电气制动技术在水电站的应用

《电气制动技术在水电站的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、电气制动技术在水电站的应用（中国水利水电第八工程局有限公司湖南长沙410004）摘要：随着经济发展水平的不断提升，社会对于电能的需求不断增长，在此背景下水力发电在电能供应中所占比例越来越大。水电站机电设备是一个相对复杂系统，在运行过程中存在一定的工况波动情况，在出现故障隐患的情况下，需要采取一定的制动措施进行停机与故障排查。电气制动技术的应用，能够有效提升设备的稳定性，控制设备减速制动的安全性。木文探讨了电气制动技术在水电站应用的相关内容，旨在提供一定的参考借鉴。关键词：水电站；电气制动；减速；安全引言：

2、水电站自动化是一门牵涉控制技术、测量技术和计算机等几个方面理论的综合性科学技术，尽管现在受到国家政府的关注，也有得到了非常大的发展。水电厂是自动化、机械化兼长时间工作的部门，因此对水电厂的实时检验就变得非常主要，一定要严格执行实时监视或操作监控，监视的变量与所要实施的数据处理也愈来愈多，假如搞好精准检验对水电站是个严峻考验，单凭借运行人员来完成各类操作己变得非常困难。1电气制动技术在水电站应用的关键环节1.1水电站电气制动时间控制水电站电气制动技术的应用作用是加快机组正常停机过程、降低能耗与提升设备停机稳

3、定性电能。尽管水电站设备停机制动时间较短，但依然不能承担非必要风险而单纯追求停机时间的缩短。因此，应以机组特性为基础进行设备调试，平衡制动电流与制动效果，不单纯以制动时间缩短为目的，而应以保证水电站机组线圈稳定性为标准。1.2水电站电气制动停机控制在水电站机组电气制动装置应用的过程中，停机过程控制的优化是核心环节,其中中性点、定子绕组以及短路开关是水电站发电机组制动控制的重要目标，停机控制过程应与保护装置CT配置相结合展开深入分析，对制动过程电气量变化进行确认，主要包括差流、定子电流频率变化等如在电气制动

4、停机过程中产生的变化量，以及相应保护装置误动或误发告警信息的触发条件，从而针对相应闭锁保护采取有效措施。1.3水电站电气制动防误控制电气制动控制系统的安全可靠与机组运行和电气制动过程紧密相关，因而需要对约束条件和闭锁措施进行合理的考量。其中，机组带负荷正常运行中的最大风险是电气制动装置动作的稳定性，以及短路开关合闸过程中可能出现的风险。因此，在水电站电气制动技术应用时除了相应短路开关选型之外，应在系统控制冋路中装置防误闭锁逻辑条件：(1)便回路闭锁:通过出口开关、出口刀闸、励磁变低压侧开关对短路开关合闸进

5、行控制；制动变低压侧开关与励磁变低压侧开关进行互锁控制；出口开关与短路开关互锁控制；出口开关与制动变低压侧开关闭锁控制。(2)软件程序闭锁:双Q点串接方式应用于短路开关合闸，不同的DO模块由两Q点输出，降低了由同一块DO模块损坏而导致误合短路开关发生的风险。2水电站电气制动设计及关键设备选择2.1制动方案的选择水电站电气制动安全风险是制定设计方案时应考虑的首要问题，为加快停机过程、减少污染、降低能耗，是辅助机组正常停机吋电气制动装置，是水电站机组正常停机时应用的重要设备。制动方案选择的出发点应为系统安全性

6、，因而可将，独立的原励磁系统选择为水电站电制动装置，同吋设置电制动开关、制动变压器、励磁变低压侧交流切换开关、励磁直流侧切换开关和独立的二极管全桥整流装置作为电制动系统辅助设备，并设置一套电制动控制系统。2.2定子制动电流的选择制动电流是停机制动中的一个重要因素，而电气制动力矩与制动电流平方为正比例关系，随着制动电流的增大，制动效力越明显。但制动电流的增大，会导致制动系统线圈能耗的增加，应对将电流设置在合理的范围实现制动效力与能耗的平衡。定子短路清况下的电气制动，持续时间应≤IOmin,同吋根据定子

7、热容量曲线可知，发电机定子制动电流的理论合理定值应为取1.0-1.3倍额定电流。目前，对电气制动的快慢没有统一标准，所以取1.0倍额定电流即8kA作为制动电流。2.3短路开关的选择在水电站发电机灭磁停机过程中，当短路开关合上转速降至额定转速50%-60%的条件下，在发电机磁路剩磁的作用下系统会产生电弧冲击，同时形成部分残余短路电流。实践研究表明:发电机剩磁一般小于额定磁场的3%,结合水电站实际情况设置相应的安全裕度，按照额定值的2.5%考虑剩磁条件。同吋，在制动开关投入时，制动装置启动后电流快速上升至额定

8、制动电流，制动时间≤10分钟。另外，考虑到短路开关性能的稳定可靠，短路开关需具有一定的灭弧能力，其操作机构应三相联动、驱动环节简单、稳定可靠。2.4制动变及制动控制系统全桥二极管整流系统是当前应用较为广泛的水电站电气制动系统，是一套非柔性控制装置，应通过调节制动变压器变低侧档位来控制输入转子的励磁电压、励磁电流等条件。在制动变压器电压档位选择的过程中，需要对系统用电波动性进行考量，一般按照±5%的波动幅度控