CN102340276A - 一种自励式水轮发电机柔性电制动起励回路及其起励方法 - Google Patents

一种自励式水轮发电机柔性电制动起励回路及其起励方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自励式水轮发电机柔性电制动起励回路及其起励方法，自励式水轮发电机柔性电制动起励回路包括具有交流侧接触器、直流侧接触器的二极管整流桥起励回路，所述二极管整流桥起励回路并联在所述发电机转子两端，其特征在于，二极管整流桥起励回路的二极管整流桥输出侧并联一个电阻。本发明的起励回路不仅可以用于发电机自励发电时进行交流控制起励，同时也可作为发电机进行柔性制动开机时起励使用。

Description

一种自励式水轮发电机柔性电制动起励回路及其起励方法
技术领域
本发明涉及一种自励式水轮发电机柔性电制动起励回路及其起励方法，属于电力系统发电机技术领域。
背景技术
水轮发电机在电网中普遍承担调频、调峰和事故备用的作用，使得机组的开、停机次数比较频繁。当采用自励式同步水轮发电机时，发电机机组再次开机发电时，首先要进行起励建压，因此发电机的可靠、快速起励对于发电机的再次开机有着非常重要的意义。当发电机机组停机时，由于大型水轮发电机机组转动惯量极大，仅靠传统单一的机械制动方式已经远远不能满足现代控制运行方式的要求，因此停机过程中大都采用了附加柔性电制动的方式。
由于静止励磁方式的优点，大型发电机机组大都采用自励式静止励磁方式，由于起励时所需要的电源容量比较大，故在进行发电机起励系统设计时一般采用交流起励的方式，以降低起励电源容量，便于发电厂提供起励电源。交流起励方式采用二极管整流桥将交流电源整流成直流电源后提供给发电机转子建立初始的磁场。对于其转子电感较大的发电机，其较大的转子电感可能影响到起励过程中励磁系统整流装置可控硅元件工作状态，即造成起励过程中可控硅元件不能持续导通，使发电机机端电压过低，使得起励过程结束后，机端电压过低，甚至不能建立机端电压。当发电机停机电制动时，电制动电源直接加在可控硅阳极，由于发电机转子电感较大，也使得流装置可控硅元件不能持续导通，不能建立磁场，最终导致发电机电气制动的失败。
发明内容
本发明的目的是提供一种可靠、快速且安全的自励式水轮发电机柔性电制动起励回路。
为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：包括具有交流侧接触器、直流侧接触器的二极管整流桥起励回路，所述二极管整流桥起励回路并联在所述发电机转子两端，其特征在于，所述二极管整流桥起励回路的二极管整流桥输出侧并联一个电阻。本发明的起励回路既可作为自励式水轮同步发电机交流起励的起励回路，也可以作为电制动时进行开机的起励回路。
优选的，所述电阻的阻值范围50Ω～500Ω，二极管的额定电压为1500V~2500V。
优选的，所述电阻并联在二极管输出侧，同时并联在直流接触器前端，所述直流侧接触器和快速熔断器串联后连接在所述发电机转子两端。
本发明在发电机开机建压时，起励回路的交流接触器和直流接触器同时工作，将二极管整流桥、续流电阻均接入起励回路，使整流装置可控硅元件续流导通，实现可靠起励；当发电机电制动开机时，起励回路的交流接触器不工作，通过直流接触器工作，将续流电阻接入起励回路，使整流装置可控硅元件续流导通，实现可靠开机，此时由于二极管反向接在起励回路中故不进行工作。发电机完成开机后，电阻和起励回路退出运行，保证起励回路的安全。
附图说明
图1为本发明一种自励式水轮发电机柔性电制动起励回路电气原理图。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1，一种自励式水轮发电机柔性电制动起励回路，包括具有交流侧接触器K11的二极管整流桥起励回路，该起励回路并联在发电机转子两端，其二极管整流桥输出侧并联一个电阻R7后，再与直流侧接触器K21、K22相并联。为了防止起励回路直流侧短路，损坏起励回路可控硅元件或起励变压器，在直流侧接触器K21后串联熔断器F21、F22后将起励回路连接在发电机转子的两端。
自励式同步水轮发电机励磁系统包括励磁调节器、励磁整流装置、灭磁系统、起励回路和仪表等。发电机进行自励开机时，发电机的励磁系统收到开机建压信号后，励磁调节器发出继电器K2动作的命令，使交流侧接触器K11动作，将二极管整流桥、续流电阻R7、直流接触器K21、K22接入起励回路，二极管整流桥处于导通整流工作状态，进行发电机的励磁；当发电机起励完成后，励磁调节器检测到退出起励回路信号，即发出交流侧接触器K11释放信号，切断电源，然后通过交流侧接触器K11释放直流侧接触器K21、K22，完成二极管整流桥起励回路和发电机转子的分离，保证起励回路元器件的安全。
发电机进行柔性电气制动开机时，发电机的励磁系统收到电制动开机信号后，励磁调节器发出继电器K1动作的命令，使交流侧接触器K12动作，续流电阻R7、直流接触器K21、K22接入起励回路，进行发电机的励磁，此时由于二极管整流桥整流方向和电阻两端所加电压的方向相反，使得该整流组件处于不工作状态，为了保证二极管的安全，故所选二极管反向电压要大于励磁回路最大的电压峰值；当发电机电制动开机完成后，励磁调节器检测到退出起励回路信号，即发出直流侧接触器K21、K22释放信号，完成起励回路和发电机转子的分离，保证起励回路元器件的安全。
实施例1：三峡地下电站700MW机组的发电机起励回路设计：电阻为：50Ω/1000W，二极管额定电压：2200V，K21、K22额定电流为245A。
本领域技术人员应该认识到，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制，只要是根据本专利所揭示的精神所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。

Claims (5)

1.一种自励式水轮发电机柔性电制动起励回路，包括具有交流侧接触器、直流侧接触器的二极管整流桥起励回路，所述二极管整流桥起励回路并联在所述发电机转子两端，其特征在于，二极管整流桥起励回路的二极管整流桥输出侧并联一个电阻。
2.根据权利要求1所述的起励回路，其特征在于，所述电阻并联在二极管输出侧，同时并联在直流接触器前端，所述直流侧接触器和快速熔断器串联后连接在所述发电机转子两端。
3.根据权利要求1所述起励回路，其特征在于，所述电阻的阻值范围为50Ω～500Ω，二极管的额定电压为1500V～2500V。
4.根据权利要求1所述的自励式水轮发电机柔性电制动起励回路的起励方法，其特征在于,包括以下步骤:
1)发电机进行自励开机时，发电机的励磁系统收到开机建压信号后，励磁调节器发出继电器K2动作的命令，使交流侧接触器K11动作，将二极管整流桥、续流电阻R7、直流接触器K21、K22接入起励回路，二极管整流桥处于导通整流工作状态，进行发电机的励磁；当发电机起励完成后，励磁调节器检测到退出起励回路信号，即发出交流侧接触器K11释放信号，切断电源，然后通过交流侧接触器K11释放直流侧接触器K21、K22，完成二极管整流桥起励回路和发电机转子的分离；
2)发电机进行柔性电气制动开机时，发电机的励磁系统收到电制动开机信号后，励磁调节器发出继电器K1动作的命令，使交流侧接触器K12动作，续流电阻R7、直流接触器K21、K22接入起励回路，进行发电机的励磁，此时由于二极管整流桥整流方向和电阻两端所加电压的方向相反，使得该整流组件处于不工作状态；当发电机电制动开机完成后，励磁调节器检测到退出起励回路信号，即发出直流侧接触器K21、K22释放信号，完成起励回路和发电机转子的分离，保证起励回路元器件的安全。
5.根据权利要求1所述的自励式水轮发电机柔性电制动起励回路的起励方法，其特征在于:在所述步骤2)中,所选二极管反向电压大于励磁回路最大的电压峰值。
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