CN103454544B - 一种基于电子跨接器线性灭磁回路的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于电子跨接器线性灭磁回路的检测方法，具体检测步骤为：1)设定可控硅整流桥触发角于某一角度范围，由于发电机转子的电感负载特性，此时可控硅整流桥输出电压存在负的部分；2)利用可控硅整流桥输出电压的负半波模拟灭磁时的转子反相电压，对灭磁回路电子跨接器的触发功能进行检测，并通过串联的电流互感器将流经灭磁电阻的电流采集回送至励磁调节器测量回读验证。本发明的检测方法实现了灭磁回路中跨接器功能的在线检测。
Description
技术领域
本发明涉及一种发电机转子灭磁回路的检测方法,尤其是涉及一种发电机转子的基于电子跨接器线性灭磁回路的检测方法,属于电力系统发电技术领域。
背景技术
在发电机故障时，为保护发电机、防止事故扩大，除了及时和电网解列、切除励磁电源外，还需要快速消耗或转移发电机转子内的能量，因此要求在故障状态下能快速灭磁，迅速降低转子电流，使发电机电压快速地降到零。目前，发电机灭磁以移能型灭磁方式为主，将转子能量转移到灭磁电阻上消耗掉，大型汽轮发电机多采用线性电阻灭磁方案为主导趋势及推荐方案。
早期的转移发电机转子能量的一种方法是利用灭磁开关的常闭主触头，在灭磁开关跳闸时将灭磁电阻直接接入发电机转子回路，达到灭磁的目的。随着机组容量的增大，励磁系统配备的灭磁开关的工作电流也需变大，而大的灭磁开关一般都不配备常闭主触头，所以出现了电子跨接器技术以实现常闭主触头的功能。
在发电机励磁系统中，电子跨接器（CROWBAR）可用于灭磁和转子过电压保护。大型汽轮发电机自并励励磁系统中，一般采用了标准的电子跨接器线性灭磁方案，包括了安装于整流桥直流侧的磁场断路器、跨接器、可控硅、线性灭磁电阻等器件。
电子跨接器线性灭磁方案利用可控硅等电力电子元件将线性电阻跨接在发电机转子两端，当励磁系统收到励磁跳闸命令后，在断开磁场断路器的同时跨接器工作，跨接器触发可控硅导通，将线性电阻接入灭磁回路中，把发电机转子中的能量转移至线性电阻消耗掉，实现发电机的灭磁。鉴于灭磁部分在励磁系统中的重要性，需要经常性的对采用了电子跨接器线性灭磁回路的工作性能进行检测。
图1为现有的一种线性灭磁回路检测电路示意图，需要发电机处于停机工况下，断开转子侧接线，外部串接限流电阻，利用设备模拟出发电机灭磁时的转子反相电压，使跨接器工作触发可控硅，利用示波器观察电子跨接器两端的波形，进而验证了灭磁回路的工作性能。
现有电子跨接器线性灭磁回路的检测方法的缺点主要有：1、需要发电机处于停机工况下，断开转子侧接线，则检测受到时间和外部条件的约束，不具备实时性。2、需要专门的实验和检测设备，接线繁琐，需要额外的设备和人工成本，检测过程中有一定的安全风险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：现有的电子跨接器线性灭磁回路的检测方法需要发电机处于停机工况下才能实现，需要使用专门的仪器设备，操作繁琐，针对以上不足之处，提供一种新型的检测方法，实现基于电子跨接器的线性灭磁回路工作性能的检测，具有安全可靠、成本较低、操作方便的特点。
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于电子跨接器线性灭磁回路的检测方法，检测电路包括连接于发电机转子GR两端的电子跨接器CF，线性灭磁电阻RM、可控硅KPT、电流互感器CT依次串接后跨接于发电机转子GR两端，可控硅KPT的触发极与电子跨接器CF相连，其特征在于：控制信号接收单元作为电子跨接器CF的一部分，接收来自励磁调节器的控制信号，所述控制信号接收单元与励磁调节器连接，电流互感器输出端K1、K2与励磁调节器连接，具体检测步骤为：
1)设定可控硅整流桥触发角于某一角度范围，由于发电机转子的电感负载特性，此时可控硅整流桥输出电压存在负的部分；
2)利用可控硅整流桥输出电压的负半波模拟灭磁时的转子反相电压，对灭磁回路电子跨接器的触发功能进行检测，并通过串联的电流互感器将流经灭磁电阻的电流采集回送至励磁调节器测量回读验证。
前述的基于电子跨接器线性灭磁回路的检测方法，其特征在于：可控硅整流桥的触发角α大于60°。
前述的基于电子跨接器线性灭磁回路的检测方法，其特征在于：在所述步骤2）中，利用可控硅整流桥输出电压Ud存在负的部分，通过励磁调节器发出控制信号S到电子跨接器CF，使得电子跨接器CF设定的动作值小于实际灭磁动作值，Ud的负半波幅值可驱动跨接器CF对可控硅KPT的触发极进行触发，将线性灭磁电阻RM接入到转子两端中，同时流经电流互感器CT产生的感应电流回送至励磁调节器，经过测量记录此电流的幅值和变化验证灭磁电阻RM中有电流流过，证明跨接器CF在转子GR负压到达一定值后可驱动可控硅KPT触发导通，进而判断整个灭磁回路的是否能正常工作；控制信号S撤消后，跨接器CF的动作值即恢复到实际灭磁的设定值。
本发明所达到的有益效果：
本发明的电子跨接器线性灭磁回路检测方法实现了灭磁回路中跨接器功能的在线检测，仅需要操作人员在发电机空载运行时，通过调节器发出检测控制信号便可实现检测功能；其操作简单、安全经济，可为大容量发电机组的提供一种快速、可靠检测电子跨接器线性灭磁回路的工作性能的解决方案，能最大程度的减少由于灭磁回路故障导致的发电机组灭磁事故的风险。
附图说明
图1为现有的一种线性灭磁回路检测电路示意图；
图2为本发明的线性灭磁回路检测电路实施例示意图；
图3为本发明所提及相关励磁系统中带电感性负载触发角α=90°时输出电压Ud的波形图。
具体实施方式
本发明的采用的电子跨接器线性灭磁回路检测电路实施例如图2所示：
包括连接于发电机转子GR两端的电子跨接器CF，线性灭磁电阻RM、可控硅KPT、电流互感器CT依次串接后跨接于发电机转子GR两端，可控硅KPT的触发极与电子跨接器CF相连。
其灭磁方法为：在发电机正常运行中需要紧急停机时，励磁系统收到励磁跳闸命令断开磁场断路器FMK后，发电机转子GR反相电压持续上升，施加到发电机转子两端的跨接器CF上，直到跨接器CF上电压足够高，跨接器CF发出触发脉冲至可控硅KPT的触发极，触发可控硅将线性灭磁电阻RM接入灭磁回路中进行灭磁。
虚线框内为本发明的改进之处，由于发电机转子GR是电感性负载，常见的励磁系统为三相整流，励磁电源为A、B、C三相电源，可控硅整流桥SCR可看做一个标准的三相全控整流桥。在正常整流输出时，当脉冲触发角α大于60°时，由于负载电感感应电势的作用，输出电压Ud会出现负的部分。如图3为带电感性负载触发角α=90°时输出电压Ud的波形，可以看出此时输出电压Ud波形上下对称，平均值为零。
利用此时输出电压Ud存在负的部分，通过励磁调节器发出控制信号S到跨接器CF，使得跨接器CF设定的动作值小于实际灭磁动作值，Ud的负半波幅值可足够驱动跨接器CF对可控硅KPT的触发极进行触发，将线性灭磁电阻RM接入到转子两端中，同时流经电流互感器CT产生的感应电流回送至励磁调节器，经过测量记录此电流的幅值和变化即可验证灭磁电阻RM中有电流流过，证明跨接器CF在转子GR负压到达一定值后可驱动可控硅KPT触发导通，进而可判断整个灭磁回路的是否能正常工作。控制信号S撤消后，跨接器CF的动作值即可恢复到实际灭磁的设定值。
本发明中，线性灭磁回路的检测电路包括：控制信号接收单元、电子跨接器、测量用电流互感器，所述控制信号接收单元与调节柜连接，所述电子跨接器端与发电机转子两端相连，电子跨接器输出端与可控硅触发极相连，所述测量用电流互感器串联在灭磁回路中，测量用电流互感器输入端与调节柜连接。所述灭磁电阻为串联的线性电阻。
本发明根据发电机转子的电感负载特性，可控硅整流桥在触发角处于某一角度范围时输出电压存在负的部分，利用输出电压的负半波模拟灭磁时的转子反相电压，对灭磁回路电子跨接器的触发功能进行检测，并通过串联的CT将采集电流回送至励磁调节器测量回读验证。
根据上述提出的检测回路中，检测源由发电机转子和整流桥组成，不需要外部的设备提供。检测过程由调节柜发出信号进行控制，并通过采集电流测量回读验证检测结果，具有安全经济、便捷、准确度高的特点。
另外，也可以利用其他方法使用发电机运行时的转子反相电压作为检测触发源完成检测。
Claims (3)
1.一种基于电子跨接器线性灭磁回路的检测方法，检测电路包括连接于发电机转子GR两端的电子跨接器CF，线性灭磁电阻RM、可控硅KPT、电流互感器CT依次串接后跨接于发电机转子GR两端，可控硅KPT的触发极与电子跨接器CF相连，其特征在于：控制信号接收单元作为电子跨接器CF的一部分，接收来自励磁调节器的控制信号，所述控制信号接收单元与励磁调节器连接，电流互感器输出端K1、K2与励磁调节器连接，具体检测步骤为：
1)设定可控硅整流桥触发角于某一角度范围，由于发电机转子的电感负载特性，此时可控硅整流桥输出电压存在负的部分；
2)利用可控硅整流桥输出电压的负半波模拟灭磁时的转子反相电压，对灭磁回路电子跨接器CF的触发功能进行检测，并通过串联的电流互感器将流经线性灭磁电阻RM的电流采集回送至励磁调节器测量回读验证。
2.根据权利要求1所述的基于电子跨接器线性灭磁回路的检测方法，其特征在于：可控硅整流桥的触发角α大于60°。
3. 根据权利要求1或2所述的基于电子跨接器线性灭磁回路的检测方法，其特征在于：在所述步骤2）中，利用可控硅整流桥输出电压Ud存在负的部分，通过励磁调节器发出控制信号S到电子跨接器CF，使得电子跨接器CF设定的动作值小于实际灭磁动作值，Ud的负半波幅值可驱动电子跨接器CF对可控硅KPT的触发极进行触发，将线性灭磁电阻RM接入到转子两端中，同时流经电流互感器CT产生的感应电流回送至励磁调节器，经过测量记录感应电流的幅值和变化验证线性灭磁电阻RM中有电流流过，证明电子跨接器CF在转子GR负压到达一定值后可驱动可控硅KPT触发导通，进而判断整个灭磁回路的是否能正常工作；控制信号S撤消后，电子跨接器CF的动作值即恢复到实际灭磁的设定值。
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