CN101702609A - 利用辅助逆变脉冲发生器参与灭磁的发电机灭磁方法 - Google Patents

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Abstract

利用辅助逆变脉冲发生器参与灭磁的发电机灭磁方法，其基于一种具有辅助逆变脉冲发生器的励磁电路而实现，核心是采用独立的辅助逆变脉冲控制器，在正常停机时，辅助逆变脉冲发生器作为备用；而在事故停机情况下，在需要保护跳灭磁开关时，特别是误强励或调节器失控时，切除励磁调节器控制脉冲，并用辅助逆变脉冲控制器来实现逆变功能，确保逆变不依赖于调节器的正常与否，都可以把可控硅整流桥的直流侧电压变为负值，极大的减轻了对灭磁开关的要求，大大提高了灭磁可靠性。

Description

利用辅助逆变脉冲发生器参与灭磁的发电机灭磁方法
技术领域
本发明涉及发电机转子灭磁方法，特别是利用辅助逆变脉冲发生器参与灭磁的发电机灭磁方法，属于电力系统励磁控制技术领域。
背景技术
众所周知，发电机励磁系统中的灭磁功能，对于在发电机内部故障和发生过电压的情况下的保护，防止事故扩大是非常重要的。为了把事故的影响减至最小，要求灭磁系统要以最快的速度把发电机转子的电磁能量转移出去，使发电机机端电压快速地降到零。为了实现这个目标，发电机励磁专业人士不断创造新的技术去攻克这个技术难题，发电机灭磁也从线性灭磁转化为非线性灭磁，加速了转子磁能的转移，大大地缩短了灭磁时间。而极其恶劣的灭磁工况之一，便是误强励情况下的灭磁。辅助脉冲控制器实现逆变功能，把可控硅整流桥的输出电压变为负值，从而大大降低励磁系统故障时，特别是误强励时对灭磁开关最大电压分断能力的要求。
下面对目前常用的几类灭磁方法作简单介绍。
1、逆变灭磁
当晶闸管整流桥中的晶闸管的触发脉冲控制角度大于90度(感性负载为90度，阻性负载为120度)时，晶闸管整流桥直流侧输出的电压平均值为负，此时晶闸管整流桥具有把发电机转子中储存的能量反馈到交流回路中去的能力，从而实现发电机的灭磁。这种灭磁要求调节器输出的脉冲一定不能失控，而当事故停机时，并不能保证调节器工作正常，所以灭磁设计中不能依赖调节器实现逆变灭磁。
2、灭磁开关移能灭磁
图1是典型的发电机灭磁系统原理图。
正常运行时，灭磁开关闭合，常闭触头断开；
事故停机时，常闭触头合上，主触头分断，依靠灭磁开关主触头分断过程中产生的电弧弧压，该弧压要求大于当前转子电压跟非线性电阻导通电压之和，以将非线性电阻导通，实现转子电流转移，快速消耗掉转子绕组能量。这类灭磁方式的主要问题是对于大型发电机来说，灭磁开关要求太高，选型比较困难。
针对大容量机组对于灭磁系统的可靠性及安全性要求更高的问题，单纯依靠直流断路器性能的提升，很难满足要求，而且由于在较大励磁电流以及较高的可控硅阳极电压下，直流断路器建压及熄弧能力的局限性，迫切的需要保证大容量下，能够可靠、安全灭磁的技术和方法。
发明内容
本发明要解决技术问题是：克服现有逆变灭磁方法的前述不足，提供一种利用辅助逆变脉冲发生器参与灭磁的发电机灭磁方法，该灭磁方法能够快速、安全、可靠的将励磁电源与发电机转子分断，并把发电机转子电流转移到灭磁器件中去。
为了解决以上技术问题，本发明的利用辅助逆变脉冲发生器参与灭磁的发电机灭磁方法，其基于一种具有辅助逆变脉冲发生器的励磁电路而实现，所述励磁电路中，独立于励磁调节器之外的辅助逆变脉冲发生器可同时发出脉冲控制可控硅整流桥，励磁调节器的逆变停机触发角α满足120°＜α＜180°，辅助逆变脉冲发生器的逆变停机触发角β满足α≤β＜180°，灭磁方法包括正常停机灭磁方法和事故停机灭磁方法，
所述正常停机灭磁方法如下：
励磁装置从机组监控装置得到励磁退出命令，在保持直流灭磁开关主触头、常闭触头不动作的情况下，将励磁调节器的脉冲触发控制角置为逆变停机触发角α，同时，所述的辅助逆变脉冲发生器向可控硅整流桥发脉冲，辅助逆变脉冲发生器的脉冲触发控制角为逆变停机触发角β，
所述事故停机灭磁方法如下：
励磁装置从机组保护装置得到励磁跳闸命令，一方面通过控制回路跳灭磁开关；另一方面切断调节器的输出脉冲电源，同时，所述的辅助逆变脉冲发生器向可控硅整流桥发脉冲，辅助逆变脉冲发生器的脉冲触发控制角为逆变停机触发角β。
本发明工作过程及原理如下：
(1)正常停机情况下，为逆变灭磁。直流灭磁开关主触头、常闭触头均不动作，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α控制角为逆变角(如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，并把转移过来的能量消耗掉。
励磁调节器正常停机逆变角取α满足120°＜α＜180°，而辅助逆变脉冲发生器的逆变停机触发角β满足β≥α，所以正常停机的逆变功能仍然由调节器完成，此时辅助逆变脉冲发生器仅仅起到一个备用的作用，即正常停机时，只有在励磁调节器未能正常发出触发脉冲的情况下，可控硅整流桥的逆变才由辅助逆变脉冲发生器来完成，提高了励磁回路在正常停机情况下的逆变灭磁可靠性。
(2)发电机组事故停机时，励磁装置从机组保护装置得到励磁跳闸命令，一方面通过控制回路跳灭磁开关，同时切断调节器的输出脉冲电源。此时可控硅的触发脉冲由辅助逆变脉冲发生器提供。由于控制脉冲的切换为电气量相对于跳灭磁开关要快得多，所以可控硅整流桥的输出电压立即变负，并把发电机转子的部分能量通过逆变的方式转移到励磁变压器以及发电机定子中去；当灭磁开关动作时，由于可控硅整流桥的输出电压已经为负值，这就大大降低了对灭磁开关电压分断能力的要求(灭磁开关的电压分断能力是大型发电机灭磁系统中最为薄弱的环节，由于灭磁开关选择的限制，使得大型发电机灭磁系统的设计变得非常困难，甚至不得不考虑牺牲部分灭磁的快速性来降低对灭磁开关的要求)。特别是在发电机最为严重的误强励灭磁工况下，由辅助逆变脉冲发生器提供可靠的逆变控制能够在可控硅整流桥的输出提供很高的负电压，从而大大降低对灭磁开关电压分断能力的要求。
本发明的核心是采用独立的辅助逆变脉冲控制器，在正常停机时，辅助逆变脉冲发生器作为备用；而在事故停机情况下，在需要保护跳灭磁开关时，特别是误强励或调节器失控时，切除励磁调节器控制脉冲，并用辅助逆变脉冲控制器来实现逆变功能，确保逆变不依赖于调节器的正常与否，都可以把可控硅整流桥的直流侧电压变为负值，极大的减轻了对灭磁开关的要求，大大提高了灭磁可靠性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为现有发电机灭磁系统原理图。
图2为本发明电路原理图。
具体实施方式
本实施例的利用辅助逆变脉冲发生器参与灭磁的发电机灭磁方法，其基于如图2所示的一种具有辅助逆变脉冲发生器的励磁电路而实现，所述励磁电路中，独立于励磁调节器之外的辅助逆变脉冲发生器可同时发出脉冲控制可控硅整流桥，励磁调节器的逆变停机触发角α满足120°＜α＜180°，本例中，α＝150°辅助逆变脉冲发生器的逆变停机触发角β满足α≤β＜180°，本例中β＝160°，灭磁方法包括正常停机灭磁方法和事故停机灭磁方法，
所述正常停机灭磁方法如下：
励磁装置从机组监控装置得到励磁退出命令，在保持直流灭磁开关主触头、常闭触头不动作的情况下，将励磁调节器的脉冲触发控制角置为150°，同时，辅助逆变脉冲发生器向可控硅整流桥发脉冲，辅助逆变脉冲发生器的脉冲触发控制角为逆变停机触发角160°；
所述事故停机灭磁方法如下：
励磁装置从机组保护装置得到励磁跳闸命令，一方面通过控制回路跳灭磁开关；另一方面切断调节器的输出脉冲电源，同时，辅助逆变脉冲发生器向可控硅整流桥发脉冲，辅助逆变脉冲发生器的脉冲触发控制角为逆变停机触发角160°。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (1)

1.利用辅助逆变脉冲发生器参与灭磁的发电机灭磁方法，其基于一种具有辅助逆变脉冲发生器的励磁电路而实现，所述励磁电路中，独立于励磁调节器之外的辅助逆变脉冲发生器可同时发出脉冲控制可控硅整流桥，励磁调节器的逆变停机触发角α满足120°＜α＜180°，辅助逆变脉冲发生器的逆变停机触发角β满足α≤β＜180°，灭磁方法包括正常停机灭磁方法和事故停机灭磁方法，
所述正常停机灭磁方法如下：
励磁装置从机组监控装置得到励磁退出命令，在保持直流灭磁开关主触头、常闭触头不动作的情况下，将励磁调节器的脉冲触发控制角置为逆变停机触发角α，同时，所述的辅助逆变脉冲发生器向可控硅整流桥发脉冲，辅助逆变脉冲发生器的脉冲触发控制角为逆变停机触发角β，
所述事故停机灭磁方法如下：
励磁装置从机组保护装置得到励磁跳闸命令，一方面通过控制回路跳灭磁开关；另一方面切断调节器的输出脉冲电源，同时，所述的辅助逆变脉冲发生器向可控硅整流桥发脉冲，辅助逆变脉冲发生器的脉冲触发控制角为逆变停机触发角β。
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