发电机试验站灭磁保护方法的研究与实践

灭磁系统是发电机励磁系统的重要保护设施,是发电机内部短路故障时减小损失的唯一方法。在试验站励磁系统中,灭磁系统要求必须快速可靠,这样才能在各种事故中保护励磁线圈和整流装置。在该系统中,采用逆变灭磁,强制灭磁和自动灭磁几个级别,分别用继电器,PLC控制的组合方式来应对几个需要灭磁的特殊情况,提高了灭磁保护的可靠性,对灭磁开关的触点也有比较好的保护。在发电机型式试验站的实际使用中,效果良好。     

非线性电阻灭磁及发电机转子过压保护技术

1.概述近年来投产的大型水轮发电机曾发生过转子绝缘击穿、励磁功率柜及励磁开关烧损等重大事故;由于灭磁开关故障造成事故扩大的情况也有发生。因此,大中型发电机组的灭磁及转子过电压保护问题,一直是人们所关注的重要课题。本文着重阐述“磁场断路器——非线性电阻”发电机灭磁及转子过     

一起600MW机组励磁系统灭磁开关故障分析

针对一起灭磁开关故障导致励磁系统起励失败事件,介绍了故障的处理过程,分析了灭磁开关故障的原因,对处理过程中发现的励磁装置程序缺陷进行了探讨,并提出了改进措施。     

汽轮发电机灭磁方式研究

汽轮发电机灭磁应以简单可靠为主,不同的励磁系统适用不同的灭磁方式,文章介绍了几种主要励磁系统的灭磁方式。直流励磁机励磁系统应采用发电机转子回路直流灭磁开关灭磁,无刷励磁系统或交流励磁机静止整流器励磁系统宜采用励磁机励磁回路灭磁方式,自并励励磁系统推荐采用逆变灭磁及交流侧开关灭磁方式。     

同步发电机的励磁技术改造

同步发电机的励磁系统功能是:①正常运行时,励磁系统供给发电机励磁电流,并根据发电机所带负荷的变化相应地自动调整励磁电流大小,以维持发电机的电压稳定及合理分配发电机的无功功率;②当电力系统短路使发电机端电压严重下降时,励磁系统强行励磁,将励磁电压迅速升到足够值,以提高电力系统的暂态稳定性;③当发电机突然解列甩负荷时,励磁系统强行减磁,将励磁电流迅速降到安全值,以防止发电机端电压超标;④当发电机内部短路时,励磁系统快速灭磁,励磁电流迅速减零,以减小故障损坏程度。从以上几点可以看出励磁系统在同步发电机的运行中起决定性…     

同步发电机励磁绕组匝间短路时的稳态电流谐波特征研究

为研究励磁绕组匝间短路的故障机理,通过理论分析故障情况下A1553样机转子绕组和定子绕组产生的磁动势性质及其在气隙磁场中的相互作用,论证了定子相绕组内部环流为分数次谐波、而转子电流为基波及整数次谐波的稳态故障特征,并且说明故障谐波特征主要受定子绕组的分布与联接方式影响,与电机极对数、励磁绕组的短路匝数及故障位置也有关系。对A1553样机进行了单机空载工况下的励磁绕组匝间短路实验,通过对稳态实验电流的快速傅里叶分析,验证了上述故障特征和理论分析方法的正确性。理论分析和实验表明,转子匝间短路的故障特征与机端外部短路故障、定子绕组内部短路故障等其它故障都有所不同,为故障检测提供了依据。     

关于大型发电机自动灭磁系统性能的分析与探讨

当发电机故障时,励磁开关将由励磁磁场侧切除励磁电源,还将接入灭磁电阻以消耗储存在磁场中的能量。本文提出了一种评价灭磁系统性能的新观点,并以实例说明此评价方法。     

葛洲坝水轮发电机组灭磁装置的性能介绍

现代大型同步发电机一般都要求具有快速灭磁的功能。当发电机、变压器及高压电缆等设备发生故障时,要求尽快地灭磁以缩短在故障点的燃弧时间,降低故障所造成的损害,因此,采用简单而有效的快速灭磁装置是十分必要的。 随着发电机容量的增加,励磁功率的增大,而且由于静止SCR励磁装置的采用,使灭磁速度与励磁绕组过电压的矛盾显得十分突出,快速灭磁及转子过电压保护便成为人们关注的一个重要技术课题。     

五相容错双凸极发电机单相短路故障分析

对五相容错电励磁双凸极发电机(doubly salient electro- magnet generator,DSEG)的结构特点进行了理论分析。研究了电机空载运行时短路相的自感和电势,分析了短路故障对其他相磁链和电势的影响以及发生短路故障时电机的整流输出电势。对电机在不同励磁电流下加载运行时发生单相绕组短路故障的外特性、功率特性以及短路电流进行了分析。在考虑电枢绕组电阻的情况下,对电机空载运行时在4 个不同时刻发生单相短路故障时的磁场、短路相磁链和短路电流进行了有限元分析。分析结果表明：短路故障发生初始时刻,短路相磁链随着电机转子位置的不同而不同;经过54°电角度后,短路相磁链的最大、最小值和变化趋势与发生短路的时刻无关。最后通过对一台五相20/16-2 结构DSEG 样机进行实验,验证了理论分析的正确性。     

双极性励磁双通道开关磁阻电机的电磁性能研究

在分析双通道开关磁阻电机单极性不对称励磁方式时不同通道间相邻相互感作用的基础上,提出双极性增磁和双极性弱磁两种双通道开关磁阻电机励磁方法,并说明基本工作原理。基于场路耦合有限元模型分析单极性不对称励磁、双极性弱磁和双极性增磁励磁方式时双通道开关磁阻电机的磁场特性,求解三种不同励磁方式时双通道开关磁阻电机的电流、转矩、铜耗和铁耗等电磁性能并进行了对比分析。研究结果表明,双极性弱磁和增磁励磁控制时,比双通道开关磁阻电机单极性励磁时输出对称性好,且单位铁耗下输出功率大,综合比较,双极性弱磁控制时双通道开关磁阻电机性能最优。     

饱和铁心型高温超导故障限流器仿真建模及短路特征研究

在建立饱和铁心型高温超导故障限流器(saturated iron-core type high temperature superconductive fault current limiters,SR-SFCL)电磁暂态仿真计算模型基础上,对电网发生短路故障后SR-SFCL一次绕组与励磁绕组的电流、电压过渡过程进行了定量计算,深入研究了一次绕组与励磁绕组电流、电压的特征和相互关系,分析了限流器对短路电流交流分量初始值、冲击电流和稳态短路电流的限制效果。研究指出:SR-SFCL对稳态短路电流具有很好的限制作用,充分发挥限流效果的关键是缩短励磁回路的灭磁时间,灭磁时间与一次电流、灭磁电阻取值等因素关系密切。     

基于励磁磁动势差值的汽轮发电机转子匝间短路在线识别方法

汽轮发电机转子绕组发生匝间短路时会引起励磁磁动势缺失,但在励磁系统恒压闭环调节作用下,励磁电流将增大以补偿励磁磁动势缺额。分析了汽轮发电机转子匝间短路故障时励磁磁动势变化特征,以故障后由励磁电流计算得的"视在"励磁磁动势大于发电机当前工况下所需的励磁磁动势为理论依据,提出了基于励磁磁动势差值的转子匝间短路在线识别方法。试验结果表明了采用所提方法可有效在线识别转子匝间短路故障。     

汽轮发电机励磁绕组动态匝间短路故障的定位研究

励磁绕组匝间短路故障是汽轮发电机的频发故障,但现有的方法实现匝间短路定位,尤其是动态匝间短路线圈的定位,还存在一定的困难。为了确定发电机励磁绕组存在动态匝间短路线圈的位置,详细推导了汽轮发电机励磁线圈匝间短路时励磁磁动势、气隙磁密、定子空载电势、定子并联支路间环流等物理量的变化;在考虑电机饱和的基础上,确定了动态匝间短路故障的特征量,提出了故障诊断方法,并进行了仿真和实验研究。研究结果表明,定子空载奇次谐波电势变化量的比值以及并联支路偶次谐波环流比值与励磁线圈匝间短路的位置存在一一对应的关系,据此可确定励磁线圈的短路位置。这种方法不仅可以检测出励磁线圈动态匝间短路的位置,同样也可以检测出静态匝间短路的位置,从而实现励磁线圈匝间短路故障的定位。     

自并励励磁系统灭磁容量计算与仿真分析

为保证发电机发生短路等故障时,灭磁系统能够安全、迅速地给发电机灭磁,并将发电机转子绕组中的磁场能量消耗在灭磁回路耗能元件中,文中通过求解同步发电机的五绕组微分方程并计及饱和,采用Matlab编写程序模拟空载误强励、负载误强励、负载三相金属性短路等工况下的灭磁过程,以某电厂参数进行仿真分析计算,并对照实际详细数学分析说明仿真计算结果精确可靠,可用于各种机组的灭磁容量设计,并为未来智能化励磁灭磁系统分析提供技术支撑。     

大型汽轮发电机交直流侧灭磁机理浅析

传统上大型汽轮发电机三机励磁系统和静止励磁系统的快速灭磁,主要是采用直流灭磁方式。随着机组容量的不断增大,大容量的大型直流灭磁开关的造价高、选型单一。本文讨论了大型汽轮发电机广泛采用的交流灭磁方式。电力系统中交流灭磁与直流灭磁并存,本文就交直流灭磁机理也做了探讨。     

电网短路故障时交流励磁风力发电机不脱网运行的励磁控制策略

提出一种电网短路故障时保持交流励磁风力发电机不脱网运行的新型励磁控制策略。分析了电网短路故障时交流励磁发电机的暂态物理过程和转子过电流的原因。改进控制方案从限制电网故障时定子工频过电流的角度出发,有效限制了由定子电流工频分量引起的转子电流交流分量,同时利用发电机定子电阻对定子磁链暂态直流分量进行灭磁,实现了故障时避免转子出现过电流的目的。建立了2 MW商用交流励磁风力发电系统仿真模型,在电网对称故障和非对称故障条件下,对"crowbar protection"方案和该文所提方案进行了仿真对比研究。仿真结果验证了该文所提改进方案的有效性,实现了电网故障期间发电机转子励磁变频器的安全运行,提高了交流励磁风力发电系统在电网故障时的不间断运行能力。     

氧化锌电阻在发电机灭磁中的应用

介绍了在励磁系统中灭磁的基本方式,利用氧化锌电阻作为大容量吸能元件,使灭磁开关快速熄弧开断,并移能到氧化锌阀片中进行能量消耗,可实现同步发电机快速灭磁。采用该方式灭磁,可加快灭磁时间,减少开关触头磨损老化及降低对磁场断路器弧压的苛求,对新老机组灭磁回路设计和改进具有普遍意义。     

微机型励磁装置灭磁系统误导通故障解析

1 故障现象 我公司氧化铝厂空压站4台高压活塞式压缩机使用TDK173/20-16型、550kW同步电机拖型,励磁机采用LZK-3微机型励磁装置.该励磁装置自2001年1月投用以来运行稳定.2002年5月,其中1台励磁装置运行时励磁电压时有时无,灭磁电阻发热,装置报警.停机检查,灭磁可控硅、灭磁电阻、二极管均未发现故障.灭磁可控硅KQ过压设定值为320V,而电机正常运行时的转子励磁电压为5 5V,空投实验正常,再次启动后运行不到半小时,又出现上述故障.     

一起励磁系统故障引起机组解列的分析

广东省飞来峡水利枢纽发电厂为低水头径流式电站,装有4台转轮直径7m、额定容量39 MW的灯泡贯流式水轮发电机组,为ELIN公司和MCE公司的产品,年设计发电量5.55亿kW·h.机组灭磁开关是励磁系统重要的组成部分,在发电机停机或事故情况下,灭磁开关跳开切断励磁回路电流,达到快速降低发电机电压的目的.     

灭磁仿真计算与灭磁回路性能参数校核分析

详细分析了线性电阻、SiC非线性电阻和ZnO非线性电阻的特性,针对采用自并励励磁系统的600MW汽轮发电机进行空载误强励和机端三相短路灭磁仿真,得到了不同类型灭磁电阻配置下的发电机灭磁时间、最大转子电压和灭磁能量的区别。结合仿真结果,分析计算了灭磁开关断流能力、灭磁开关弧压和不同灭磁电阻特性对灭磁安全和灭磁速度的影响。提出了决定灭磁回路安全可靠性的几个重要参数及其校核方法的建议,为大型发电机组灭磁主回路设备选型校核提供参考。