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发电机组灭磁的方法和工作原理

新闻来源: 时间:2018-7-31 浏览次数:


  发电机组出现一些状况的时候,我们要进行对发电机组进行灭磁,具体的方法和工作原理是怎样的呢?下面潍坊发电机组厂家就详细的给大家介绍一下。
  逆变灭磁 利用三相全控桥的逆变工作状态,控制角由小于90°的整流运行状态,突然后退到大于90°的某一适当角度,此时励磁电源改变极性,以反电势形式加于励磁绕组,使转子电流迅速衰减到零的灭磁过程称为逆变灭磁。这种灭磁方式将转子储能迅速地反馈到三相全控桥的交流侧电源中去,不需放电电阻或灭弧栅,是一种简便实用的灭磁方法。由于无触点、不燃弧、不产生大量热量,因而灭磁可靠。反电势愈大,灭磁速度愈快。三相全控桥逆变时产生的反电势与其交流侧电源电势成正比,因此反电势的数值受到一定限制,同时为防止“逆变颠覆”而设的最大控制 max(或最小逆变角 min)的限制,也在一定程度上降低了反电势。所以,单独逆变灭磁,受交流电源电压的限制,逆变灭磁时,励磁电流虽直线下降,但逆变时所施加的反电势数值比灭弧栅灭磁方式要小,因此电流衰减率较小,灭磁时间相对较长,但过电压倍数也很低。
  非线性电阻灭磁 励磁系统正常停机,调节器自动逆变灭磁; 事故停机,跳灭磁开关将磁场能量转移到耗能电阻灭磁。当发电机处于滑极等非正常运行状态时,将在转子回路中产生很高的感应电压,此时安装在转子回路中的转子过电压检测单元A61模块将检测到转子正向过电压信号,马上触发V62可控硅元件,将耗能电阻单元FR并入转子回路,通过耗能电阻的吸能作用,将产生的过电压能量消除;而转子回路的反向过电压信号则直接经过V61二极管接入耗能电阻吸能,以确保发电机转子始终不会出现开路,从而可靠地保护转子绝缘不会遭受破坏。由于这种保护的存在,转子绕组会产生相反的磁场,抵消定子负序电流产生的反转磁场,以保护转子表面及转子护环不至于烧坏。
  灭磁电阻的作用:发电机的励磁绕组就是一个具有较大电感的线圈,在正常情况下,励磁电流在发电机转子上产生较强的磁场。当发电机内部故障时,需要迅速切断励磁电流,除去发电机的磁场,以免事故扩大。但是,用开关直接切断这种具有较大电感的电路中的电流是很困难的。因为直接切断励磁电流会在励磁绕组的两端产生高电压,可能烧坏开关触头。因此,在切断励磁回路前,首先在转子两端并联接入灭磁电阻,这样再切断励磁回路时,灭磁电阻就可迅速吸收励磁绕阻的磁能,减缓转子电流变化速度,达到降低转子自感电动势,起到抑制转子过电压和灭磁的目的。
  灭磁电阻的投退不是在发电机并列或解列时,而是在发电机起励建压之前要将灭磁电阻从转子回路中断开,在发电机灭磁时将灭磁电阻投入并在转子线圈两端。
  灭磁开关:就是用于快速降低励磁回路中的电流的开关。
  开机建压前,投入灭磁开关,在发电机停机或事故情况下,跳开灭磁开关切断励磁回路电流,达到快速降低发电机电压的目的。
作用:
  (1)是迅速切断发电机励磁绕组与励磁电源的通路
  (2)迅速熄灭发电机内部的磁场。
作用原理
直流灭磁
  常规磁场断路器一般都串联在励磁直流回路中,目前国内大部分新建机组及老机组改造都选择灭磁开关配合ZnO 非线性电阻的灭磁方案。
交流灭磁
非线性电阻
  尽管国内外对采用非线性电阻灭磁已达成了共识,但在非线性电阻的选择上却有所不同。国外普遍选择了碳化硅(SiC)压敏电阻作为灭磁装置的非线性电阻,而国内却大多选择了氧化锌(ZnO)压敏电阻。
  从电气特性来看,ZnO 的电流衰减将几乎恒定在较快的水平。而SiC 的电流衰减的速度将随电流的减小而明显变慢。从而在整个灭磁时间上ZnO 的要比SiC 的短。如果采用相同的灭磁电阻和灭磁电压,则对灭磁时间来说,SiC 是ZnO 的两倍。
  ZnO 压敏电阻的非线性指数非常小,漏电流也比较小(正常运行只有微安级)。因此它可以直接跨接在转子回路的两端,从而使接线简单,装置的动作迅速而可靠。而SiC 压敏电阻的非线性指数比较大,漏电流也比较大(正常运行时为毫安级)。因此它不能直接跨接于转子回路两端,而需要采用跨接器等投入环节,这将使装置的接线变复杂,降低了装置动作的迅速性与可靠性,同时也加大了装置维护的工作量。
  在非线性电阻用于灭磁的初期,ZnO 的非线性特性较硬,灭磁时间较短,限压能力较强,但它的能容量太低,容易老化而使特性系数发生变化,且对断路器的要求很高。可能是考虑到装置的通用性,使得国外研究人员最终选择了性能很稳定的SiC 作为灭磁非线性电阻。但目前我国生产的ZnO 电阻片在各方面性能已有了很大的突破,电阻片的能容大大提高。对于老化和寿命问题,只要严格控制选片、组片、装置的容量裕度选择恰当,它可以经受500 次的额定冲击,其寿命可以大大提高。因此,就这一点来说,它完全可以很好地满足运行的要求。
  另外,ZnO 击穿故障类型一般为短路形式,而SiC 的则为开路形式。由于运行中非线性电阻的短路故障对励磁系统的危害较为严重,所以这一点也可能是国外研究人员不选择ZnO 的另一原因。国内对这一问题的解决方法是,在ZnO 支路串联快速熔断器。当ZnO 电阻发生击穿故障时,熔断器立即响应,快速熔断,使故障支路退出工作,从而保证了整个装置的正常运行。为了可靠性,熔断丝的最小熔断值一般选择为支路ZnO 电阻的极限能容,使得只有一片发生故障,熔断器就动作,以免故障扩大。考虑到有故障支路退出工作,因此在设计装置能容量时要留有足够的裕度。
灭磁开关的一般通用要求
  1、通流性能好:接触电阻小、运行温升低,短时过流量大
  2、绝缘强度高:能耐受正常运行中的工作电压及暂态过程中短时电压的冲击而不损坏
  3、机械动作灵:合闸分闸动作灵敏可靠,不能误动和拒动
  4、综合性能优:结构牢固稳定、安装维护简便、工艺精良、外形美观、体积小、重量轻、价格低
灭磁开关作用
  一、发电机事故情况下利用跳灭磁开关迅速灭磁
  二、在检修的时候断开灭磁开关,形成明显的断开点
  实现这两个功能的关键是迅速消耗发电机磁场的能量(转化为热能)。目前国内外广泛使用的是移能型灭磁开关,它在灭磁时将励磁电流及磁场能量迅速转移到灭磁电阻中衰耗,本身基本不吸能量。一般停机后是不用断开灭磁开关的,因为正常停机是靠自动励磁调节器改变可控硅的触发角进行逆变灭磁.
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