600mw汽轮发电机静止可控硅自并激励磁系统.pptVIP

大型发电机组灭磁及过电压保护技术(1) 合肥凯立控制技术有限公司 报告人：黄冬华  目录 1. 发电机灭磁系统的发展概况 1.1 八十年代以前国内由于发电机组容量小，主要是直流励磁机励磁。随着发电机机组容量的增加，又出现了由直流励磁机带交流励磁机，再加二极管整流给发电机励磁的三机励磁系统。这两种励磁系统的励磁电源输出电压平稳，电压纹波系数小，调节反应速度慢，强励倍数小，基本上采用灭磁开关串联灭磁。 1.2随着发电机单机容量的增加，可控硅快速励磁系统的采用以及励磁功率的加大，耗能型的短弧栅片灭磁系统能力不足，灭磁开关拒动及小电流不能吹弧等问题越来越充分地暴露出来，尤其是上个世纪八十年代初期，曾多次发生DM2灭磁开关烧毁事故，甚至因此而导致发电机定子或转子烧伤的事故。 为了解决自并励系统中串联灭磁的灭磁电压不稳定的问题，到1984年，提出了并联灭磁方式。 1.3到八十年代中期，随着灭磁技术的发展，人们提出了可控硅电子开关换流开断方式和熔断器开断方式及DM4型磁场断路器加氧化锌非线性电阻的灭磁方法。 自八十年代中期至九十年代中期，一直围绕着开关、熔断器问题进行探讨，而对灭磁和过电压问题的讨论趋于低调。 但在这段时间内，许多机组出现过非全相及大滑差异步运行，烧毁灭磁元件的事故。同时还发现了可控硅整流产生的换相尖峰过电压对励磁系统造成故障的现象。 此现象引起了大部分电厂和灭磁专业生产厂家的重视，于是在94年至98年间，由灭磁专业生产厂家凯立公司发明了尖峰过电压吸收装置和非全相及大滑差异步运行过压保护装置，解决了非全相保护和换相尖峰过电压问题。但由于大型发电机组出现非全相运行及大滑差异步运行的状况较少发生，这种工况目前仍没能引起部分电厂的足够重视。在2005上半年又发生两起这样的事故。 例1：2005年黑龙江莲花电厂（135MW水电）因励磁装置故障发生失磁大滑差异步运行，造成灭磁氧化锌电阻全部烧毁的事故。 例2：2005年3月31日韶关电厂11号机组 （300MW）发生误上电事故，转子产生的过电压 将灭磁电阻全部烧毁，同时造成转子绕组绝缘击 穿，转子大轴各部件被灼伤的严重事故。 以上两电厂皆未加装非全相及大滑差异步运 行过压保护装置。 1. 4 98年后又出现了多台自并励机组事故灭磁时，烧毁DM4开关的现象。 3、1999年前后，葛洲坝电厂机组在发生空载误强励等工况下灭磁，由于开关弧压不足而造成多台DM4灭磁开关烧毁事故。 产生此种现象的原因是因为目前自并励机组逐 渐增多，机组容量逐渐增大，阳极电压也过高， 灭磁开关的弧压已满足不了灭磁装置的换流条件。 目前随着国内大型机组的增多，对于大型机组 的灭磁及过电压保护问题已成为人们关注的焦点。 2 . 转子过电压的种类 转子过电压主要分为如下几类： 2.1灭磁过电压。 过电压的时间短，能量较大且集中，目前已得 到相当重视和熟悉。 2.2可控硅换相产生的尖峰过电压。 可控硅换相产生的尖峰过电压时间极短，出现 的频率高,能量小。它是一些机组产生误强励、 失磁的根本原因，必需采取保护措施。 2.3非全相及大滑差异步运行过电压。 过电压剧烈，持续时间不定，能量无法估计。 这种运行状况出现较少，但危害很大，应引起重 视。 3.尖峰过电压及其保护措施 在静止可控硅励磁系统中，励磁电源输出的大 小由可控硅的导通角控制。在可控硅换相关断过 程中，由电路中激发起电磁能量的互相转换和传 递产生了尖峰过电压，该尖峰过电压的峰值可达 阳极电压的三倍左右，容易引起转子系统软击穿 事故，甚至引起器件烧毁和停机事故。 目前国内94年发明的专利产品尖峰过电压吸收 器（专利号：ZL 94 2 17545.X）采用高能氧化锌 阀片与阻容串联组合而成，充分利用氧化锌的非 线性伏安特性，将电压限制在一定范围内的特点， 同时考虑到尖峰电压的能量分布，利用电容两端 电压不能突变的特点，将尖峰电压的前段高电压 部分的能量吸收在尖峰吸收器的氧化锌组件中， 从而使得尖峰吸收器能有效地吸收可控硅整流桥 直流侧换相尖峰过电压，将尖峰过电压限制在安 全范围内，大大减少了换相尖峰过电压对转子系 统的破坏作用。 下面是三峡电厂励磁阳极电压实际录波图及参数： 三峡励磁阳极电压负载录波波形Uac=1015V 尖峰电压峰值U’p=2440V 三峡励磁阳极电压空载录波波形Uac=1015V 尖峰电压峰值U’p=2430V * * 1、发电机灭磁系统的发展概况 2