大型水轮发电机柔性电气制动方法技术

本发明专利技术涉及一种大型水轮发电机柔性电气制动方法，适用于为满足励磁强励能力而采用多个励磁整流桥并联运行的可控整流励磁系统，其核心是将现有整流桥全部投入改进为部分投入，由于减少了并联的整流桥数量，也就相应增加了运行投入的整流桥中流过晶闸管的电流的上升率，使得可控整流桥中的晶闸管在触发脉冲消失前超过它的掣住电流，从而解决了因转子电感的滞后效应以及晶闸管擎住电流效应造成的制动失败难题，保证了水轮发电机组的安全运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及大型水轮发电机柔性电气制动技术，属于发电机电气制动

技术介绍
对于大型水轮发电机组来说，巨大的转动惯量使得机组停机时间过长。为了防止 长时间低转速造成机组推力轴承受到损坏，以及减少机械制动所引起的摩擦烟雾污染，近 年来国内外大型水电机组采用机械和电气联合制动系统即在机组停机过程中，当转速降 到额定转速的50%时进行电气制动；当转速降到额定转速的15%或10%时，退出电气制动 投入机械摩擦制动。 发电机电气制动原理是在发电机出口设立三相短路开关，在机组已经解列和灭磁 完成(发电机机端电压小于5%)的前提下，合上这个短路开关，并且给转子再施加一个恒 定的直流电流，使发电机定子稳态短路电流达到某一定值(额定或l. 15倍额定值)，利用定 子绕组的电阻损耗来吸收转子动能，减速旋转中的发电机组。如果采用发电机的可控励磁 装置给发电机转子提供制动的直流电源，我们称为柔性电气制动。 发电机柔性电气制动，调节器恒电流闭环，多柜并联的整流柜他励接线，即断开整 流柜正常励磁运行的交流输入开关，合上整流柜制动运行的交流输入开关。由于转子电感 的滞后效应以及晶闸管擎住电流效应，采用多个可控整流桥并联运行时，常常出现在晶闸 管触发脉冲消失前，流过晶闸管的电流仍然没有达到它的掣住电流，而导致脉冲消失后可 控整流桥仍然没有输出的现象，进而导致机组电气制动失败，危害机组推力轴承安全。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有发电机柔性电气制动方法容易造成制动 失败的不足，提供一种电气制动成功率高的，解决多个 可控整流桥并联投入制动时产生的制动失败难题。 为了解决以上技术问题，本专利技术的，其步骤如 下 a、励磁调节器进入电制动模式后，调节器恒励磁电流闭环运行，且置励磁电流设 定值等于短路试验时，额定定子电流对应的励磁电流值； b、合上整流器制动运行时的交流输入、直流输出开关以及发电机灭磁开关； c、给n个整流桥触发脉冲，使这n个整流桥出力，即闭锁其余N_n个整流桥的触发 脉冲，其中N为整流桥总数，n满足公式(1)， —(1) 式中，I为电气制动时的转子电流，i为单个整流桥额定电流； d、当机组满足退出制动运行条件时，调节器退出制动模式。 因为励磁整流桥的总数量N柜并联运行，是为了保证励磁系统的强励能力，而电气制动运行处于恒转子电流闭环，不需要考虑励磁强励。当励磁装置进入制动工作状态时， 只给一部分(n个，n参见公式1)整流桥触发脉冲，即闭锁其余整流桥(N-n个)的触发脉 冲，不让其参与制动控制，这样就增大了投入运行的n个可控整流桥的晶闸管电流上升率， 使得在晶闸管触发脉冲消失以前，流过晶闸管的电流超过它的擎住电流，保证了可控整流 桥能够成功输出稳定制动励磁电流。 可见，本专利技术的核心是将现有整流桥全部投入改进为部分投入，由于减少了制动 时运行投入的整流桥数量，也就相应增加了运行投入的整流桥中流过晶闸管的电流的上升 率，使得可控整流桥中的晶闸管在触发脉冲消失前超过它的掣住电流，从而解决了因转子 电感的滞后效应以及晶闸管擎住电流效应造成的制动失败难题，保证了水轮发电机组的安 全运行。 本专利技术的有益效果是，克服了多桥并联的励磁可控整流桥制动失败缺陷，增加了 励磁调节器制动启动新功能，提高了发电机柔性电气制动的可靠性。本专利技术，已经在某大型 机组的励磁装置上实施，解决了现场制动失败难题，方法简单，效果明显。具体实施例方式本专利技术已在某大型水电机组上实施，解决了部分机组长期制动失败难题。 例某大型水电机组，额定励磁电流4000A，励磁设计采用5整流桥并联，单桥额定出力1800A。电制动时，励磁电流设定值为1900A，电制动时，可选择投入整流桥个数为^S〈W，代入数值，得出n = 2、3、4，参与出力的整流桥数量越少，其晶闸管电流上升率越高，制动成功率也就越高，本例中，n取2(公式1的最小整数解，也可直接采用工^<工+ 1求解最小整数解)，因此制动时，可通过切除另外3桥脉冲的方式实现2柜运行，采用此方案 后，电制动成功率提高到100%。 其具体步骤如下 当同时满足以下条件，励磁调节器进入电制动模式 1、发电机转速< 50%额定转速，发电机监控系统发出发电机出口三相短路开关命 令合闸和投制动命令； 2、整流器励磁运行交流输入开关已断开； 3、励磁装置没有任何故障； 4、发电机没有电气事故跳闸信号； 5 、发电机机端电压< 5 %额定电压； 6、发电机出口三相短路开关已经合上。 进入电制动后，励磁开始执行 a、励磁调节器进入电制动模式后，调节器恒励磁电流闭环运行，且置励磁电流设 定值等于短路试验时，额定定子电流对应的励磁电流值； b、合上整流器制动运行时的交流输入、直流输出开关以及发电机灭磁开关； c、给任意2个整流桥触发脉冲，使这2个整流桥出力，即闭锁其余3个整流桥的触 发脉冲，其中出力整流桥的数目可以根据公式(1)求解获得， —《/7<iV (1) / 式中，n为处理整流桥数目，N为整流桥总数，I为电气制动时的转子电流，i为单 个整流桥额定电流； d、当机组满足退出制动运行条件时，调节器退出制动模式。 退出制动运行条件如下(下面五项中有一项成立，即退出制动运行条件满足) 1、发电机出现事故跳闸信号； 2、发电机非空载状态； 3、发电机转速< 15%额定转速； 4、电气制动超时运行； 5、接收到计算机监控系统退制动命令。 —旦调节器退出制动模式，立即解除对前述3个整流桥触发脉冲的闭锁。 除上述实施例外，本专利技术还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本专利技术要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
大型水轮发电机柔性电气制动方法，其步骤如下：　　　　ａ、励磁调节器进入电制动模式后，调节器恒励磁电流闭环运行，且置励磁电流设定值等于短路试验时，额定定子电流对应的励磁电流值；　　　　ｂ、合上整流器制动运行时的交流输入、直流输出开关以及发电机灭磁开关；　　　　ｃ、给ｎ个整流桥触发脉冲，使这ｎ个整流桥出力，即闭锁其余Ｎ－ｎ个整流桥的触发脉冲，其中Ｎ为整流桥总数，ｎ满足公式（１），　　　　Ｉ／ｉ≤ｎ＜Ｎ　　（１）　　　　式中，Ｉ为电气制动时的转子电流，ｉ为单个整流桥额定电流；ｄ、当机组满足退出制动运行条件时，调节器退出制动模式。

【技术特征摘要】
大型水轮发电机柔性电气制动方法，其步骤如下a、励磁调节器进入电制动模式后，调节器恒励磁电流闭环运行，且置励磁电流设定值等于短路试验时，额定定子电流对应的励磁电流值；b、合上整流器制动运行时的交流输入、直流输出开关以及发电机灭磁开关；c、给n个整流桥触发脉冲，使这n个整流桥出力，即闭锁其余N-n个整流桥的触发脉冲，其中N为整流桥总数，n满足公式(1)， <mrow><mfrac> <mi>I</mi> <mi>i</mi></mfrac><mo>&le;</mo><mi>n</mi><mo>&lt;</mo><mi>N</mi><mo>-</mo>&l...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡先洪，陈小明，许其品，程小勇，万和勇，孙素娟，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]