发电机灭磁技术现状的分析

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1、葛洲坝电厂二十一台水轮发电机组，其转子灭磁系统构成比较复杂，总体上分为两大类，大江电厂有四台机组采用了国外引进的两种型号的灭磁开关——碳化硅灭磁电阻灭磁系统，其余十七台机组对原DM2自动灭磁开关灭磁进行技术改造，采用了国内八十年代中期研发的双断口磁场断路器——ZnO非线性电阻灭磁系统。现行两种灭磁方式总体上均属于直流开关配非线性消能电阻的灭磁模式，其关键在于一个〈配〉字，由于其开关和电阻的特性各异，所以其配合关系和实现方式也各不相同，本文重点对双断口开关——ZnO电阻灭磁技术及存在问题进行分析，并提出一套新技术辅助灭磁方案，作为对现有灭磁技术的完善和补充，使之更加能

2、够适应现代电力发展的需要。1、发电机灭磁技术现状的分析面对现代快速高强励顶值的大功率可控硅励磁系统，可能会有多种原因导致系统故障，使励磁输出极大的高于额定值数倍的电压和电流，此时真正考验的是灭磁系统的灭磁能力。由若干灭磁失败的案例分析可见，现实机组灭磁装置的灭磁能力有限，不能满足机组最大极限条件下（即失控误强励）的灭磁要求，这就是当前国内大型发电机组葛洲坝电厂发电机灭磁技术现状及新技术方案的提出黄大可俸远禧邵显均陈小明摘要：本文总结了二十年来发电机灭磁技术的发展和现状，对现行“DW4双断口开关－－ZnO灭磁电阻”配合灭磁装置的先天不足、存在问题及事故案例作了深入的分

3、析，提出了极限灭磁和开关能容的运用概念，以及大系统整体配置参数优化的观点，并首创了一种图解计算法，将复杂的电机灭磁诸因素汇于一道，涵盖面宽，动静结合，分析计算简洁明了。在此基础上提出了一套，具有线性分流、动态转移、无弧建压等新技术特点的辅助灭磁方案，旨在突破极限灭磁的屏障，使励磁系统及灭磁装置运用的整体性能大大提高，确保在任何情况下灭磁均可万无一失。关键词：灭磁技术事故分析改进方案灭磁技术所面临的问题和现状，据说近年来国内其它电厂也有十数起类似事故发生，面对这一现实的问题，如何解决？正是本文所思考、探索的重点。1.1首先应弄清楚我们的发电机励磁系统会出现什么样的状况

4、（正常和非正常），让灭磁开关和灭磁电阻来应对，高强励顶值的可控硅快速励磁系统，灭磁时可能遇到的各种工况及灭磁条件：⒈励磁调节器故障，发生误强励，整流柜输出最大值，则有：Udmax＞3ULeIdmax＞3ILe具体到我厂125MW机组,Udmax可达1500V左右，Idmax可达5000A以上。⒉发电机内部、外部故障时，励磁调节器输出正常强励值：-11-Ud≈1000VId≈2500A⒊发电机组其它故障或试验工况,励磁输出在额定值以内：Ud≤485VId≤1653A以上第２、３种情况下，现行灭磁装置的灭磁能力尚可以承受，而第１种情况属极端的失控误强励故障，由于励磁设备

5、的技术进步，可靠性提高，发生的可能性较低，但不等于不会发生，所以国家标准对此有明确规定(⒊⒌２－ｂ条)，灭磁时最大断流能力不小于额定励磁电流的300%。对我厂机组来说就是5000A以上，而实际DM4双断口磁场断路器自投运以来，并未经受过最恶劣的极限工况下灭磁的考验，不能证明其具备这个能力，而一旦发生这种调节器失控误强励的灭磁工况，则必然导致烧毁灭磁开关、损坏励磁设备、灭磁失败的后果。从本厂六号机99年4月3日和2000年5月14、18日连续烧毁灭磁开关的事故，即可说明问题：现行灭磁设备主要是双断口开关的容量和能力有限，与ZnO灭磁电阻的配合有空缺，不足以应付本厂机组

6、最大的极限灭磁工况，不能保证机组及励磁设备的万无一失。快速灭磁是确保发电机电气事故迅速切除，减少损失的最后一关，如果这一关守不住，则后果严重。所以我们认为，发电机的灭磁能力一定要按机组励磁系统可能发生的最大状况核定，即满足国家标准的要求，灭磁部件的承载能力要高出三倍以上的额定值。哪怕只有万分之一的故障机率，也要用100%的高可靠、高冗余、高储备确保万无一失，在科学的课题面前来不得半点含糊，不能有丝毫的侥幸和敷衍，否则教训也将是翻倍的。1.2当前双断口开关——ZnO非线性电阻灭磁系统的问题出在哪里？其中ZnO非线性灭磁电阻，本身是固态元件，配置完成后其参数特性基本固定

7、不变，往往灭磁失败时ZnO电阻根本没有启动，由于其能容设计较高可达2～3MJ，是最大转子磁场能量的数倍，只要它能启动，吸收全部转子能量灭磁是不成问题的。为什么它启动不了？根据灭磁初始转子回路的电压关系，则有Uk－Ud≯Uf，所以决定灭磁成败的关键是Uk和Ud，其组合电压Uk－Ud大于Uf则灭磁成功，否则则失败。下面就分析一下Uk和Ud的特性。Uk是跳灭磁开关灭磁时在开关两断口间拉弧建立的总电压。DW4双断口磁场断路器，在正常情况下分断2500A以下的励磁电流，可达到1～２KV弧压，足够为灭磁电阻提供启动电压(1500V左右)，使励磁电流Id全部转移至灭磁电阻Rf