瑞典asea公司灭磁装置性能分析和改进方法

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1、瑞典ASEA公司灭磁装置性能分析及改进方法湖北宜昌市三峡供电局王思南摘要：本文对瑞典ASEA公司ASLG4000灭磁开关及其灭磁装置进行介绍，从试验数据和理论计算两方面分析其灭磁性能，总结其运行情况，并提出了三种改造方案。一、前言随着大中型企业水轮发电机组采用晶闸管静止励磁方式的日益增多，非常突出的是发电机快速灭磁与转子过电压问题。1981年晶闸管静止励磁方式在葛洲坝电厂17万千瓦及12.5万千瓦的水轮发电机组上首次应用，据统计，从1981年至1983年期间，在葛洲坝电厂因灭磁系统内故障而被烧坏的DM2—2500型灭磁开关就有8台。因此，发电机组快速灭磁与

2、抑制灭磁过程中转子过电压问题也引起了国家有关部门的高度重视，并列为重大科技攻关项目进行攻关。至今为止，在国内有关制造厂，科研部门的通力合作下，这个问题已基本得到解决，与此同时，也引起了了数套瑞典ASEA公司（现为ABB公司）的灭磁装置，并在葛洲坝电厂12#，14#两台12.5万千瓦水轮发电机组上安装，投入运行。二、ASEA公司灭磁装置组成ASEA公司灭磁装置原理图如图一所示，主要组成部分：1、磁场断路器：单断口，型号ASLG4000，用于切断磁场回路。2、放电晶闸管：形成转子放电回路，由磁场断路器起动触发放电晶闸管导通。3、灭磁消能非线形电阻：灭磁消能元件

3、，灭磁时转子能量经此非线电阻迅速消耗掉，该非线性电阻的成分为sic（碳化硅），在额定电流流过下，残压为500V，有关参数：C=165，α=0.36，伏安特性：U=C·I24、触发及保护单元:（1）晶闸管触发回路（2）磁场断路器过流保护（3）转子接地保护（4）转子正、反方向过压保护KYMSCRLI＞R＜OVERCURRENTPROTECTION磁场断路器过流保护ROTOREARTHFAULTPROTECTION转子接地故障保护图一：原理简图三、装置性能分析51、可靠性该装置磁场断路器本身动作安全可靠，就磁场断路器本身而言没有发生过误动、拒动的现象。曾因其过流

4、保护误动，使其磁场断路器误跳两次（每次都造成机组事故，甩负荷12.5万千瓦）。2001年6月19日，该磁场断路器在机组满负荷125MW运行情况下偷跳，造成12F解列，经检查系统磁场断路器操作接触器F1线圈引线端部是断解断所引起，因无备品，改用DZY219型国产中间继电器代替，才使磁场断路器恢复正常运行。总之，该装置运行可靠性较高，但有后顾之忧，一旦某些重要部件损坏，该装置将无法正常运行。2、灭磁性能为了能说明该装置的灭磁性能和比较方便我们选用了发电机空载额定工况下的灭磁特性并选取以下参数：（1）发电机定子电压下降到额定值的0.368及0.1倍的时间tm1和

5、tm2。（2）磁场断路器建压时间：cj（3）灭磁过程中转子绕组出现最高电压Ucmax10试验结果图（2）所示为空载额定工况灭磁波形曲线图二：空载额定工况下灭磁波形曲线由示波图可得知：tm1=1.94″，tm2=3.72″，tj=40ms，ULmax=-240V。从上述灭磁数据可得知，该装置灭磁时发电机转子绕组过电压数值较低，所以说在此电压下转子绕组及励磁回路绝缘不会造成任何损害。它的转子过电压数值是我厂其它机组灭磁时转子过电压数值（-1500U—-2000U）的0.16倍。从示波图中可以看出，灭磁曲线与“理想灭磁”曲线相差甚远。这是因为改造装置灭磁电阻采用

6、的是碳化硅非线形电阻，该种类型的电阻伏安特性较差，其伏安特性如图（3）所示。5UZRNRFLFIFK图四：灭磁回路简图图三：非线性电阻伏安特性额定电流流过时的残压UUNINI现在从理论上验证试验结果。图四的回路方程：求出：当电流if=0时，可求得灭磁时间为：（1）UnRO—灭磁时非线形电阻两端初始电压值5Ifo—灭磁前初始励磁电流值UnR=clf2—非线形电阻压降K—即非线形电阻的动作电压与转子额定电压之比。由公式（1）可计算得出该装置灭磁时转子电流衰减到零的时间。该装置c=165α=0.36K=1可以看出，理论计算和试验数据相吻合，故可以证明试验数据是正

7、确的。四、存在的主要问题从该装置灭磁特性分析中可知，该装置灭磁时间较长，tm1和tm2的时间是我厂其它同类型机组灭磁时间的3.8倍。我厂大部分机组采用双断口开关——高能氧化锌非线性电阻组成的灭磁装置，其有关参数为：非线性电阻动作电压1500V，α=0.04，K=3根据公式（1）可计算灭磁时间tm，可以看出，这种灭磁装置的灭磁时间远小于ASEA公司的灭磁装置灭磁时间。由于瑞典ASEA公司灭磁装置灭磁时间较长，当发生发电机内部及出口器线短路故障时，该灭磁装置不能尽快地灭磁以缩短在故障点的燃弧时间，将会使故障所造成的危害加大，扩大事故。如果故障电流较大，除击穿线

8、棒绝缘外还将有严重的铜和铁芯的烧损，这种故障至少需要换损坏的绝缘，