• 申請日: 2007-01-31
• 公開（公告）號: CN101090199A
• 公開（公告）日: 2007-12-19
• 發明（設計）人: 朱曉東;許其品;劉國華
• 申請（專利權）人: 國網南京自動化研究院;南京南瑞集團公司
• 主分類號: H02H7/06
• 分類號: H02H7/06
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司
• 代理人: 牛莉莉

所屬技術領域

本發明涉及一種對發電機勵磁系統具有滅磁保護功能的發電機高可靠滅磁方法，屬于發電機勵磁回路控制技術領域。

背景技術

當發電機內部故障或發生過電壓時，為了把事故的影響減至最小，要求滅磁系統要以最快的速度把發電機轉子的電磁能量轉移出去，使發電機電壓快速地降到零。近年來，隨著發電機機組容量的不斷增大，發電機轉子滅磁也實現了從耗能型向移能型轉變，從線性滅磁轉化為非線性滅磁。

目前，勵磁方法普遍采用自并激勵磁，其通用型勵磁系統主回路電氣原理如圖1所示，由發電機端引出勵磁三相交流電源，經勵磁變壓器與三相全控可控硅整流橋、發電機轉子繞組構成主回路，在勵磁變壓器的副邊，即可控硅整流橋的輸入端串聯三相交流滅磁開關，在可控硅整流橋的輸出端串聯直流滅磁開關，在發電機轉子繞組兩端并聯由非線性電阻與可控硅、二極管組成的跨接器，其中可控硅與二極管反向并聯后與非線性電阻串聯，直流滅磁開關的輔助常閉觸頭跟二極管及可控硅并聯。

下面對目前常用的幾類滅磁方法作簡單介紹。

1、直流(非線性電阻移能)滅磁

采用圖1中的“直流滅磁開關+非線性電阻+直流滅磁開關輔助常閉觸頭”即可實現直流(非線性電阻)移能滅磁，滅磁時，直流滅磁開關分斷，利用產生的電弧，建立起足夠的弧壓，利用這一電壓來導通非線性電阻，將發電機轉子電流轉移給非線性電阻回路，通過電阻發熱消耗掉發電機轉子的磁能。這類滅磁方式的主要問題是直流滅磁開關選型比較困難，若小機組選大的開關，成本比較高，選小的開關滿足不了工況要求；而大型尤其是巨型水力發電機機組的直流開關選擇更為困難，同時針對越來越大容量的機組，直流開關建壓及熄弧能力也存在局限性及安全性的問題，并且由于滅磁方式單一，同時還存在著開關拒動的隱患。

2、交流滅磁

采用圖1中的“三相交流滅磁開關+跨接器+封閉可控硅脈沖”即可實現交流滅磁。交流滅磁的基本原理是利用交流電源負半周輔助換流，為了實現交流滅磁，需要配合采用封閉可控硅脈沖措施，即在三相交流滅磁開關分斷的同時，閉鎖掉整流橋可控硅的脈沖輸入。這類滅磁方式的主要問題是當交流側電壓低(如機端短路)或封閉可控硅脈沖失敗時，將不能實現滅磁。

針對大容量機組對于滅磁系統的可靠性及安全性要求更高的問題，單純依靠直流滅磁開關或三相交流滅磁開關性能的提升，很難滿足要求，迫切需要一種在大容量機組條件下能夠可靠、安全滅磁的方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，克服目前交、直流滅磁方法的缺點，提供一種發電機高可靠滅磁方法。

本發明解決其技術問題采用的技術方案如下：一種發電機高可靠滅磁方法，用于如下勵磁回路：在由三相交流電源、勵磁變壓器與三相可控硅整流橋、發電機轉子構成的回路中，可控硅整流橋的輸入端串聯三相交流滅磁開關，在可控硅整流橋的輸出端串聯直流滅磁開關，在發電機轉子繞組兩端并聯由非線性電阻與可控硅、二極管組成的跨接器，其中可控硅與二極管反向并聯后與非線性電阻串聯，直流滅磁開關的輔助常閉觸頭與可控硅及二極管并聯，其特征是在發電機事故停機工況下按下列時間順序控制滅磁：(1)、勵磁調節器在從機組保護裝置得到勵磁跳閘命令的同時，程序啟動逆變滅磁；(2)、與此同時，將該跳閘命令發給交流滅磁開關和直流滅磁開關；(3)、Δt1時間后，勵磁調節器逆變執行，置脈沖控制角為逆變角；(4)、調節器逆變Δt2時間后，用軟件或硬件方式閉鎖調節器的輸出脈沖，其中Δt1的范圍為大于零毫秒且小于或等于10毫秒，Δt2的范圍為大于4毫秒且小于或等于10毫秒。

本發明的有益效果如下：考慮到直流滅磁開關、交流滅磁開關動作時間通常都有幾十個毫秒，將直流滅磁、交流滅磁、逆變滅磁、非線性電阻移能滅磁等方法、以及封閉可控硅脈沖措施加以綜合應用，設計出精確而可靠的滅磁動作時序控制方法，在大容量機組的各種工況運行中，以最短滅磁時間實現發電機高可靠、高安全性滅磁：

正常停機時，為逆變滅磁，直流滅磁開關不動作，交流滅磁開關起隔離作用。

在事故緊急停機情況下

時序控制首先逆變，在直流側建立反壓，有助于轉子電流向非線性電阻的轉移。對于陽極電壓足夠高的機組，逆變就可以把發電機轉子電流順利地轉移到非線性電阻中去，完成滅磁；

當調節器失控時，時序控制進行封閉可控硅脈沖，利用可控硅陽極電壓的負半波配合開關動作建立的弧壓，導通非線性電阻，將發電機轉子電流轉移到非線性電阻中去；