基于软开关技术的大型发电机灭磁性能优化

随着同步发电机组单机容量的迅猛提高,为电磁感应提供磁场的励磁电流也大大增加,如何在系统故障和空载误强励等极端条件下确保灭磁的快速性、安全性和可靠性,已成为亟待研究和解决的课题。电力电子软开关技术为灭磁性能的优化提供了新的思路和方法。文中以三峡发电机组励磁系统为研究对象,对非线性电阻进行了选择和参数优化,在此基础上,引入软开关技术,为灭磁创造励磁电流过零点,对灭磁过程中的建压、换流、移能和耗能等工作环节的时序配合进行了分析和优化。理论分析和仿真表明,灭磁过程中实现了灭磁断路器的零电流关断,在保证灭磁快速性的基础上,提高了灭磁的安全性和可靠性。系统故障下空载误强励的灭磁时间为1.048 s,励磁绕组过电压限制在3 500 V,灭磁开关过电压限制在2 000 V。     

熔丝换流非线性电阻灭磁技术在大型发电机中的应用

一、我国大型电机灭磁中存在的问题白山电厂30万kW水轮发电机组是我国自行设计、自行制造、1983年第一台机组投产运行的最大水轮发电机组。发电机采用了可控硅自并激励磁方式,具有单机容量大、转子时间常数长(T′_(do)=10.42s)、强励顶值倍数较高(3.0)、阳极电压高(1300V)等特点。在发电机灭磁方式上采用两台DM_2-2500型灭磁开关(灭弧栅间隙为2×40个)串联的方式。转子侧采用跨接器过电压保护,白山电厂自1983年先后将3台30万kW水轮发电机组投运以来,在灭磁方面陆续出现了一些较大的问题、严重地威胁着发电机组定子和转子的安全。归结起来有如下几个问题: 1.两台DM_2-2500型灭磁开关灭磁容量不     

基于储能电路的大型发电机组灭磁方式优化

随着同步发电机组单机容量大幅提高,其额定励磁电压和励磁电流也大大增加,如何在机组故障和空载误强励等极端运行条件下实现灭磁的快速性、安全性和可靠性三者之间的协调,已成为亟待研究和解决的课题.本文受无源零开断自动灭磁技术的启发,以三峡水轮发电机组的励磁系统为研究对象,运用电力电子软开关技术实现快速灭磁,并利用储能元件存储灭磁过程中的部分磁场能量.通过对灭磁过程中的建压、换流、移能、耗能等环节进行理论分析和仿真验证发现,软开关控制电路的引入实现了磁场断路器的零电流关断,在保证器件安全性和灭磁可靠性的同时,整个灭磁过程所用时间仅为0.668s.同时,储能电路的引入有效减小了励磁绕组和励磁主回路断路器两端电压的突变尖峰,进一步提高了灭磁的安全性和可靠性.对储能电路的进一步优化表明,通过增大储能电容的电容值可以显著提高磁场能量的回收利用率,其中,3300μF的储能电容可以减少约0.1629％的磁场能量泄露.     

SKM—200型发电机灭磁装置的研究

为解决２００ ＭＷ 汽轮发电机组ＤＭ 型灭磁开关存在拒分、误动以及小电流下不易断孤等问题,提出用普通开关并联线性电阻的灭磁方案,并在理论上对方案的可行性、安全性进行了分析论证。运行实践表明,该方案与原灭磁开关参数相当,满足灭磁与过电压保护的要求,装置运行安全可靠。     

DM3—5000型自动灭磁开关已投入运行八年

哈尔滨电机厂研制的用于刘家峡300MW水轮发电机组的DM3—5000型自动灭磁开关已投入运行8年。该灭磁开关系采用短弧式非线性原理制造的,其特点是:灭弧快,熄弧功率大,熄弧电压高,应用范围广,体积小,重量轻,无极性,使用安全,运行维护方便。DM3—5000型自动灭磁开关正常运行时,可通过5000A的电流,持续率100%,温升低     

对国产125机组灭磁开关代用的浅见

1.国产QFS—125/2型双水内冷汽轮发电机组的DW_(10M)-2500型灭磁开关的灭磁方式。(1)直流同轴励磁机的发电机转子采用并联电阻灭磁,励磁机磁场采用串联电阻灭磁的方式如图1所示。(2)交流可控硅励磁的发电机转子采用串联电阻灭磁,励磁机磁场亦采用串联电阻灭磁的方式如图2所示。     

发电机转子灭磁与过压保护装置的改进

介绍了某水电厂发电机组灭磁及过电压保护装置的设计原理:正常停机时不跳灭磁开关.利用晶闸管灭磁;事故情况下跳开灭磁开关,其常闭辅助接点接通,将转子能量主要消耗在电阻上.但在实际运行中会遇到灭磁开关触头烧毁,限压二极管损坏等问题.通过理论分析并进行了2次技术性改进:一次是利用非线性电阻及二极管的特性形成续流分流,但效果并不理想:第2次是采用高能氧化锌压敏电阻及DM4双断口灭磁开关,最终达到了灭磁及过电压保护装置快速可靠的效果.     

三峡工程水轮发电机组灭磁方案研究

三峡水轮发电机组单机达700MW，是目前世界上最大的水轮发电机组，采用传统的直流灭磁方式，其灭磁开关及碳化硅(SiC）灭磷电阻在国际市场上的生产厂家越来越少，备品比较困难，尽管灭磁开关采用8断口串联、超大型结构，但误强励时仍不能保证足够的孤压，断口存在不同期性、跳跃问题。交流侧的真空开关不能保证可靠灭磁，灭磁元件采用的进口SiC电阻阀片没有国家标准和成熟的试验方法、价格较高。推荐三峡机组采用结构简单、维护量小、可靠性高的交流电压灭磁加熔丝换流后备灭磁的方案。该方案用交流电压灭磁新理论和在300MW机组运行5a多证明的成熟技术、市场普及的小型开关、国产氧化锌(ZnO)灭磁电阻元件解决上述问题。     

无开关灭磁实用技术

发电机在正常和事故停机时,一般利用灭磁开关来消耗转子中剩余的能量。但这种传统的灭磁方式不仅使励磁系统的结构过于复杂,也增加了系统设备的运行维护成本。无开关灭磁技术根据发电机组不同运行工况下可能产生的转子过电压情况,结合逆变灭磁,并利用跨接器可快速开断的优点,合理设计控制策略,满足发电机安全、可靠的灭磁要求。     

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。     

交流灭磁技术在大型抽水蓄能机组中的应用

交流灭磁技术在抽水蓄能机组中的应用是一个较新的课题.简要说明交流灭磁技术的特点,详细介绍德国SIEMENS公司生产的3WN16型交流灭磁开关,以及由交流灭磁开关和线性灭磁电阻跨接器组成的SIEMENS交流灭磁系统及其在广州抽水蓄能电厂B厂4×300MW机组中的应用情况,最后进一步明确交流灭磁技术的应用前景.     

大型汽轮发电机组灭磁方式的改进

介绍了部分国产大型汽轮发电机组的灭磁系统运行情况,指出转子回路使用ＤＭ２型灭磁开关不能满足运行要求,而采用交流励磁灭磁方式具有简单、可行,既可靠又经济,是改进的方向。     

DW_(10M)—2500型灭磁开关的代用

国产QFS-125/2型汽轮发电机组的灭磁开关,早期全部选用上海人民电器厂生产的DW_(10M)-2500型的。它采用两种灭磁方式,即:直流同轴励磁机的发电机转子采用并联电阻灭磁,励磁机磁场采用串联电阻灭磁和交流可按硅励磁的发电机转子,励磁机磁场均采用串联电阻灭磁。这两种方式的灭磁电阻值,按典型设计为热态电阻(一般取R_(75))的4～5倍(发电机转子)和10倍(励磁机转子),其结线分别见图1和图2。     

水轮发电机无弧灭磁装置的研究与应用

水轮发电机单机容量的增加对发电机灭磁系统的可靠性提出更高要求。针对灭磁开关与非线性灭磁电阻组成的移能灭磁系统灭磁失败问题,提出一种无弧灭磁装置予以解决,其通过整流桥控制角改变整流桥输出电压瞬时值,从而提高水轮发电机灭磁系统灭磁的可靠性。灭磁时序试验验证了所提装置的有效性和实用性。     

大型水轮发电机引进灭磁装置存在问题的探讨

本通过对我国近年引进的大型水轮发电机组灭磁装置运行与实验情况的研究，认为有的引进设备无论设计参数的选择还是自身可靠性方面或多或少地存在一些问题，应给以足够重视，在总结的基础上提出解决机组灭磁可靠性的技术方向。     

发电机组灭磁系统中非线性电阻的选用

本文对发电机组非线性电阻灭磁方案进行了探讨。根据 ZnO、SiC 非线性电阻的各自特点,从对磁场断路器选型的影响、灭磁时间的快慢以及安全可靠性等多个方面进行分析比较,从而得出发电机组的灭磁系统选用 SiC 非线性电阻更为适合。     

大型汽轮发电机励磁系统的改进

介绍山东菏泽发电厂１２５ＭＷ汽轮发电机组励磁系统拆去发电机灭磁开关ＦＭＫ，用主励磁机的灭磁开关ＬＭＫ直接构成灭磁回路的现场改进情况及改进后的试验和运行经验。说明了对此类大型汽轮发电机的励磁系统取消灭磁开关及其有关回路是可行的。     

DM2—2500型灭磁断路器灭磁系统的改进

针对目前吉林省大中型同步发电机常用的DM2－2500型灭磁断路器灭磁系统存在的问题,提出了具体的解决办法;发电机正常停机时不拉开灭磁断路器。通过试验证实了这一方法的可行性,并对同步发电机灭磁系统的改进提出了建议。     

大型水电机组可控整流器励磁系统的灭磁问题

分析了灭磁开关烧坏事故的原因,核算了DM_2型灭磁开关的容量,探讨了励磁系统设计问题。文章认为采取改进措施后,在300MW水电机组上选用一台DM_2型灭磁开关即可。     

发电机组非线性电阻灭磁系统的优选

一、前言把非线性电阻应用于大型发电机组的灭磁系统,在国外已得到广泛推广。国内也开展了有成效的研究与试验工作。本文论述了氧化锌压敏元件(非线性电阻)用于发电机组灭磁系统中的灭磁动态过程(开关过程和纯非线性电阻灭磁过程)的计算机模拟;给出了灭磁电工回路的计算机模拟方法;分析了非线性电阻电工参数对灭磁质量(灭磁时间、均流与均能等)的影响;给出了由一定工作电流△I_W相应的元件特性参量A～α曲线带进行阀片筛选原则,指出这种方法在非线性电阻元件批量生产中的应用前景。