交流灭磁开关及过电压保护

1、 发电机灭磁开关及发电机灭磁开关及 过电压保护问题探讨过电压保护问题探讨大唐东北电力试验研究所电气室大唐东北电力试验研究所电气室于于 菲菲大唐东北电力试验研究所电气室大唐东北电力试验研究所电气室于菲于菲序序 言言电力工业正电力工业正处于大电网处于大电网与大机组的与大机组的发展阶段发展阶段对发电机转子对发电机转子灭磁及过电压灭磁及过电压保护的要求越保护的要求越来越高来越高大唐东北电力试验研究所电气室大唐东北电力试验研究所电气室于菲于菲问题的提出问题的提出发电机灭磁开关及过电压保护作用发电机灭磁开关及过电压保护作用存在问题的影响分析存在问题的影响分析采取措施采取措施1234大唐东北电力试验研究所电

2、气室大唐东北电力试验研究所电气室于菲于菲l 灭磁保护是同步发电机励磁系统的主保灭磁保护是同步发电机励磁系统的主保护之一。护之一。l 通过检查发现某些电厂灭磁开关分、合通过检查发现某些电厂灭磁开关分、合闸电压不合格。闸电压不合格。l 通过检查发现绝大部分电厂发电机转子通过检查发现绝大部分电厂发电机转子过电压保护未进行试验。过电压保护未进行试验。1 问问题题的的提提出出大唐东北电力试验研究所电气室大唐东北电力试验研究所电气室于菲于菲2 发电机灭磁开关及过电压保护作用发电机灭磁开关及过电压保护作用 2.12.1 发电机转子过电压产生的原因发电机转子过电压产生的原因2.22.2 灭磁及过电压保护技术的

3、发展灭磁及过电压保护技术的发展2.32.3 发电机灭磁的基本要求发电机灭磁的基本要求2.42.4 发电机过电压保护及基本要求发电机过电压保护及基本要求大唐东北电力试验研究所电气室大唐东北电力试验研究所电气室于菲于菲 2.1 发电机转子过电压产生的原因发电机转子过电压产生的原因发电机运行时发电机运行时：转子绕组处在交变磁场中，在正转子绕组处在交变磁场中，在正常对称运行时，转子旋转磁场和定子旋转磁场没常对称运行时，转子旋转磁场和定子旋转磁场没有相对运动，转子绕组中只流过直流电流。有相对运动，转子绕组中只流过直流电流。发电机受到系统较大扰动时：由于电枢反应，发电机受到系统较大扰动时：由于电枢反应，会

4、使转子绕组电流发生剧烈摆，此时相当于会使转子绕组电流发生剧烈摆，此时相当于励磁回路处于开路状态，因而转子绕组两端励磁回路处于开路状态，因而转子绕组两端产生很高的反向过电压，常常达到额定励磁产生很高的反向过电压，常常达到额定励磁的好多倍。的好多倍。发发电电机机运运行行大唐东北电力试验研究所电气室大唐东北电力试验研究所电气室于菲于菲 2.2 灭磁及过电压保护技术的发展灭磁及过电压保护技术的发展五、六五、六十年代十年代八十年八十年代后代后发展史发展史七十七十年代年代灭磁电阻灭磁电阻DM-2DM-2灭磁开关灭磁开关线性或非线性电阻线性或非线性电阻逆变灭磁逆变灭磁灭磁开关灭磁开关吸能元件吸能元件大唐东北

5、电力试验研究所电气室大唐东北电力试验研究所电气室于菲于菲 2.3 发电机灭磁的基本要求发电机灭磁的基本要求对于大型发电机的灭磁系统，通常应满足对于大型发电机的灭磁系统，通常应满足1 1）灭磁装置动作后，应使发电机最终的剩磁低于能维持灭磁装置动作后，应使发电机最终的剩磁低于能维持短路点电弧的数值。短路点电弧的数值。2 2）灭磁过程中，发电机的转子励磁绕组所承受的灭磁反灭磁过程中，发电机的转子励磁绕组所承受的灭磁反电压不越过规定的倍数。电压不越过规定的倍数。3 3）灭磁时间应尽可能短暂。灭磁时间应尽可能短暂。大唐东北电力试验研究所电气室大唐东北电力试验研究所电气室于菲于菲 2.4 发电机过电压保护

6、及基本要求发电机过电压保护及基本要求 1 1）转子过电压保护：在整流桥的直流侧即发电机转转子过电压保护：在整流桥的直流侧即发电机转子励磁绕组的两端，装设抑制这类过电压的保护装置。子励磁绕组的两端，装设抑制这类过电压的保护装置。 2 2）转子过电压的影响因素：影响转子过电压的因素转子过电压的影响因素：影响转子过电压的因素很多，其中主要的有很多，其中主要的有故障前的工况、故障种类、电故障前的工况、故障种类、电机类型、结构和其参数等等。机类型、结构和其参数等等。大唐东北电力试验研究所电气室大唐东北电力试验研究所电气室于菲于菲3）转转子过电子过电压保护压保护装置的装置的要求：要求：A A、 可靠性高，

7、电路简单，元部件不易坏。可靠性高，电路简单，元部件不易坏。B B、 动作正确，在发生各种过电压时都能有动作正确，在发生各种过电压时都能有效地保护发电机转子励磁绕组和整流装置。效地保护发电机转子励磁绕组和整流装置。C C、 保护装置动作后应能自动恢复，并能重保护装置动作后应能自动恢复，并能重复动作。复动作。D D、 装置结构简单，价格经济，便于安装。装置结构简单，价格经济，便于安装。大唐东北电力试验研究所电气室大唐东北电力试验研究所电气室于菲于菲4）通常采用的几种保护装置：通常采用的几种保护装置：l 非线性电阻非线性电阻：应用氧化锌非：应用氧化锌非线性电阻和转子线性电阻和转子绕组并接，既作绕组并

8、接，既作灭磁装置，同时灭磁装置，同时又是整流桥直流又是整流桥直流侧唯一的过电压侧唯一的过电压抑制装置。抑制装置。l 可控硅可控硅过压保护：过压保护：采用可控硅采用可控硅和灭磁电阻和灭磁电阻或限流电阻或限流电阻串联后与转串联后与转子绕组并联子绕组并联。l 过电压保护动作值过电压保护动作值的设定：首先应考虑的设定：首先应考虑发电机励磁绕组的绝发电机励磁绕组的绝缘水平，过电压保护缘水平，过电压保护装置的动作电压应低装置的动作电压应低于转子励磁绕组出厂于转子励磁绕组出厂耐压试验电压值的耐压试验电压值的70%70%。大唐东北电力试验研究所电气室大唐东北电力试验研究所电气室于菲于菲l 易发生灭磁开关误跳闸

9、，引起发电机非停事易发生灭磁开关误跳闸，引起发电机非停事故；故；l 灭磁开关分闸不成功，发电机内电势不能切灭磁开关分闸不成功，发电机内电势不能切除，引起发电机内部过电压损坏定子绝缘，甚除，引起发电机内部过电压损坏定子绝缘，甚至烧损发电机。至烧损发电机。l 如果过电压保护动作电压过低，则易造成发如果过电压保护动作电压过低，则易造成发电机非停事故；电机非停事故；l如果发电机转子过电压保护装置动作电压过高如果发电机转子过电压保护装置动作电压过高，则对发电机转子绝缘不利，有可能产生高电，则对发电机转子绝缘不利，有可能产生高电压损坏转子绝缘。压损坏转子绝缘。3.1 3.1 灭磁灭磁开关分闸开关分闸电压不合电压不合格的影响格的影响3.23.2 不不掌握发电掌握发电机转子过机转子过电压保护电压保护动作特性动作特性影响影响大唐东北电力试验研究所电气室大唐东北电力试验研究所电气室于菲于菲4 采取措施采取措施l 灭磁开关试验灭磁开关试验l 发电机发电机转子过电压试验转子过电压试验测试灭磁开关