600MW汽輪發(fā)電機(jī)靜止可控硅自并激勵(lì)磁系統(tǒng)

600MW汽輪發(fā)電機(jī)靜止可控硅自并激勵(lì)磁系統(tǒng)第一頁(yè)，共29頁(yè)。2.

三峽電廠勵(lì)磁系統(tǒng)簡(jiǎn)介

三峽左岸電站的勵(lì)磁系統(tǒng)采用德國(guó)SIEMENS公司生產(chǎn)的THYRIPOL靜止式可控硅自并勵(lì)勵(lì)磁設(shè)備，由單元控制室的11面屏柜和勵(lì)磁變以及陽(yáng)極電源開關(guān)組成。第二頁(yè)，共29頁(yè)。3.勵(lì)磁系統(tǒng)陽(yáng)極回路

在三峽電廠，我們一般把勵(lì)磁陽(yáng)極開關(guān)稱為交流滅磁開關(guān)S102陽(yáng)極開關(guān)和勵(lì)磁變壓器第三頁(yè)，共29頁(yè)。4.勵(lì)磁系統(tǒng)過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)

在勵(lì)磁系統(tǒng)保護(hù)方案設(shè)計(jì)中，理論上可行的各種過電壓保護(hù)措如上圖所示：A-

避雷器；

B-

接地電容；

C-

抑制電容；

D-

阻容保護(hù)；

E-

整流式阻容保護(hù)；F-

硒堆保護(hù)；

G-

壓敏電阻；

H-

元件綜合保護(hù)；

I-

可控制硅整定保護(hù)。

在三峽電廠勵(lì)磁系統(tǒng)中，已經(jīng)存在的保護(hù)有：A（勵(lì)磁變高壓測(cè)避雷器）、H（可控硅阻容保護(hù)）、I（轉(zhuǎn)子過電壓跨接器Crowbar)第四頁(yè)，共29頁(yè)。5.三峽左岸電站勵(lì)磁陽(yáng)極過電壓保護(hù)研究

2004年7月26日18點(diǎn)48分，三峽左岸11號(hào)發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁變壓器B相，因絕緣問題導(dǎo)致燒毀后，三峽電廠聯(lián)合重慶大學(xué)進(jìn)行《三峽左岸電站發(fā)電機(jī)勵(lì)磁陽(yáng)極過電壓仿真及其抑制措施研究》工作。

三峽電廠電氣部測(cè)控分部也及時(shí)對(duì)部分機(jī)組進(jìn)行了陽(yáng)極過電壓情況的測(cè)試工作，并對(duì)國(guó)內(nèi)外勵(lì)磁系統(tǒng)陽(yáng)極過電壓保護(hù)裝置進(jìn)行了調(diào)研。

陽(yáng)極過電壓尖峰約為1000V（200MHZ示波器）第五頁(yè)，共29頁(yè)。6.重慶大學(xué)研究報(bào)告三峽左岸電站發(fā)電機(jī)勵(lì)磁陽(yáng)極過電壓仿真及其抑制措施研究驗(yàn)收?qǐng)?bào)告

報(bào)告編制：廖瑞金，程渙超，馮運(yùn)重慶大學(xué)高壓絕緣與電工新技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室二OO四年十一月

第六頁(yè)，共29頁(yè)。7.重慶大學(xué)研究報(bào)告主要內(nèi)容

1、項(xiàng)目?jī)?nèi)容及技術(shù)要求2、勵(lì)磁系統(tǒng)產(chǎn)生換相過電壓的原理及各種過電壓抑制方式分析3、勵(lì)磁系統(tǒng)仿真模型的基本結(jié)構(gòu)及驗(yàn)證 4、三峽電站勵(lì)磁系統(tǒng)過電壓抑制方案仿真的分析5、結(jié)論和附錄

第七頁(yè)，共29頁(yè)。8.重慶大學(xué)研究報(bào)告仿真數(shù)據(jù)摘要

連接方式電容（uf）電阻（Ω）功率（W）過電壓最大值（V）過電壓陡度（V/us）整流型1270039201629189．3三角形710360930．88．9三角形3581．439289．13星型5781．4312229．39星型510

1651.5138.9星型520

2029.4V199.4第八頁(yè)，共29頁(yè)。9.重慶大學(xué)研究報(bào)告結(jié)論

1、壓敏電阻能抑制過電壓的幅值，但卻反而使過電壓的陡度增大；壓敏電阻（避雷器）等耗能元件只適合用于抑制大氣過電壓；2、阻容整流式、三角形以及星型聯(lián)結(jié)的阻容保護(hù)都能大幅度地降低過電壓的幅值及陡度，其中以三角形和星型聯(lián)結(jié)的阻容保護(hù)效果最為明顯；3、當(dāng)采用三角形聯(lián)結(jié)的阻容保護(hù)時(shí)，推薦電容參數(shù)在4～10，電阻參數(shù)推薦在2.5～5間選擇；4、當(dāng)采用星型聯(lián)結(jié)的阻容保護(hù)時(shí)，推薦電容值在5～15，電阻值推薦在2.5～4間選擇；5、根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的電阻的功率。第九頁(yè)，共29頁(yè)。10.勵(lì)磁陽(yáng)極過電壓保護(hù)裝置調(diào)研匯總表電廠名稱陽(yáng)極電壓阻容保護(hù)類型電阻參數(shù)電容參數(shù)過電壓尖峰值冷卻方式葛洲壩電廠930V（20-21F）三角形阻容保護(hù)10Ω5uf500V左右

強(qiáng)迫風(fēng)冷葛洲壩電廠780V（1-7F）整流型阻容保護(hù)1500Ω20uf800V左右自然冷卻二灘電廠1014V（GE勵(lì)磁）三角形阻容保護(hù)15Ω2uf

強(qiáng)迫風(fēng)冷二灘電廠1014V（ABB勵(lì)磁）整流型阻容保護(hù)1500Ω10uf

自然冷卻第十頁(yè)，共29頁(yè)。11.陽(yáng)極過電壓保護(hù)第一次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)日期：2004年12月21日機(jī)組：5號(hào)機(jī)空載運(yùn)行電阻特點(diǎn)：繞線電阻串并聯(lián)電容特點(diǎn)：SIEMENS電容，5個(gè)1uf/AC2100并聯(lián)接線方式：三角形和星形阻容保護(hù)可選電阻參數(shù)：22Ω（1800W）電容參數(shù)：5μF試驗(yàn)結(jié)論：電流大，電阻溫度高，需要改進(jìn)。第十一頁(yè)，共29頁(yè)。12.陽(yáng)極過電壓保護(hù)第二次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)日期：2004-12-24機(jī)組：5號(hào)機(jī)空載運(yùn)行電阻特點(diǎn)：無(wú)感電阻并聯(lián)電容特點(diǎn)：SIEMENS電容，5個(gè)1uf/AC2100并聯(lián)接線方式：三角形和星形阻容保護(hù)可選

電阻參數(shù)：17Ω（1800W）電容參數(shù)：4μF試驗(yàn)結(jié)論：電流合適，電阻溫度較高。第十二頁(yè)，共29頁(yè)。13.兩次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)總結(jié)表錄波圖號(hào)接線方式試驗(yàn)條件/參數(shù)尖峰ΔU振蕩次數(shù)線電流A溫度℃估算功耗備注3

無(wú)RC，5F空載，2V/div，2ms/div954V5

73.4V/mm4

無(wú)RC，5F空載，1V/div，1ms/div954V5

36.7V/mm7Δ繞線電阻R=22Ω（1800W），C=5μF550V55.0160900W空載，73.4V/mm9Y繞線電阻R=22Ω（1800W），C=5μF770V52.2140600W空載，73.4V/mm10Y繞線電阻R=22Ω（1800W），C=5μF770V52.2140600W空載，36.7V/mm12Δ無(wú)感電阻R=17Ω（1500W），C=4μF440V53.85100900W空載，73.4V/mm13Δ無(wú)感電阻R=17Ω（1500W），C=4μF440V53.85100900W空載，36.7V/mm14Y無(wú)感電阻R=17Ω（1500W），C=4μF550V52.0290800W空載，73.4V/mm15Y無(wú)感電阻R=17Ω（1500W），C=4μF550V52.0290800W空載，36.7V/mm19Y無(wú)感電阻R=17Ω（1500W），C=4μF707V02.1100900W負(fù)載，73.4V/mm20Y無(wú)感電阻R=17Ω（1500W），C=4μF707V02.1100900W負(fù)載，36.7V/mm第十三頁(yè)，共29頁(yè)。14.兩次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)部分錄波圖第十四頁(yè)，共29頁(yè)。15.三峽電廠陽(yáng)極過電壓保護(hù)裝置設(shè)計(jì)保護(hù)類型：三角形接線阻容保護(hù)電阻參數(shù)：R=10Ω/2000W電阻參數(shù)：C=4μf/AC4000V保險(xiǎn)參數(shù)：35A/1140V高壓導(dǎo)線：4－6mm2導(dǎo)線，>1500V第十五頁(yè)，共29頁(yè)。16.陽(yáng)極過電壓保護(hù)裝置主要器件選擇無(wú)感電阻：RC35-40(40Ω/500W)德國(guó)電容：MKP－4uf/DC6000V/AC4000V保險(xiǎn)芯座：RS31B1140V/35A，NT0160A/1140V

第十六頁(yè)，共29頁(yè)。17.陽(yáng)極過電壓保護(hù)裝置及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖

第十七頁(yè)，共29頁(yè)。18.三峽勵(lì)磁陽(yáng)極過壓保護(hù)裝置現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

2005年11月，三峽電廠C修工作開始，我們首先在14號(hào)機(jī)組上進(jìn)行安裝并做機(jī)組空載投運(yùn)試驗(yàn)。投運(yùn)試驗(yàn)中，在投和不投陽(yáng)極過壓保護(hù)裝置狀況下對(duì)陽(yáng)極電壓進(jìn)行錄波，經(jīng)過對(duì)比試驗(yàn)，證明投入陽(yáng)極過壓保護(hù)裝置后，換向過電壓得到明顯抑制。實(shí)測(cè)回路線電流為7A，當(dāng)柜門關(guān)上后，電阻產(chǎn)生的熱量很大，電阻溫升最高達(dá)到200Co，即使風(fēng)機(jī)啟動(dòng)效果也不明顯。當(dāng)開門運(yùn)行后，柜內(nèi)溫度從90Co左右迅速降到30Co左右?，F(xiàn)場(chǎng)分析認(rèn)為柜體實(shí)際不合理，主要是柜門開孔太小，熱量效果較差，不能滿足運(yùn)行要求。參考勵(lì)磁變的散熱方式，將陽(yáng)極過壓保護(hù)裝置兩邊柜門開孔，讓裝置能夠自然散熱。對(duì)柜門進(jìn)行開孔改造后再投入運(yùn)行，柜體內(nèi)的溫度明顯下降，能夠滿足運(yùn)行的要求。在冬修期間VGS機(jī)組和ALSTOM機(jī)組的陽(yáng)極過壓保護(hù)裝置柜內(nèi)溫度分別不超過32Co和40Co。目前，夏天環(huán)境溫度有所上升，但柜內(nèi)溫度都不超過60Co，正常運(yùn)行。第十八頁(yè)，共29頁(yè)。19.陽(yáng)極過電壓保護(hù)裝置投切波形分析比較

三峽左岸電站有VGS和ALSTOM兩種類型發(fā)電機(jī)組，比較所有機(jī)組陽(yáng)極電壓波形，同一機(jī)組類型的陽(yáng)極電壓波形基本一致。這里特選取7F（VGS）和6F（ALSTOM）波形進(jìn)行分析。另外，我們?cè)?2F機(jī)組上對(duì)陽(yáng)極過電壓尖峰進(jìn)行了放大測(cè)試，其波形也進(jìn)行比較分析。所有波形的測(cè)試都是在機(jī)組空載100％Ug運(yùn)行條件下進(jìn)行。測(cè)得VGS機(jī)組陽(yáng)極過電壓保護(hù)裝置的線電流為5.6A，ALSTOM機(jī)組陽(yáng)極過電壓保護(hù)裝置的線電流為7A。由于現(xiàn)在測(cè)試所采用的是500MHZ示波器，而以前采用的200MHZ示波器，故現(xiàn)在陽(yáng)極電壓尖峰波形的測(cè)量值不同于以前，并且其值比以前高。第十九頁(yè)，共29頁(yè)。20.7F未投保護(hù)裝置時(shí)的陽(yáng)極電壓波形圖第二十頁(yè)，共29頁(yè)。21.7F投上保護(hù)裝置時(shí)的陽(yáng)極電壓波形圖第二十一頁(yè)，共29頁(yè)。22.7F投與不投保護(hù)裝置時(shí)的陽(yáng)極電壓波形圖

第二十二頁(yè)，共29頁(yè)。23.6F未投保護(hù)裝置時(shí)的陽(yáng)極電壓波形圖第二十三頁(yè)，共29頁(yè)。24.6F投上保護(hù)裝置時(shí)的陽(yáng)極電壓波形圖第二十四頁(yè)，共29頁(yè)。25.6F投與不投保護(hù)裝置時(shí)的陽(yáng)極電壓波形圖第二十五頁(yè)，共29頁(yè)。26.12F投與不投保護(hù)裝置時(shí)的陽(yáng)極電壓波形圖第二十六頁(yè)，共29頁(yè)。27.三峽電廠陽(yáng)極過電壓保護(hù)裝置投運(yùn)時(shí)間統(tǒng)計(jì)第二十七頁(yè)，共29頁(yè)。28.結(jié)論

綜上所述，三峽電廠的陽(yáng)極過壓保護(hù)裝置對(duì)勵(lì)磁變低壓側(cè)的尖峰電壓起到了很好的抑制作用，其效果非常明顯，減小尖峰值300-400V，減小率達(dá)到了22%以上，更為重要的是，阻容保護(hù)明