CN102957130B - 一种级联式磁场断路器灭磁电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种级联式磁场断路器灭磁电路，包括可控硅桥式整流回路、发电机转子、主二极管、次二极管、主磁场断路器、次磁场断路器和灭磁电阻，发电机转子电感、发电机转子电阻、可控硅桥式整流回路、主磁场断路器和次磁场断路器串联，主二极管与灭磁电阻串联组成的支路与发电机转子电感和电阻串联组成的支路并联，次二极管的阳极与灭磁电阻靠近主二极管阳极的一端相连，阴极与次磁场断路器靠近主磁场断路器的一端相连。通过增加二极管以及增加磁场断路器的方法，解决了因磁场断路器分断能力不足而无法满足大型发电机机组灭磁的困难。同时对磁场断路器开关时序进行控制，避免了因磁场断路器拒动引发的问题。

Description

一种级联式磁场断路器灭磁电路

技术领域

本发明涉及大型发电机励磁系统的灭磁部分磁场断路器的灭磁电路，属于电力系统励磁控制技术领域。

背景技术

近年来我国电源建设突飞猛进，在建发电机机组的单机容量迅速提高，发电机的额定励磁电压、励磁电流越来越大，对发电机的灭磁也相应地提出了越来越高的要求。国内在灭磁方面的发展相对缓慢，虽然我们国家在灭磁电阻的研究方面早已有了重大的突破，但由于一直没有能够开发出具有分断能力性能优越的磁场断路器，使得我国生产的磁场断路器一直无法满足大型发电机机组灭磁的需要。

磁场断路器是灭磁装置的主要部件，其考核的参数较多，主要包括磁场断路器的额定工作电流、电压，主触头在额定电流下的分断电压及电流，最大电流下的额定分断电压，短时允许电流、灭磁触头的短时通流能力等。而目前投运的大型/巨型机组特别是核电机组的励磁电流已达到10000A,因此必须针对不同的灭磁方案，对磁场断路器的参数做出最合理的选择。

目前，发电机转子灭磁回路常用的电气原理示意图如图1，虚线框中为线性电阻或非线性电阻。经可控硅全控整流桥SCR整流输出的励磁电流经过灭磁开关FMK以及与发电机转子R、L并联的灭磁回路(虚线框中所示)后接入发电机转子WF。

这种灭磁方法的优点是结构简单可靠，使用和维护都非常容易；而其缺点也显而易见，回路中只有一个磁场断路器，对其分断电压和电流的要求高，满足不了励磁电流大的场合。

发明内容

本发明要解决技术问题是：克服上述现有技术中存在的缺点，提供一种既满足大励磁电流要求，又能够实现快速灭磁的灭磁电路。

本发明所述级联式磁场断路器灭磁电路的技术方案是：

 一种级联式磁场断路器灭磁电路，包括可控硅桥式整流回路SCR、发电机转子、主二极管、次二极管、主磁场断路器、次磁场断路器、和灭磁电阻，发电机转子电感、发电机转子电阻、可控硅桥式整流回路、主磁场断路器和次磁场断路器串联，主二极管与灭磁电阻串联组成的支路与发电机转子电感和电阻串联组成的支路并联，次二极管的阳极与灭磁电阻靠近主二极管阳极的一端相连，阴极与次磁场断路器靠近主磁场断路器的一端相连。

作为本发明的进一步改进，该灭磁电路为包括一个次二极管、一个次磁场断路器和一个灭磁电阻的一级灭磁结构。

作为本发明的进一步改进，该灭磁电路为级联式结构，即灭磁电阻回路由至少两个所述一级灭磁结构并联组成。

作为本发明的进一步改进，所述灭磁电阻为非线性电阻Z。

由于采用了上述技术方案，本发明所述级联式磁场断路器灭磁电路具有如下有益效果：

本发明的级联式磁场断路器灭磁电路，通过增加二极管以及增加磁场断路器，对磁场断路器开关时序进行控制，一方面降低对单个磁场断路器分断弧压的要求；另一方面解决了磁场断路器串联的同步问题，保证励磁系统在发电机的各种工况下的灭磁需要，解决了大电流下磁场断路器分断能力不足的难题。

附图说明

图1为传统发电机转子灭磁回路示意图；

图2为本发明级联式磁场断路器灭磁电路的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

如图2所示，本实施例的级联式磁场断路器灭磁电路为二级级联结构，SCR是可控硅桥式整流回路，D1、D2和D3为二极管，FB1、FB2和FB3为磁场断路器，Z1、Z2为灭磁电阻。

该灭磁电路的灭磁原理是：当发电机正常工作时，串联的三个磁场断路器闭合；发电机灭磁时，FB1、FB2和FB3依次跳开，非线性电阻Z1、Z2将分次接入，当在给FB1跳闸信号的同时或在FB1跳开后给调节装置逆变命令，如果调节装置实现了逆变灭磁，则流过二极管D1的电流可能已经很快地换流到二极管D3中；如果调节器没有实现逆变灭磁而处于失控状态，则当FB1跳开后，流过FB1的电流将完全转移到二极管D1中；当FB2跳开以后，流过D1和FB2的电流将完全转移到二极管D2中，当FB3跳开以后，流过D2和FB3的电流将完全转移到D3。在此过程中只需要满足U1大于Z1的残压，U2大于Z2的残压，U3大于Ud即可，和传统灭磁回路相比降低了磁场断路器的拉弧电压。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种级联式磁场断路器灭磁电路，包括可控硅桥式整流回路、发电机转子、主二极管、次二极管、主磁场断路器、次磁场断路器和灭磁电阻，其特征在于：所述发电机转子的电阻、发电机转子的电感、可控硅桥式整流回路、主磁场断路器和次磁场断路器依次串联；所述灭磁电阻被分为两个部分，即第一灭磁电阻和第二灭磁电阻，两部分串联后与发电机转子并联；所述次二极管包括第一次二极管和第二次二极管，所述次磁场断路器包括第一次磁场断路器和第二次磁场断路器；主二极管与灭磁电阻串联组成的支路与发电机转子的电感和电阻串联组成的支路并联，第一次二极管的阳极与第一灭磁电阻靠近主二极管阳极的一端相连，第二次二极管的阳极与第二灭磁电阻靠近主二极管阳极的一端相连，第一次二极管的阴极与第一次磁场断路器靠近主磁场断路器的一端相连，第二次二极管的阴极与第二次磁场断路器靠近主磁场断路器的一端相连，第一灭磁电阻远离主二极管阳极的一端和第一次磁场断路器远离主磁场断路器的一端相连，第二灭磁电阻远离主二极管阳极的一端和第一灭磁电阻靠近主二极管阳极的一端相连，第一次磁场断路器远离主磁场断路器的一端和第一灭磁电阻远离主二极管阳极的一端相连，第二次磁场断路器远离主磁场断路器的一端和第一次磁场断路器靠近主磁场断路器的一端相连。

2.根据权利要求1所述的一种级联式磁场断路器灭磁电路，其特征在于：所述灭磁电路为包括一个次二极管、一个次磁场断路器和一个灭磁电阻的一级灭磁结构。

3.根据权利要求2所述的一种级联式磁场断路器灭磁电路，其特征在于：所述灭磁电路为级联式结构，即灭磁电阻回路由至少两个所述一级灭磁结构并联组成。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的一种级联式磁场断路器灭磁电路，其特征在于：所述灭磁电阻为非线性电阻。