大型發(fā)電機組多級滅磁回路的滅磁方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了大型發(fā)電機組多級滅磁回路的滅磁方法，屬于發(fā)電機勵磁控制領域。通過直流磁場斷路器的分斷將滅磁電阻分為多次接入滅磁回路，直流磁場斷路器及其依靠其分斷接入滅磁回路的滅磁電阻視為一級滅磁組成部分。滅磁開始后，每分斷一個直流磁場斷路器就接入一部分滅磁電阻，直至最后一部分滅磁電阻接入后，各級滅磁電阻共同完成滅磁過程。本發(fā)明通過對滅磁回路及動作時序的設計解決了大型發(fā)電機組自并勵勵磁系統(tǒng)中勵磁電流大，對磁場斷路器弧壓要求高的技術難點，大大降低了滅磁過程中所需要的磁場斷路器弧壓要求，保證了在任何情況下都可以安全可靠的滅磁，同時也保證了滅磁的快速性。
【專利說明】大型發(fā)電機組多級滅磁回路的滅磁方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)電機勵磁控制領域，尤其涉及一種大型發(fā)電機滅磁回路的滅磁方法。
【背景技術】
[0002]發(fā)電機內部或發(fā)電機一變壓器組的變壓器內部，以及發(fā)電機端至發(fā)電機或發(fā)電機一變壓器組斷路器之間發(fā)生短路事故時，繼電保護將動作跳閘，但發(fā)電機或發(fā)電機一變壓器組斷路器跳閘后短路點未切除，發(fā)電機轉子磁場電流產生的感應電勢繼續(xù)維持故障電流。短路的持續(xù)，可導致絕緣燒壞、導體熔化或燒損鐵芯，在很短的持續(xù)時間內，往往也可能造成發(fā)電機、變壓器的嚴重損壞，并有可能使事故迅速擴大。因此對發(fā)電機進行快速滅磁，在盡可能短的時間內使發(fā)電機的勵磁電流降低到零是避免或減少設備損壞及限制事故擴大的必需措施。目前廣泛采用的是移能型滅磁，即通過磁場斷路器分斷弧壓的作用(對交流滅磁方式尚有交流電壓的作用)，使轉子電流由與磁場斷路器構成的回路轉移至與滅磁電阻構成的回路。在電流完全轉移后，磁場斷路器分斷電流為零而息弧分斷，切斷轉子勵磁電源，發(fā)電機轉子與滅磁電阻構成閉合回路進而實現滅磁。為實現轉子電流向滅磁電阻回路完全轉移完成滅磁分斷，磁場斷路器的滅磁分斷弧壓，應不低于滅磁電阻的最高電壓與滅磁開始勵磁功率整流器輸出電壓之和。
[0003]隨著我國電源建設突飛猛進，在建發(fā)電機機組的單機容量迅速提高，同時核能、水能、風能、太陽能和生物質能等可再生能源也在飛速發(fā)展。在各種勵磁方式中，自并勵勵磁系統(tǒng)因其時間常數小、控制響應迅速、無旋轉機械部件、滅磁速度快等特點逐漸成為勵磁方式的主流，對于百萬級發(fā)電機組，尤其是百萬千瓦核電機組自并勵勵磁系統(tǒng)而言，其額定勵磁電流較常規(guī)的1000MW燃煤汽輪發(fā)電機組或700MW水輪發(fā)電機組要大許多，同時就給發(fā)電機滅磁特別是磁場斷路器分斷能力提出了更高的要求。而采用現有磁場斷路器和傳統(tǒng)直流滅磁方案其分斷能力難以滿足大型發(fā)電機組安全快速滅磁的需要。
[0004]大型機組中在極端嚴酷工況下，例如晶閘管整流橋觸發(fā)脈沖失控，滅磁所需弧壓往往超過大型直流磁場斷路器的提供弧壓，為保證在任何工況下都能完成發(fā)電機勵磁繞組的滅磁，需要對滅磁回路的技術方案進行改進。同時容量的增大也帶來了可靠性降低的問題。
[0005]綜上，針對大容量機組對勵磁系統(tǒng)滅磁的可靠性及安全性的更高要求，單純依靠磁場斷路器性能的提升顯然很難滿足要求，迫切需要保證大容量下保證滅磁安全、可靠、有效的方法。

【發(fā)明內容】

[0006]為了解決現有磁場斷路器和傳統(tǒng)直流滅磁方案其分斷能力難以滿足大型發(fā)電機組安全快速滅磁的需要及大型發(fā)電機組中主要設備可靠性降低的問題，本發(fā)明提供一種大型發(fā)電機組多級滅磁回路的滅磁方法。[0007]一種大型發(fā)電機組分級滅磁回路的滅磁方法，將滅磁電阻分多次接入滅磁回路。
[0008]所述將滅磁電阻分多次接入滅磁回路具體為:滅磁時，將滅磁支路接入主回路，主回路直流磁場斷路器(FBI)開始分斷，依靠主回路直流磁場斷路器(FBI)的分斷弧壓將勵磁電流由主回路轉移至第一級滅磁電阻(Rl)上，完成勵磁電流的轉移，勵磁主回路被切斷后，再依次分斷各級直流磁場斷路器，依靠第二級直流磁場斷路器(FB2)分斷弧壓將勵磁電流轉移到第二級滅磁電阻(R2)上，直至最后一級直流磁場斷路器分斷將最后一部分滅磁電阻接入，最終由各級滅磁電阻共同將勵磁繞組中的能量消耗掉，完成滅磁。
[0009]為保證主回路直流磁場斷路器FBl的可靠分斷，所述第一級滅磁電阻(Rl)弧壓參數根據主回路直流磁場斷路器(FBI)所提供的弧壓進行確定。確保主回路直流磁場斷路器FBl的弧壓可以將主回路電流實現轉移。
[0010]所述各級直流磁場斷路器設置在各滅磁支路中或者主回路中。
[0011]所述主回路直流磁場斷路器(FBI)采用多個直流磁場斷路器并聯(lián)。
[0012]所述滅磁支路中采用跨接器，跨接器為機械跨接器、電子跨接器。
[0013]本發(fā)明所將滅磁電阻分多次接入滅磁回路，直流磁場斷路器及其依靠其分斷接入滅磁回路的滅磁電阻視為一級滅磁組成部分。
[0014]當勵磁回路及滅磁回路中的電流較大，單個直流磁場電流能力無法滿足時，可以采用多個直流磁場斷路器并聯(lián)的方式。滅磁支路中可采用跨接器，跨接器可以采用機械跨接器、電子跨接器或者混合使用機械、電子跨接器。
[0015]勵磁系統(tǒng)正常運行時，各級直流磁場斷路器(包括主回路上直流磁場斷路器)均閉合，跨接器斷開，各滅磁支路的滅磁電阻沒有接入。當滅磁開始后，跨接器動作將滅磁支路接入回路，主回路的直流磁場斷路器開始分斷，依靠主回路磁場斷路器的分斷弧壓將勵磁電流由主回路轉移至第一級滅磁電阻上。為保證主回路磁場斷路器的可靠分斷，第一級滅磁電阻弧壓參數的選擇根據主回路磁場斷路器所能提供的弧壓進行確定，確保主回路磁場斷路器的弧壓可以將主回路電流實現轉移。
[0016]完成勵磁電流的轉移，勵磁主回路被切斷后，開始分斷第二級直流磁場斷路器，依靠其分斷弧壓將電流由第一級滅磁電阻和第二級滅磁電阻上。依次類推，直至最后一級直流磁場斷路器分斷將最后一部分滅磁電阻接入，最終主要由各級滅磁電阻共同將勵磁繞組中的能量消耗掉實現滅磁。其中各級直流磁場斷路器可設置在各滅磁支路中，也可以設置在主回路中。降低了為保證電流可靠轉移至各級滅磁電阻的直流磁場斷路器的弧壓參數，易于器件選型并提高了實現滅磁的可靠性。通過對各級滅磁電阻的選擇及各級滅磁電阻之間的連接組合，可有效實現快速滅磁及保證滅磁期間的轉子電壓在安全范圍以內。
[0017]通過對滅磁回路及動作時序的設計解決了大型發(fā)電機組自并勵勵磁系統(tǒng)中勵磁電流大，對磁場斷路器弧壓要求高的技術難點，大大降低了滅磁過程中所需要的磁場斷路器弧壓要求，保證了在任何情況下都可以安全可靠的滅磁，同時也保證了滅磁的快速性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明實例一的電路圖；
[0020]圖3為本發(fā)明實例二的電路圖?！揪唧w實施方式】
[0021]如圖1所示，一種大型發(fā)電機組分級滅磁回路的滅磁方法，將滅磁電阻分多次接入滅磁回路，包括主回路直流磁場斷路器FB1、跨接器D、第一級滅磁電阻R1、以及由各級直流磁場斷路器及其依靠其分斷接入滅磁回路的各級滅磁電阻自稱的各級滅磁組成部分。if為勵磁電流，L為轉子電感，r為轉子電阻。
[0022]勵磁系統(tǒng)正常運行時，各級直流磁場斷路器(包括主回路直流磁場斷路器FBI)均閉合，跨接器D斷開，各滅磁支路的滅磁電阻沒有接入。當滅磁開始后，跨接器動作將滅磁支路接入回路，主回路直流磁場斷路器FBl開始分斷，依靠主回路直流磁場斷路器FBl的分斷弧壓將勵磁電流由主回路轉移至第一級滅磁電阻Rl上。為保證主回路直流磁場斷路器FBl的可靠分斷，第一級滅磁電阻Rl弧壓參數的選擇根據主回路直流磁場斷路器FBl所能提供的弧壓進行確定，確保主回路直流磁場斷路器FBl的弧壓可以將主回路電流實現轉移。
[0023]完成勵磁電流的轉移，勵磁主回路被切斷后，開始分斷第二級直流磁場斷路器FB2，依靠其分斷弧壓將電流由第一級滅磁電阻Rl和第二級滅磁電阻R2上。依次類推，直至最后一級直流磁場斷路器分斷將最后一部分滅磁電阻接入，最終主要由各級滅磁電阻共同將勵磁繞組中的能量消耗掉實現滅磁。其中各級直流磁場斷路器可設置在各滅磁支路中，也可以設置在主回路中。降低了為保證電流可靠轉移至各級滅磁電阻的直流磁場斷路器的弧壓參數，易于器件選型并提高了實現滅磁的可靠性。通過對各級滅磁電阻的選擇及各級滅磁電阻之間的連接組合，可有效實現快速滅磁及保證滅磁期間的轉子電壓在安全范圍以內。
[0024]各級滅磁電阻可靈活選擇其類型和組合方式，各級滅磁電阻之間也可靈活采用串并聯(lián)方式。當勵磁電流超過單個直流磁場斷路器的耐流能力時，可采用多個直流磁場斷路器并聯(lián)的方式。當勵磁回路及滅磁回路中的電流較大，單個直流磁場電流能力無法滿足時，可以采用多個直流磁場斷路器并聯(lián)的方式。滅磁支路中可采用跨接器，跨接器可以采用機械跨接器、電子跨接器或者混合使用機械、電子跨接器。
[0025]實例一如圖2所示，針對高勵磁電流的大型發(fā)電機自并勵勵磁方式，尤其是核電機組，主回路直流磁場斷路器FBl由第一主回路直流磁場斷路器FBla、第二主回路直流磁場斷路器FBlb并聯(lián)接入勵磁主回路，主回路直流磁場斷路器FBl采用連續(xù)分斷的方式，即先分斷第一主回路直流磁場斷路器FBla，將電流轉移至第二主回路直流磁場斷路器FBlb，再分斷第二主回路直流磁場斷路器FBlb。第一級滅磁電阻Rl為線性電阻，也可采用非線性電阻；第二級滅磁電阻R2采用線性電阻；第三級滅磁電阻R3為非線性電阻。滅磁支路第二級直流磁場斷路器FB2與第二級滅磁電阻R2并聯(lián)?？缃悠鱀采用電子跨接器。if為勵磁電流，L為轉子電感，r為轉子電阻。
[0026]大型發(fā)電機組分級滅磁回路的滅磁方法步驟如下:
[0027]1.勵磁系統(tǒng)正常運行時，第一主回路直流磁場斷路器FBla、第二主回路直流磁場斷路器FBlb、第二級直流磁場斷路器FB2均閉合，跨接器D打開，滅磁支路與主回路斷開；
[0028]2.開始滅磁時，分斷第一主回路直流磁場斷路器FBla，同時閉合跨接器D將滅磁支路接入；[0029]3.第一主回路直流磁場斷路器FBla所在支路電流為零后分斷第二主回路直流磁場斷路器FBlb ;依靠第二主回路直流磁場斷路器FBlb分斷時產生的弧壓將勵磁電流由主回路轉移至第二級直流磁場斷路器FB2、第一級滅磁電阻Rl組成的支路和第三級滅磁電阻R3支路上去；
[0030]4.分斷第二級直流磁場斷路器FB2，依靠第二級直流磁場斷路器FB2分斷時產生的弧壓將電流由第二級直流磁場斷路器FB2、第一級滅磁電阻Rl的串聯(lián)支路轉移到由第一級滅磁電阻R1、第二級滅磁電阻R2、第三級滅磁電阻R3組成的支路上去；
[0031]5.由第一級滅磁電阻R1、第二級滅磁電阻R2、第三級滅磁電阻R3組成的滅磁電阻消耗轉子中的能量，實現滅磁。
[0032]由于主回路勵磁電流較大，采取了兩個直流磁場斷路器并聯(lián)的方式，而主回路直流磁場斷路器FBl的分斷弧壓要保證電流可以可靠的轉移至第一級滅磁電阻Rl上。為保證可靠分斷主回路直流磁場斷路器FB1，第一級滅磁電阻Rl選擇阻值較小的線性電阻，以此來降低對主回路直流磁場斷路器FBl的弧壓要求，提高滅磁系統(tǒng)的安全性和可靠性。滅磁支路中的第二級直流磁場斷路器FB2要保證電流可以可靠的轉移至第二級滅磁電阻R2上，而且第一級滅磁電阻Rl已經分擔了一部分滅磁電壓，因此對滅磁支路中第二級直流磁場斷路器FB2的弧壓要求也大大降低了，由于第三級滅磁電阻R3的存在可很好的限制滅磁時轉子上的電壓，適當選取第二級滅磁電阻R2的阻值可以實現滅磁的快速性。靈活配置第一級滅磁電阻Rl和第二級滅磁電阻R2可大大提高滅磁速度。在滅磁初期有第一級線性電阻Rl和非線性電阻參與，最終的滅磁由第一級滅磁電阻R1、第二級滅磁電阻R2和非線性電阻共同完成。
[0033]通過對滅磁回路及動作時序的設計解決了大型發(fā)電機組自并勵勵磁系統(tǒng)中勵磁電流大，對磁場斷路器弧壓要求高的技術難點，大大降低了滅磁過程中所需要的磁場斷路器弧壓要求，保證了再任何情況下，即便是最嚴酷的滅磁情況下都可以安全可靠的滅磁，同時保證了滅磁的快速性。
[0034]實例二如圖3所示，主回路直流磁場斷路器FB1、第二級直流磁場斷路器FB2、第三級直流磁場斷路器FB3串聯(lián)在勵磁主回路上，第一級滅磁電阻Rl為線性電阻，通過第一二極管Dl與主回路直流磁場斷路器FBl組成分級滅磁回路；第二級滅磁電阻R2通過第二二極管D2與第二級直流磁場斷路器FB2組成分級滅磁回路。第三二極管D3防止正向勵磁電流流通。L為轉子電感，r為轉子電阻。工作步驟如下:
[0035]1.勵磁系統(tǒng)正常運行時，主回路直流磁場斷路器FB1、第二級直流磁場斷路器FB2、第三級直流磁場斷路器FB3均閉合；
[0036]2.開始滅磁時，分斷主回路直流磁場斷路器FB1，依靠分斷弧壓將Rl接入勵磁回路；
[0037]3.再分斷第二級直流磁場斷路器FB2，依靠分斷弧壓將第二級滅磁電阻R2接入勵磁回路；
[0038]4.繼續(xù)分斷第三級直流磁場斷路器FB3，只需很小的分斷弧壓即將電流由第三級直流磁場斷路器FB3轉移至第三二極管D3上去；
[0039]5.由第一級滅磁電阻R1、第二級滅磁電阻R2組成的滅磁電阻消耗轉子中的能量，實現滅磁。[0040] 主回路直流磁場斷路器FBl的弧壓只需保證第一級滅磁電阻Rl可以可靠接入即可，第二級直流磁場斷路器FB2的弧壓只需保證第一級滅磁電阻Rl可以可靠接入即可，大大降低了開關弧壓要求，同時，兩個滅磁電阻的相繼接入也保證了滅磁速度。
【權利要求】
1.一種大型發(fā)電機組分級滅磁回路的滅磁方法，其特征在于，將滅磁電阻分多次接入滅磁回路。
2.根據權利要求1所述的大型發(fā)電機組分級滅磁回路的滅磁方法，其特征在于，所述將滅磁電阻分多次接入滅磁回路具體為:滅磁時，將滅磁支路接入主回路，主回路直流磁場斷路器(FBI)開始分斷，依靠主回路直流磁場斷路器(FBI)的分斷弧壓將勵磁電流由主回路轉移至第一級滅磁電阻(Rl)上，完成勵磁電流的轉移，勵磁主回路被切斷后，再依次分斷各級直流磁場斷路器，依靠第二級直流磁場斷路器(FB2)分斷弧壓將勵磁電流轉移到第二級滅磁電阻(R2)上，直至最后一級直流磁場斷路器分斷將最后一部分滅磁電阻接入，最終由各級滅磁電阻共同將勵磁繞組中的能量消耗掉，完成滅磁。
3.根據權利要求2所述的大型發(fā)電機組分級滅磁回路的滅磁方法，其特征在于，所述第一級滅磁電阻(Rl)弧壓參數根據主回路直流磁場斷路器(FBI)所提供的弧壓進行確定。
4.根據權利要求1所述的大型發(fā)電機組分級滅磁回路的滅磁方法，其特征在于，所述各級直流磁場斷路器設置在各滅磁支路中或者主回路中。
5.根據權利要求2所述的大型發(fā)電機組分級滅磁回路的滅磁方法，其特征在于，所述主回路直流磁場斷路器(FBI)采用多個直流磁場斷路器并聯(lián)。
6.根據權利要求2所述的大型發(fā)電機組分級滅磁回路的滅磁方法，其特征在于，所述滅磁支路中采用跨接器，跨接器為機械跨接器、電子跨接器。
【文檔編號】H02P9/12GK104037732SQ201410249701
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月6日 優(yōu)先權日:2014年6月6日
【發(fā)明者】許其品, 楊銘, 黃倩, 許其質, 徐蓉, 耿敏彪 申請人:國電南瑞科技股份有限公司