發(fā)電機滅磁失敗原因分析及改進措施

1、發(fā)電機滅磁失敗原因分析及改進措施陳小明（葛洲壩水力發(fā)電廠 443002 湖北宜昌市）摘要：針對近期某發(fā)電廠發(fā)生的滅磁開關(guān)燒毀事故，本文介紹了由雙斷口滅磁開關(guān)（fmk）和zno非線性電阻構(gòu)成的滅磁系統(tǒng)的工作原理，分析了其滅磁失敗的主要原因，并提出了減輕滅磁開關(guān)滅弧負擔(dān)，保證滅磁成功的改進措施：(1)降低zno非線性電阻的殘壓；(2)在zno非線性電阻兩端并聯(lián)線性電阻，以得到一條近似sic非線性電阻的伏安特性，現(xiàn)場工業(yè)試驗已驗證其有效性。關(guān)鍵詞：勵磁裝置 滅磁開關(guān) 非線性電阻0 引言1999年4月3日，某一大型水輪發(fā)電機組的勵磁裝置因強勵失控，勵磁電壓和電流最高達到1200v和3800a，造成勵磁

2、變壓器過流保護動作，機組停機滅磁。而在這一滅磁過程中，卻發(fā)生了滅磁開關(guān)嚴(yán)重?zé)龤У氖鹿?。本文分析了其主要原因，并提出了減輕滅磁開關(guān)負擔(dān)，保證滅磁成功的改進措施。1 滅磁原理介紹該機組的勵磁裝置滅磁系統(tǒng)由dm4-1600雙斷口滅磁開關(guān)（fmk）和zno非線性電阻（rf）組成，其滅磁原理圖如圖所示。 uk1 id + - scr + - dg fmk ud uf rf r - - + + if uk2 虛線連接的電阻r是本文的改進措施之一 圖 滅磁原理圖 fig.1 principle of de-excitation在圖1中，二極管d保證rf只在發(fā)電機勵磁電壓uf反壓時(即下正上負)時投入，rf兩

3、端的工作電壓即閥片殘壓為1500v。正常運行時，fmk合上，可控硅整流橋scr輸出整流電壓ud和整流電流id，uf正壓（即上正下負）。fmk跳閘滅磁時，其雙斷口同時斷開，觸頭拉弧并將電弧吹入滅弧罩，電弧在fmk雙斷口形成電弧電壓uk1和 uk2，極性如圖1所示。以此同時，uf由正壓變負壓，當(dāng)uf大于rf的殘壓1500v時，勵磁電流if流經(jīng)rf，fmk雙斷口電弧熄滅，磁場電流由fmk轉(zhuǎn)到rf上來，uf仍被限制在1500v，if按直線衰減，直到uf和if均為零，轉(zhuǎn)子磁能變?yōu)闊崮?，發(fā)電機滅磁成功。2 滅磁失敗原因分析滅磁成功的關(guān)鍵是磁場電流由fmk轉(zhuǎn)移到rf上來，其轉(zhuǎn)移時間約為40毫秒。若轉(zhuǎn)移不成功

4、，整個磁場電流將由fmk單獨消耗，此時若磁場電流超過fmk的滅弧能力，則必然造成滅磁開關(guān)燒毀。由于dm4雙斷口滅磁開關(guān)，在滅磁回路中主要是作為一個移能開關(guān)來使用的，不具備單獨吸收強勵失控下的轉(zhuǎn)子磁能。在該機組fmk跳閘滅磁中，因能量太大，滅弧柵的電弧向外大量噴射導(dǎo)電的物質(zhì)，大大的降低了滅弧室及觸頭間的絕緣，并使其發(fā)生短路燒毀，從而導(dǎo)致滅磁失敗。為什么該機組的磁場電流不能有效的轉(zhuǎn)移呢？首先來分析磁場電流的轉(zhuǎn)移條件，從上圖可見，uk1+uk2-ud2-uf=0，又uf=1500v，則得到該滅磁系統(tǒng)的磁場電流轉(zhuǎn)移條件：uk1+uk2-ud1500v。按照直流電弧的理論，電弧的伏安特性是非線性的，電弧

5、產(chǎn)生的過程中，電弧電壓值是變化的。跳閘前uk1和uk2的值為零，跳閘瞬間uk1和uk2的值急劇上升，拉弧越快其值越高，但隨著電弧被吹進滅弧罩的滅弧柵，電弧被拉長，電弧電壓也就隨電弧長短而變化。倘若電弧被滅弧柵分割成短電弧，電弧電壓值就為滅弧柵的片數(shù)乘以短電弧電壓值，該滅弧柵為28片，短電弧電壓值取30v，則uk1=uk2=2830=840v?？紤]上述因數(shù)并結(jié)合dm4滅磁開關(guān)的試驗資料，一般來說，在fmk跳閘過程中，當(dāng)電弧被電動力和熱氣流吹進滅弧柵燃燒時，斷口兩端將產(chǎn)生900v-1200v電弧電壓。將該范圍內(nèi)的電弧電壓值代入uk1+uk2-ud1500v，就得到一組磁場電流轉(zhuǎn)移成功，整流輸出電壓

6、必須滿足的條件：條件1：當(dāng)uk1+uk2=900 +900 = 1800v時，ud300v；條件2：當(dāng)uk1+uk2=1000+1000=2000v時，ud500v；條件3：當(dāng)uk1+uk2=1100+1100=2200v時，ud700v；條件4：當(dāng)uk1+uk2=1200+1200=2400v時，ud900v。將上述條件同該勵磁裝置典型運行工況的整流輸出電壓進行比較，就得到不同條件下，是否滿足磁場電流轉(zhuǎn)移的結(jié)論，如表1所示。 表1 改進前計算轉(zhuǎn)移條件的結(jié)果 table 1 transfer characteristic without improvement運行工況電壓ud/電流id條件1條

7、件2條件3條件4空載額定180v/900a滿足滿足滿足滿足負載額定480v/1650a不滿足滿足滿足滿足強勵限制720v/2450a不滿足不滿足不滿足滿足強勵失控1200v/3800a不滿足不滿足不滿足不滿足從表1我們看出，在滅磁開關(guān)每一斷口只能建立900v1200v電弧電壓的條件下，該勵磁裝置滅磁系統(tǒng)完全滿足空載額定狀態(tài)下的滅磁任務(wù)，部分滿足負載和強勵限制狀態(tài)下的滅磁任務(wù)，完全不滿足強勵失控狀態(tài)下的滅磁任務(wù)。正是由于該機組強勵失控，整流輸出電壓ud已達到1200v，此時要滿足uk1+uk2-ud1500v的條件，則要uk1+uk22700v ，即每一斷口的電弧電壓要達到1350v才行。正是由

8、于fmk的斷口不能建立1350v的電弧電壓，才使得該機組的磁場電流不能有效的轉(zhuǎn)移。3 改進措施3.1降低zno非線性電阻的殘壓若rf的殘壓由原來的1500v降為1000v，則磁場電流的轉(zhuǎn)移條件變?yōu)椋簎k1+uk2-ud1000v。按照上述分析方法，又得到一組新的磁場電流轉(zhuǎn)移條件和結(jié)論，如表2所示。條件5：當(dāng)uk1+uk2= 900+ 900= 1800v時，ud800v；條件6：當(dāng)uk1+uk2=1000+1000=2000v時，ud1000v；條件7：當(dāng)uk1+uk2=1100+1100=2200v時，ud1200v；條件8：當(dāng)uk1+uk2=1200+1200=2400v時，ud1400v

9、。 表2 改進后計算轉(zhuǎn)移條件的結(jié)果 table 2 transfer characteristic after improvement運行工況電壓/電流條件5條件6條件7條件8空載額定180v/900a滿足滿足滿足滿足負載額定480v/1650a滿足滿足滿足滿足強勵限制720v/2450a滿足滿足滿足滿足強勵失控1200v/3800a不滿足不滿足滿足滿足由此可見，同樣在滅磁開關(guān)每一斷口只能建立900v1200v電弧電壓的條件下， 該改進方法可使滅磁系統(tǒng)完全滿足空載、負載和強勵限制狀態(tài)下的滅磁任務(wù)，但只能部分滿足強勵失控狀態(tài)下的滅磁任務(wù)，除非rf的殘壓降低至600v或提高fmk的技術(shù)指標(biāo)?？梢姡?/p>

10、在允許的范圍內(nèi)降低rf的殘壓，可大大提高磁場電流由fmk向rf成功轉(zhuǎn)移的可靠性，而這對于此類滅磁系統(tǒng)的滅磁成功是極其重要的。3.2在zno非線性電阻rf兩端并聯(lián)線性電阻r正常運行時，因二極管d的隔離作用，電阻r不吸收正向電壓下的磁能。當(dāng)fmk跳閘滅磁時，雙斷口拉弧建壓，一旦uk1+uk2-ud0即uf由正變負，電阻r就開始續(xù)流滅磁，磁場電流首先由fmk開始向電阻r轉(zhuǎn)移，直到fmk雙斷口電弧熄滅。在電流轉(zhuǎn)移的過程中，當(dāng)r兩端的電壓超過rf的殘壓即1500v時，rf就參于滅磁吸能，并限制uf1500v。這種分段轉(zhuǎn)移磁場電流，rf和r共同滅磁吸能的方法，最先由葛洲壩電廠的黃大可工程師提出，并成功的進

11、行了兩次滅磁試驗。zno非線性電阻和線性電阻并聯(lián)，也就是二者伏安特性的疊加，選擇合適的r值，就能得到一條近似sic非線性電阻的伏安特性，如圖2所示。在國外的勵磁裝置上，大量采用的滅磁電阻就是sic非線性電阻。 i i i + = u u u zno 電阻 sic 圖2 伏安特性的疊加過程 fig.2 superposition of va curve4 結(jié)束語發(fā)電機滅磁失敗對勵磁裝置的安全運行構(gòu)成了較大的危害，必須從各個方面采取預(yù)防措施。首先要對勵磁調(diào)節(jié)器的過無功限制和強勵限制進行認真整定校核，加強脈沖變的絕緣，杜絕勵磁裝置強勵失控的發(fā)生。在強勵失控的條件下滅磁，過高的整流輸出電壓會影響磁場電

12、流的轉(zhuǎn)移，采取降低非線性電阻的殘壓或并聯(lián)線性電阻，有助于這一問題的解決。analysis of cause of failure and improvement of generator de-excitationchen xiaoming, (gezhouba hydropower plant, 443002, yichang, china）abstract: due to the accident a de-excitation breaker was burned in a power plant lately. this paper introduces the principle o

13、f de-excitation which consists of a double-break de-excitation breaker and zno non-ohmic resistor. the cause of the de-excitation breaker to ensure the successful de-excitation, i.e., decreasing the residual voltage of zno non-ohmic resistance. field test was done to verify the validity of proposed

14、measures.keywords: excitation equipment de-excitation breaker non-ohmic resistor 作者簡介：陳小明，男，高級工程師，畢業(yè)于西安電力專科學(xué)校，長期從事水輪發(fā)電機勵磁裝置的檢修維護工作，曾從事勵磁產(chǎn)品的開發(fā)和設(shè)計制造。作者照片：陳小明同萬森海師傅在三峽電廠開關(guān)站留影紀(jì)念。我的大學(xué)愛情觀1、什么是大學(xué)愛情：大學(xué)是一個相對寬松，時間自由，自己支配的環(huán)境，也正因為這樣，培植愛情之花最肥沃的土地。大學(xué)生戀愛一直是大學(xué)校園的熱門話題，戀愛和學(xué)業(yè)也就自然成為了大學(xué)生在校期間面對的兩個主要問題。戀愛關(guān)系處理得好、正確，健康，可以成為

15、學(xué)習(xí)和事業(yè)的催化劑，使人學(xué)習(xí)努力、成績上升；戀愛關(guān)系處理的不當(dāng)，不健康，可能分散精力、浪費時間、情緒波動、成績下降。因此，大學(xué)生的戀愛觀必須樹立在健康之上，并且樹立正確的戀愛觀是十分有必要的。因此我從下面幾方面談?wù)勛约旱膶Υ髮W(xué)愛情觀。2、什么是健康的愛情：1) 尊重對方，不顯示對愛情的占有欲，不把愛情放第一位，不癡情過分；2) 理解對方，互相關(guān)心，互相支持，互相鼓勵，并以對方的幸福為自己的滿足; 3) 是彼此獨立的前提下結(jié)合；3、什么是不健康的愛情：1)盲目的約會，忽視了學(xué)業(yè);2)過于癡情，一味地要求對方表露愛的情懷，這種愛情常有病態(tài)的夸張;3)缺乏體貼憐愛之心，只表現(xiàn)自己強烈的占有欲;4)偏

16、重于外表的追求;4、大學(xué)生處理兩人的在愛情觀需要三思：1. 不影響學(xué)習(xí)：大學(xué)戀愛可以說是一種必要的經(jīng)歷，學(xué)習(xí)是大學(xué)的基本和主要任務(wù)，這兩者之間有錯綜復(fù)雜的關(guān)系，有的學(xué)生因為愛情，過分的忽視了學(xué)習(xí)，把感情放在第一位；學(xué)習(xí)的時候就認真的去學(xué)，不要去想愛情中的事，談戀愛的時候用心去談，也可以交流下學(xué)習(xí)，互相鼓勵，共同進步。2. 有足夠的精力：大學(xué)生活，說忙也會很忙，但說輕松也是相對會輕松的！大學(xué)生戀愛必須合理安排自身的精力，忙于學(xué)習(xí)的同時不能因為感情的事情分心，不能在學(xué)習(xí)期間，放棄學(xué)習(xí)而去談感情，把握合理的精力，分配好學(xué)習(xí)和感情。3、 有合理的時間；大學(xué)時間可以分為學(xué)習(xí)和生活時間，合理把握好學(xué)習(xí)時間

17、和生活時間的“度”很重要；學(xué)習(xí)的時候，不能分配學(xué)習(xí)時間去安排兩人的在一起的事情，應(yīng)該以學(xué)習(xí)為第一；生活時間，兩人可以相互談?wù)剳賽?，用心去談，也可以交流下學(xué)習(xí)，互相鼓勵，共同進步。5、大學(xué)生對愛情需要認識與理解，主要涉及到以下幾個方面：（1） 明確學(xué)生的主要任務(wù)“放棄時間的人，時間也會放棄他?！贝髮W(xué)時代是吸納知識、增長才干的時期。作為當(dāng)代大學(xué)生，要認識到現(xiàn)在的任務(wù)是學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)做人、學(xué)習(xí)知識、學(xué)習(xí)為人民服務(wù)的本領(lǐng)。在校大學(xué)生要集中精力，投入到學(xué)習(xí)和社會實踐中，而不是因把過多的精力、時間用于談情說愛浪費寶貴的青春年華。因此，明確自己的目標(biāo)，規(guī)劃自己的學(xué)習(xí)道路，合理分配好學(xué)習(xí)和戀愛的地位。（2） 樹林正

18、確的戀愛觀提倡志同道合、有默契、相互喜歡的愛情：在戀人的選擇上最重要的條件應(yīng)該是志同道合，思想品德、事業(yè)理想和生活情趣等大體一致。擺正愛情與學(xué)習(xí)、事業(yè)的關(guān)系：大學(xué)生應(yīng)該把學(xué)習(xí)、事業(yè)放在首位，擺正愛情與學(xué)習(xí)、事業(yè)的關(guān)系，不能把寶貴的大學(xué)時間，鍛煉自身的時間都用于談情說有愛而放松了學(xué)習(xí)。 相互理解、相互信任，是一份責(zé)任和奉獻。愛情是奉獻而不時索取，是擁有而不是占有。身邊的人與事時刻為我們敲響警鐘，不再讓悲劇重演。生命只有一次，不會重來，大學(xué)生一定要樹立正確的愛情觀。（3） 發(fā)展健康的戀愛行為 在當(dāng)今大學(xué)校園，情侶成雙入對已司空見慣。抑制大學(xué)生戀愛是不實際的，大學(xué)生一定要發(fā)展健康的戀愛行為。與戀人多談?wù)剬W(xué)習(xí)與工作，把戀愛行為限制在社會規(guī)范內(nèi)，不致越軌，要使愛情沿著健康的道路發(fā)展。正如馬克思所說：“在我看來，真正的愛情是表現(xiàn)在戀人