电气制动技术在景洪电厂应用

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1、电气制动技术在景洪电厂应用　　【摘要】本文简要介绍了GEEX2100励磁系统的基本情况、水电厂发电机组电气制动停机的工作原理，励磁系统及计算机监控系统各自的电气制动停机工作流程。说明了该套励磁系统在景洪水电厂的实际运行情况，并将此种停机方式与纯机械制动停机方式进行对比，得出水电机组尽量采取电气制动与机械制动混合制动停机的优化方式。【关键词】电气制动应用中图分类号：F407.6文献标识码：AGEEX2100励磁系统简介GE的数字式控制系统，具有最大的可靠性，而且设计灵活，操作方便。EX2100励磁系统广泛应用于中国的火力发电厂，现在在水电厂也有着应用，而景洪水电厂则是国内

2、首个应用GEEX2100励磁系统的水电厂。EX2100励磁系统采用三重模块冗余(TMR)特性，在主单元和后备单元之间可以在线测试和自动切换。采用专利的励磁回路接地监测器，准确地决定ac/dc侧接地点的位置和接地电阻值。其电力系统稳定器减少了系统的停运，同时也采用冗余的整流桥和控制的在线检修，具有非常高的可靠性，使强迫停运概率和停运时间减至最小。10EX2100励磁系统更容易操作，便于培训和提高生产力。由于控制和电力接线可以从底部和顶部进入以及抽屉式风机易于更换，所以整个系统的设计便于维护。其采用MarkVI汽轮机控制和内部控制系统（ICS）、串行和以太网的ModbusR

3、TU技术，完全一体化，以得到更高水平的控制系统。采用友好的用户界面包括就地控制柜的键盘、人机界面(HMI)、控制操作员界面。通过GE控制系统工具包(Toolbox)测试和设置的向导，指引运行人员进行起动，操作和诊断。维护用软件工具使用户可以改变参数和查看数据，以满足用户的特殊需求电气制动停机的工作原理机组与电网解列灭磁后，在摩擦力矩的作用下，转速逐渐降低，当转速下降到一定值时，投入电气制动电源，再将定子绕组在出口处三相短路，励磁系统开始起励向转子绕组中输入一恒定直流电流，将会在定子绕组中产生感应电流。因在机组出口处三相短路，发电机机端电压为零，该定子感应电流产生的同步转

4、矩、磁阻转矩均为零，但是短路转矩不为零[2]，该短路转矩为一个与机组惯性转矩方向相反的电磁铜耗制动转矩，从而使机组减速制动到停机。电磁铜耗制动转矩ME与机组转速n的关系如下：[1]其中：PE:铜损耗功率，Ω：转子机械角速度，Ik：制动时定子电流，km、kd为常系数，R：定子有效电阻。10由于Ik、R为常数，电气铜耗制动转矩是随机组转速下降而增大。可以看出电气制动停机的效果在低转速时尤为明显。电气制动停机的工作流程（一）景洪水电厂EX2100励磁系统电气制动停机系统（一）监控系统电气制动停机流程图1励磁系统电气制动停机主回路接线图从图1可以看出，EX2100励磁系统是典型

5、的自并励励磁系统，正常情况下励磁系统电源由PPT励磁变压器从机端取得，在电气制动投入时，励磁系统电源由BT电气制动变压器从400V厂用电取得，电气制动系统的设备包括：BT电气制动图1电气制动停机主回路接线图变压器，FLD制动开关S2、机组出口三相短路开关S4及励磁系统相关设备组成。景洪水电厂机组EX2100励磁系统基本情况：10额定励磁电压：405V额定励磁电流：2915A空载额定励磁电压：160V空载额定励磁电流：1605A励磁变压器（PPT）：电压变比18kV/800V，额定容量为4050KVA。电气制动变压器（BT）：电压变比380V/200V，额定容量为500K

6、VA。FLD电气制动开关S2：型号为3AH31141600A/12kV，西门子真空断路器。FLD励磁开关S1：型号为3AH31163150A/12kV，西门子真空断路器。机组出口短路开关S4：ABB公司HGI3型SF6发电机断路器，额定电压：21kV，额定电流：8kA。（二）计算机监控系统电气制动停机流程景洪水电厂采用的机组制动方式为电气制动与机械制动共同作用的混合制动方式，在机组50%额定转速时，投入电气制动，在机组10%额定转速时，投入机械制动，两种制动方式在机组停稳后即机组转速为0时退出。图2计算机监控系统电气制动停机流程10从图2可以看出，电气制动投入的条件：机

7、组解列灭磁、导叶全关、机组无内部电气故障、励磁系统无故障。为了防止在电气制动过程中出现发电机保护动作导致电气制动投入不成功，则需要将发电机保护进行保持闭锁，直到电气制动停机完成后再解除；当机组转速降至50%时，才投入电气制动；在整个电气制动投入过程中，若励磁电流大于1200A，经2S延时后监控系统将会向励磁系统发电气制动紧急中断令，励磁系统将进行事故灭磁，作为电气制动过程中的一道保护。若电气制动停机流程出现问题，机组则由混合制动方式转为机械制动方式，保证机组平稳停机。（三）EX2100励磁系统电气制动停机流程EX2100励磁系统电气制动停