[發(fā)明專利]一種氧化鋅滅磁電阻組件安全性評估方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410478430.4
• 申請日: 2014-09-18
• 公開（公告）號: CN104237689B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳跨宇;盧岑岑;陸海清;黃曉明;陸承宇;樓伯良;陳新琪;盧嘉華;熊鴻韜;沈軼君;卓谷穎
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)浙江省電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務(wù)所(普通合伙)33206
• 代理人: 張建青

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)電機滅磁系統(tǒng)使用的氧化鋅非線性滅磁電阻現(xiàn)場實測、仿真計算和安全性評估領(lǐng)域，具體地說是一種將基于氧化鋅組件伏安特性和機組滅磁電阻配置方式下推演定義的氧化鋅組件壓敏電壓安全性臨界指標(biāo)換算為壓敏電壓安全性臨界值，并根據(jù)氧化鋅組件現(xiàn)場實測壓敏電壓數(shù)據(jù)，將最小壓敏電壓值與其他組件平均壓敏電壓的比值同該安全性臨界值比較獲得安全性結(jié)論的安全性評估方法。

背景技術(shù)

發(fā)電機滅磁系統(tǒng)是發(fā)變組故障過程中最后一道防線，只有在發(fā)變組和其他相關(guān)系統(tǒng)故障過程中快速、可靠滅磁才能保證發(fā)變組等主設(shè)備的安全，目前在國內(nèi)的大型發(fā)電機組靜態(tài)勵磁系統(tǒng)中廣泛使用氧化鋅(ZnO)非線性滅磁電阻，滅磁電阻的安全可靠性在滅磁過程中對實現(xiàn)快速、可靠滅磁起到至關(guān)重要的作用。

由于缺少準(zhǔn)確、統(tǒng)一的基于實測數(shù)據(jù)的評估計算方法，目前在氧化鋅非線性滅磁電阻投運后發(fā)電廠一般都只是定期進行氧化鋅滅磁電阻組件的壓敏電壓和泄漏電流數(shù)據(jù)測量。在測得數(shù)據(jù)后，只能粗略的看到各組件的特性變化程度和變化趨勢，卻無法準(zhǔn)確的判定當(dāng)前測量數(shù)據(jù)下的氧化鋅滅磁電阻組件安全性。當(dāng)測量后發(fā)現(xiàn)個別組件特性變化較大時，也難以做出是否退出該組件運行的決定。目前，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)僅僅粗略的規(guī)定了當(dāng)電阻片實測壓敏電壓變化率大于5％標(biāo)稱壓敏電壓時判定為失效。但是當(dāng)個別組件實測壓敏電壓出現(xiàn)明顯變化，但未超過5％時，由于該氧化鋅電阻實際投運的安全性與發(fā)電機技術(shù)參數(shù)、滅磁系統(tǒng)配置方式、滅磁電阻配置參數(shù)以及其他正常組件的實測參數(shù)均相關(guān)，難以簡單的通過經(jīng)驗或參考標(biāo)準(zhǔn)來判定該氧化鋅組件是否可以繼續(xù)投入運行。因此，大型發(fā)電機組的滅磁系統(tǒng)在嚴(yán)重故障工況下滅磁時，由于氧化鋅滅磁電阻特性變化而帶來的安全性不確定問題使得發(fā)電機組及其滅磁系統(tǒng)在運行時面臨很大風(fēng)險。

目前，氧化鋅滅磁電阻是否符合要求都是簡單的現(xiàn)場測試和經(jīng)驗判斷為準(zhǔn)，但是在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的故障工況下滅磁時，國內(nèi)缺乏基于現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)的簡單可行、精確有效的安全性評估方法。使用方無法準(zhǔn)確的把握出現(xiàn)特性變化的氧化鋅滅磁電阻組件是否依然能滿足嚴(yán)重故障工況滅磁要求，容易導(dǎo)致滅磁系統(tǒng)不能起到全面的保護作用，在嚴(yán)重故障過程中可能出現(xiàn)特性發(fā)生變化的氧化鋅電阻組件燒毀進而無法實現(xiàn)快速、可靠滅磁而導(dǎo)致勵磁系統(tǒng)和滅磁系統(tǒng)本身、發(fā)電機、主變壓器等主設(shè)備受損。甚至出現(xiàn)個別氧化鋅電阻組件燒毀而產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致事故擴大的嚴(yán)重后果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種基于機組最大滅磁能量和實測組件壓敏電壓來精確判定氧化鋅滅磁電阻組件安全性的方法，以解決目前發(fā)電機組配套的成套氧化鋅非線性滅磁電阻在個別組件出現(xiàn)壓敏電壓明顯變化后的成套氧化鋅滅磁電阻運行安全性評估和判定困難的問題。

為此，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：一種氧化鋅滅磁電阻組件安全性評估方法，其步驟如下：1)根據(jù)氧化鋅非線性電阻伏安特性，基于機組滅磁電阻配置方式，推演定義一個氧化鋅滅磁電阻壓敏電壓安全性臨界指標(biāo)K；

2)對需要安全評估的整套氧化鋅滅磁電阻進行現(xiàn)場測試，測取并聯(lián)組成整套氧化鋅滅磁電阻的各單個氧化鋅滅磁電阻組件的壓敏電壓數(shù)據(jù)；

3)從步驟2)實測的所有壓敏電壓數(shù)據(jù)中獲取整套氧化鋅滅磁電阻中的最小壓敏電壓值U_n10mAmin，并計算其他所有氧化鋅滅磁電阻組件的平均壓敏電壓值U_{n10mAave(N-1)}；

4)計算步驟3)中最小壓敏電壓值與平均壓敏電壓值的比值U_n10mAmin/U_{n10mAave(N-1)}；

5)根據(jù)發(fā)電機組和勵磁系統(tǒng)參數(shù)，以氧化鋅滅磁電阻實測壓敏電壓為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行發(fā)電機空載誤強勵和定子出口三相短路兩種嚴(yán)重工況下的滅磁仿真，得到兩種工況下滅磁時整套氧化鋅滅磁電阻消耗的最大滅磁能量；

6)根據(jù)最大滅磁能量和制造廠給出的氧化鋅滅磁電阻組件最大允許能量，將氧化鋅滅磁電阻壓敏電壓安全性臨界指標(biāo)K換算為組件安全性臨界值K_act；

7)將最小壓敏電壓值與平均壓敏電壓值的比值U_n10mAmin/U_{n10mAave(N-1)}與機組在當(dāng)前滅磁電阻配置方式下的組件安全性臨界值K_act進行比較，當(dāng)最小壓敏電壓值與平均壓敏電壓值的比值≥K_act時，該組件滿足安全性要求，否則判定該組件不安全。

進一步，步驟1)中，所述的氧化鋅滅磁電阻壓敏電壓安全性臨界指標(biāo)K推演定義如下：