CN211579579U - 一种可避免灭磁开关拉弧分断的汽轮发电机停机电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可避免灭磁开关拉弧分断的汽轮发电机停机电路，其第一逻辑与门电路的两个输入端分别接收主汽门关闭信号和逆功率达到动作值时的触发信号，第一逻辑与门电路的输出端与逻辑或门电路的其中一个输入端连接、还经第一延时电路与并网开关的断开控制端连接，逻辑或门电路的输出端与第二逻辑与门电路的其中一输入端连接，第二逻辑与门电路的另一输入端与灭磁开关的断开信号输出端连接，且在该输入端设有非门电路，第二逻辑与门电路的输出端经第二延时电路与逆变灭磁电路的接通控制端连接、还经第三延时电路与灭磁开关的断开控制端连接、还与逻辑或门电路的另一个输入端连接。本实用新型可避免正常停机时灭磁开关的拉弧操作。

Description

一种可避免灭磁开关拉弧分断的汽轮发电机停机电路

技术领域

本实用新型涉及一种可避免灭磁开关拉弧分断的汽轮发电机停机电路。

背景技术

程跳逆功率保护是发电机正常停机的一种保护，在发电机正常停机时将先收到汽轮发电机主汽门关闭信号，之后，待逆功率达到动作值后延时几秒钟，再执行发电机的解列、灭磁、厂用电切换，最后发电机达到正常滑停的目的。其主要作用是防止主汽门未关严而跳主开关所引起的灾难性“飞车”事故。

常见的程跳逆功率保护动作逻辑是：如图1所示，此时并网开关处在闭合位，在汽轮发电机的主汽门关闭且逆功率达到定值后，程跳逆功率保护动作，同时跳开并网开关和灭磁开关，该逻辑经过第一逻辑与门电路1和第一延时电路T1实现。

正常停机操作时，会尽量降低负荷，机组滑停，负荷接近零时汽轮发电机打闸停机。而在实际操作过程中往往因再热气温度难以控制，机组还带一定有功时就进行打闸操作，同时，在程跳逆功率保护动作前，励磁系统为维持机端电压转子回路依然会有较大励磁电流。按600MW机组机端、电压22KV计算，空载励磁电流接近2000A，此时分灭磁开关，灭磁开关将拉弧，需通过灭弧栅、灭磁电阻进行灭弧，这样势必造成灭磁开关的触头的灼伤，减少了设备的使用寿命，也增加了转子过电压的风险。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种可避免灭磁开关拉弧分断的汽轮发电机停机电路，其可避免正常停机时灭磁开关的拉弧操作。

解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种可避免灭磁开关拉弧分断的汽轮发电机停机电路，包括并网开关、励磁系统和用于开断励磁系统的灭磁开关，其特征在于：还包括第一逻辑与门电路、第二逻辑与门电路、逻辑或门电路、第一延时电路、第二延时电路、第三延时电路和设在励磁系统中的逆变灭磁电路，第一逻辑与门电路的两个输入端分别接收汽轮发电机的主汽门关闭信号和逆功率达到动作值时的触发信号，第一逻辑与门电路的输出端与逻辑或门电路的其中一个输入端连接、还经第一延时电路与并网开关的断开控制端连接，逻辑或门电路的输出端与第二逻辑与门电路的其中一输入端连接，第二逻辑与门电路的另一输入端与灭磁开关的断开信号输出端连接，且在第二逻辑与门电路的与灭磁开关的断开信号输出端连接的输入端设有非门电路，第二逻辑与门电路的输出端经第二延时电路与逆变灭磁电路的接通控制端连接、还经第三延时电路与灭磁开关的断开控制端连接、还与逻辑或门电路的另一个输入端连接；第二延时电路的延时时间大于第一延时电路的延时时间，第三延时电路的延时时间大于第二延时电路的延时时间。

进一步的，第一逻辑与门电路的输出端经第一延时电路还与汽轮发电机的并网开关的失灵电路的控制启动端连接。

进一步的，第一延时电路的延时时间为1s，第二延时电路的延时时间为1.2s，第三延时电路的延时时间为2.2s。

进一步的，动作值为-5W。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型不再同时跳开并网开关和灭磁开关，而是设置逻辑电路和逆变灭磁电路，在经第一延时电路延时后先断开并网开关，经第二延时电路延时后接通逆变灭磁电路进行灭磁，经第三延时电路延时后才断开灭磁开关，在断开灭磁开关时，经过的励磁电流已基本接近零，可避免正常停机时灭磁开关的拉弧操作，从而提高了磁场开关的使用寿命，降低了设备的维护成本。

另外，本实用新型设置了逆变灭磁电路，不再需要设置灭磁电阻或灭弧栅进行灭弧，由于无触点、不燃弧、不产生大量热量，因而灭磁可靠。灭磁过程中，反电势愈大，灭磁速度愈快。逆变灭磁电路的三相全控桥逆变时产生的反电势的数值受到一定限制，同时为防止“逆变颠覆”而设的最大控制max(或最小逆变角min)的限制，逆变灭磁时，励磁电流虽直线下降，但逆变时所施加的反电势数值比灭弧栅灭磁方式要小，因此电流衰减较小，灭磁时间相对较长，过电压倍数也很低，从而减少了转子过电压的风险，避免发电机转子在灭磁开关断开时遭受过电压导致绝缘击穿的风险。

附图说明

图1是现有的汽轮发电机停机电路的原理图；

图2是本实用新型的汽轮发电机停机电路的原理图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型进一步描述。

本实施例的可避免灭磁开关拉弧分断的汽轮发电机停机电路包括并网开关、励磁系统、用于开断励磁系统的灭磁开关、第一逻辑与门电路1、第二逻辑与门电路2、逻辑或门电路3、第一延时电路T1、第二延时电路T2、第三延时电路T3和设在励磁系统中的逆变灭磁电路。

逆变灭磁电路的工作原理为：利用三相全控桥的逆变工作状态，控制角由小于90°的整流运行状态，突然后退到大于90°的某一适当角度，此时励磁电源改变极性，以反电势形式加于励磁绕组，使转子电流迅速衰减到零的灭磁过程称为逆变灭磁。这种灭磁方式将转子储能迅速地反馈到三相全控桥的交流侧电源中去，由此产生的电压与定子出线电压极性相反，从而迅速降低发电机交流侧的机端电压，同时消耗了转子的能量，消除了励磁回路的过电压。其不需要灭磁电阻或灭弧栅灭弧，是一种简便实用的灭磁方法。由于无触点、不燃弧、不产生大量热量，因而灭磁可靠。反电势愈大，灭磁速度愈快。三相全控桥逆变时产生的反电势的数值受到一定限制，同时为防止“逆变颠覆”而设的最大控制max(或最小逆变角min)的限制，逆变灭磁时，励磁电流虽直线下降，但逆变时所施加的反电势数值比灭弧栅灭磁方式要小，因此电流衰减较小，灭磁时间相对较长，但过电压倍数也很低。励磁系统正常停机，调节器自动逆变灭磁；事故停机，跳灭磁开关将磁场能量转移到耗能电阻灭磁。

如图2所示，第一逻辑与门电路1的两个输入端分别接收汽轮发电机的主汽门关闭信号和逆功率达到动作值时的触发信号，第一逻辑与门电路1的输出端与逻辑或门电路3的其中一个输入端连接，第一逻辑与门电路1的输出端还经第一延时电路T1与并网开关的断开控制端连接，逻辑或门电路3的输出端与第二逻辑与门电路2的其中一输入端连接，第二逻辑与门电路2的另一输入端与灭磁开关的断开信号输出端连接，且在第二逻辑与门电路的与灭磁开关的断开信号输出端连接的输入端设有非门电路4，在灭磁开关断开时将发出断开信号至第二逻辑与门电路2的该输入端，信号通过非门电路4进行反向。第二逻辑与门电路2的输出端经第二延时电路T2与逆变灭磁电路的接通控制端连接，即用于控制逆变灭磁电路的接通，第二逻辑与门电路2的输出端还经第三延时电路T3与灭磁开关的断开控制端连接，即用于控制灭磁开关的断开，第二逻辑与门电路2的输出端还与逻辑或门电路3的另一个输入端连接，以实现自保持。其中，第二延时电路T2的延时时间大于第一延时电路T1的延时时间，第三延时电路T3的延时时间大于第二延时电路T2的延时时间。本实施例的为优选的延时时间，该延时时间为：第一延时电路T1的延时时间为1s，第二延时电路T2的延时时间为1.2s，第三延时电路T3的延时时间为2.2s。优选的动作值为-5W。

为了确保并网开关的断开，第一逻辑与门电路1的输出端经第一延时电路T1后还与汽轮发电机的并网开关的失灵电路的控制启动端连接，从而在并网开关的断开控制端接收到信号进行断开的同时，并网开关的失灵电路的控制启动端也接收到信号，启动失灵电路，对并网开关进行进一步的断开操作，从而保证了并网开关的断开，避免并网开关因故障未断开而带来灾难性后果。

在汽轮发电机停机过程中，先关闭汽轮发电机的主汽门，汽轮发电机的系统发出汽轮发电机的主汽门关闭信号，第一逻辑与门电路1的对应输入端接收到汽轮发电机的主汽门关闭信号，此时汽轮发电机中将产生逆功率，当逆功率达到动作值时，即达到-5W时，汽轮发电机的系统将发出触发信号，第一逻辑与门电路1的另一输入端接收到触发信号，此时第一逻辑与门电路1的输出端将转换成高电平，输出电信号至逻辑或门电路3的对应输入端和第一延时电路T1，触发第一延时电路T1，在经过1s的延时后，并网开关的断开控制端和并网开关的失灵电路的控制启动端接收到电信号，并网开关断开，并网开关的失灵电路启动。与此同时，逻辑或门电路3的输出端也转换成高电平，输出电信号至第二逻辑与门电路2的对应输入端，而此时灭磁开关是处于闭合状态的，灭磁开关的断开信号输出端输出低电平经非门电路转换为高电平输入至第二逻辑与门电路2的另一输入端，使得第二逻辑与门电路2的输出端转换为高电平，输出电信号至第二延时电路T2、第三延时电路T3和逻辑或门电路3的另一输入端，该输出至逻辑或门电路3的电信号为用于保持逻辑或门电路的输出端持续输出高电平，经第二延时电路T2延时1.2s后，接通逆变灭磁电路，进行灭磁，经第三延时电路T3延时2.2s后，灭磁开关的断开控制端接收到电信号，灭磁开关断开，此时灭磁开关的断开信号输出端输出高电平，经非门电路4转换为低电平输入至第二逻辑与门电路2的对应输入端，使得第二逻辑与门电路2的输出端转换为低电平，第二延时电路T2和第三延时电路T3复位。

本实用新型适用于所有同类型火电汽轮机组，不产生太多费用，且灭磁效果明显，提高灭磁开关使用寿命，避免了转子灭磁过电压的风险，保障了主设备安全可靠运行。

本实用新型的上述实施例并不是对本实用新型保护范围的限定，本实用新型的实施方式不限于此，凡此种种根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，对本实用新型上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种可避免灭磁开关拉弧分断的汽轮发电机停机电路，包括并网开关、励磁系统和用于开断所述励磁系统的灭磁开关，其特征在于：还包括第一逻辑与门电路、第二逻辑与门电路、逻辑或门电路、第一延时电路、第二延时电路、第三延时电路和设在所述励磁系统中的逆变灭磁电路，所述第一逻辑与门电路的两个输入端分别接收所述汽轮发电机的主汽门关闭信号和逆功率达到动作值时的触发信号，所述第一逻辑与门电路的输出端与所述逻辑或门电路的其中一个输入端连接、还经所述第一延时电路与所述并网开关的断开控制端连接，所述逻辑或门电路的输出端与所述第二逻辑与门电路的其中一输入端连接，所述第二逻辑与门电路的另一输入端与所述灭磁开关的断开信号输出端连接，且在所述第二逻辑与门电路的与所述灭磁开关的断开信号输出端连接的输入端设有非门电路，所述第二逻辑与门电路的输出端经所述第二延时电路与所述逆变灭磁电路的接通控制端连接、还经所述第三延时电路与所述灭磁开关的断开控制端连接、还与所述逻辑或门电路的另一个输入端连接；所述第二延时电路的延时时间大于所述第一延时电路的延时时间，所述第三延时电路的延时时间大于所述第二延时电路的延时时间。

2.根据权利要求1所述的可避免灭磁开关拉弧分断的汽轮发电机停机电路，其特征在于：所述第一逻辑与门电路的输出端经所述第一延时电路还与所述汽轮发电机的并网开关的失灵电路的控制启动端连接。

3.根据权利要求1所述的可避免灭磁开关拉弧分断的汽轮发电机停机电路，其特征在于：所述第一延时电路的延时时间为1s，所述第二延时电路的延时时间为1.2s，所述第三延时电路的延时时间为2.2s。

4.根据权利要求1所述的可避免灭磁开关拉弧分断的汽轮发电机停机电路，其特征在于：所述动作值为-5W。

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