三峡左岸电厂励磁装置灭磁时序分析

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1、三峡左岸电厂励磁装置灭磁时序分析陈小明1，章俊1，徐伟华2（1、三峡水力发电厂湖北宜昌市443113；2、上海交通大学上海市200030）摘要本文介绍了三峡左岸电厂THYRIPOL励磁装置的灭磁原理，详细分析了主要工况下的灭磁时序和试验录波资料，讨论了其灭磁可靠性等问题。关键词TGHP，THYRIPOL，磁场断路器，灭磁时序。90引言长江三峡电厂左岸厂房装机14台700MW水轮发电机组，主机由VGS和ALSTOM提供，励磁装置全部采用德国西门子THYRIPOL励磁系统。为了保证特大型机组的灭磁安全，THYRIPOL励磁装置在整流器交

2、直流两侧分别装设灭磁开关，采用双灭磁开关配合SiC非线性电阻放电灭磁方式，灭磁原理先进，灭磁接线复杂。三峡电厂灭磁方式和设备配置，从设计到出厂试验，曾引起很多励磁专家的讨论。尽管THYRIPOL励磁装置已经在三峡左岸电站成功投运10套，但其灭磁技术，特别是灭磁时序，仍然有许多人关注。分析灭磁回路中各灭磁主要器件的动作时序，有利于我们学习和借鉴THYRIPOL励磁装置之灭磁新技术。1THYRIPOL灭磁原理西门子THYRIPOL励磁装置，是大型发电机组可控硅整流自并励励磁系统，同时也是机组电气制动装置，由整流变、交流灭磁开关柜、制动变

3、、励磁调节器柜、辅助控制柜、励磁整流柜（5屏）、制动整流柜、灭磁开关柜（2屏）、灭磁电阻柜等组成。励磁基本参数见表1，灭磁原理接线示意图如图1所示。S101FSiCS102A2A1S107图1THYRIPOL灭磁原理示意图表1励磁基本参数励磁参数VGSALSTOM额定机端电压(KV)2020额定励磁电流(A)37794158额定励磁电压(V)387476空载励磁电流(A)21202352空载励磁电压(V)217.11269.25额定阳极电压(V)10241245整组灭磁阀片最大电流(A)1133712474整组灭磁阀片最大电压(V)

4、15001700整组灭磁阀片最大容量(KJ)1632918896在图1中，SiC是非线性灭磁和过电压吸收电阻，型号为600A/US1/7P/2S，A1和A2是转子过电压保护即跨接器。S101是整流柜输出侧多断口直流灭磁开关，型号为CEX9850004.2，法国LENOIRELEC产品。S102是整流柜输入侧交流灭磁开关，型号为3AH3078-8，S107是灭磁电阻投入开关，型号为3AH5102-2。S102和S107都是西门子真空三相交流断路器。在上图中，有两种跳闸灭磁途径，即两种跳闸灭磁方案。第一种是S101+SiC灭磁，即首先S

5、101放电（常闭）断口闭合，将SiC电阻接入发电机转子两端，接着S101主（常开）断口断开转子回路，并迫使转子磁能被SiC电阻吸收；第二种是S107+S102+SiC灭磁，即首先S107开关合上，将SiC电阻接入发电机转子两端，接着S102开关断开整流器输入电源，并迫使转子磁能被SiC电阻吸收。2正常停机灭磁时序分析9发电机组正常自动停机，励磁装置从机组监控装置得到励磁退出命令，此时，励磁调节器置а控制角为逆变角（150°），励磁装置输出反向电压，转子磁能经整流装置向励磁变及发电机交流系统转移，并随交流电源系统一起衰减消耗。正常停机

6、灭磁就是励磁装置逆变灭磁。励磁退出命令逆变灭磁Δt1If=0Δt2脉冲闭锁Δt3S107（合上）Δt4S102（断开）（S101不动作）S101主断口（S101不动作）S101放电断口典型时差：Δt1=10ms;Δt2=30ms;Δt3=75ms;Δt4=65ms图2正常停机灭磁时序图正常停机灭磁时序示意图见图2，当励磁装置接收到励磁退出命令后，Δt1后逆变开始。当转子电流If=0，脉冲被封锁，使得逆变结束，同时启动S107开关合闸。只有当S107合上后，S102才断开。这里，S107和S102不参与灭磁，前者起短接作用，后者起断开

7、隔离作用。在图2中，Δt1、Δt2是励磁调节器计算、控制和执行时间；Δt3是S107合闸时间，Δt4是S102跳闸时间。图3空载逆变灭磁录波图图3是三峡左岸电站7#发电机组（VGS）空载运行逆变灭磁录波图，逆变前运行参数：Ug=100%，If=2166A，Uf=175V。逆变时，Uf立即由正电压变为负电压，其最大灭磁电压从图上看为1134V，同其逆变电压计算值基本一致。Uf、Ug和If都按指数规律迅速衰减。当Ug=3%时，其灭磁时间为5.08秒；当If=0时，其灭磁时间为6秒。THYRIPOL励磁装置逆变灭磁，其逆变电压按Uf=1.

8、35UyCOSα计算，VGS和ALSTOM机组分别为：Uf(VGS)=1.35×1024×COS150°=-1197.2(V)Uf(ALSTOM)=1.35×1245×COS150°=-1455.6(V)3事故停机灭磁时序分析发电机组