发电机励磁系统的灭磁及过电压保护装置改造.pdf

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1、发电机励磁系统的灭磁及过电压保护装置改造郑祥云，刘勇，蒋建旭(华电潍坊发电有限公司，山东潍坊261204)[摘要]针对华电潍坊发电有限公司#1机组励磁系统使用的灭磁及过电压保护装置选型落后、灭磁开关机构老化、动作不可靠、氧化锌非线性灭磁电阻已达使用年限、发电机转子侧无非全相大滑差异步运行保护等问题，对灭磁及过电压保护装置的改造方案进行了分析和比较，对原设备中的灭磁开关与灭磁电阻进行更换，同时加装转子侧非全相大滑差异步运行保护装置。改造后形成了完善的转子过压保护方式，保障了机组的安全可靠运行。关键词灭磁

2、开关非线性灭磁电阻转子过电压保护0引言机端出现三相短路等严重工况下氧化锌非线性电阻会被损坏甚至烧毁，进而破坏转子绝缘。目前，华电潍坊发电有限公司位于山东电网负荷中(3)原装置中无发电机非全相大滑差异步运行保护装心，其总装机容量为200万kW，其中#1机组额定功率置。当机组出现非全相大滑差异步运行工况时，定子负序为33万kW，其机端电压为20kV，励磁系统为三机励磁电流产生的磁场切割转子绕组，会感应很强的电势，同时系统，额定励磁电压为498V，额定励磁电流为2363A，来自电网和机械的能量透过气隙源源不

3、断地输入到转子绕空载励磁电压为138V，空载励磁电流为788A。组中，而灭磁氧化锌所具备的能量是远远不够的，只需几秒钟就将全部阀片烧损，造成转子绕组开路、绝缘击穿、1改造前的概况和改造的必要性阻尼绕组烧毁。华电潍坊发电有限公司#1机组的灭磁及过电压保护因此，应对原设备中的灭磁开关与灭磁电阻进行更装置是20世纪90年代设计方案，其灭磁开关为国产换，同时加装转子侧非全相大滑差异步运行保护装置，形成完善的转子过压保护，保障机组安全可靠运行。DM4—2500型磁场断路器，氧化锌非线性灭磁电阻已达使用年限，发电

4、机转子侧无非全相大滑差异步运行保护。2方案的选择作为同步发电机的重要组成部分，励磁系统的运行情况直接影响机组及电网运行的可靠性和稳定性。励磁主回自动灭磁及过电压保护系统应满足以下几个要求：路中的灭磁装置由灭磁开关和灭磁电阻构成。当发电机内(1)灭磁时间应尽可能短，一般按同步电机定子电势部或引出线上有短路时，为迅速灭磁，需要灭磁开关结构降低到初始值的0．368倍所需的时间作为参量来评价各种简单、动作可靠、有足够的热容量和运行寿命、能满足发灭磁方法的优劣。电机运行方式的要求。#1机组的灭磁及过电压保护装置

5、(2)灭磁时反向电压不超过规定的倍数。相关标准规存在以下几个方面的问题。定应不超过转子出厂耐压试验电压的50％或不超过额定励(1)DM4-2500为双断口，开关分、合闸不能保证同磁电压值的5～7倍。步，且调整难度大；开关辅助接点与主触头之间配合不(3)灭磁装置的电路和结构型式应简单可靠。当，开关只要分、合任何一个单断口，所有辅助接点都进(4)灭磁开关应有足够的分断发电机转子电流能力，行转换，这样造成中控及保护误判信号，影响机组正常运不会因分断而烧坏。行；开关灭弧罩采用绝缘灭弧栅灭弧原理，吸热效果差，根

6、据#1机组的能源类型、容量、灭磁电压及过电压电弧弧压不稳定，影响灭磁能量从灭磁开关向灭磁电阻上保护值，结合现场其它配套电气设备及发电机运行情况，转移的过程，易造成灭磁开关烧毁；该产品市场上已基本选用南京南瑞灭磁及过电压保护装置。此装置的主要部件淘汰，出现问题后很难在短时间内修复，从而直接影响了有以下特点：发电安全和效益。(1)磁场断路器选用瑞士S6cheronUR36M-82S型快速(2)氧化锌非线性电阻的使用年限一般为8～10年，直流磁场断路器。该断路器是自动脱扣双向单极型高速直超出使用年限的氧化锌

7、非线性电阻泄漏电流超标，【，。mA电流限流空气断路器，具有电磁消弧、电动控制电路和直接压变化较大，能容量发生改变。当机组发生空载误强励或过电流脱扣等特点；其高绝缘等级除确保超长寿命之外，收稿日期：2014—03—27作者简介：郑祥云(1981一)，硕士，研究方向为电力系统微机保护。电工技术I2014l8期l61还确保了极高的可靠性。司。(2)转子过电压保护柜内过压保护元件为国产高性能灭磁过电压保护装置必须经过静态试验和动态试验合氧化锌非线性电阻。该氧化锌电阻具有优良的非线性伏安格后，方可正式投运。特性

8、，当氧化锌电阻阀片开通后，其伏安特性平坦，几乎4．1静态试验接近恒压；而且氧化锌电阻阀片的单位能容量很大，可达(1)工频耐压试验：对主回路进行4000V／lmin工频耐300J／cm。以上。压试验，对辅助回路和控制回路进行2000V／lmin工频耐(3)发电机转子系统常因灭磁过电压、气隙磁场变化压试验，试验合格。使转子过电压和来自电源侧的过电压而导致故障。由于(2)非线性灭磁电阻测试：用所测氧化锌非线性电阻UR36M-82S型快速直流磁场断路器加上氧化锌