同步發(fā)電機轉子過電壓保護試驗方法

同步發(fā)電機轉子過電壓保護試驗方法第一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二主要內容相關規(guī)程規(guī)定勵磁系統(tǒng)中轉子過電壓的分類以及過電壓來源轉子過電壓保護裝置（Crowbar）原理轉子過電壓保護裝置試驗方法試驗中必須注意的若干問題

第二頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二1相關規(guī)程規(guī)定第三頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二1．1DL/T650-1998《大型汽輪發(fā)電機自并勵靜止勵磁系統(tǒng)技術條件》附表2勵磁系統(tǒng)試驗項目表規(guī)定1．2DL/T650-1998《大型汽輪發(fā)電機自并勵靜止勵磁系統(tǒng)技術條件》附錄C之<C10轉子過電壓試驗>規(guī)定1．3DL/T843-2003《大型汽輪發(fā)電機交流勵磁機勵磁系統(tǒng)技術條件》附表3勵磁系統(tǒng)試驗項目表規(guī)定1．4DL/T843-2003《大型汽輪發(fā)電機交流勵磁機勵磁系統(tǒng)技術條件》附錄B之B12<轉子過電壓保護試驗>規(guī)定1．5DL/T583-2006《大中型水輪發(fā)電機靜止整流勵磁系統(tǒng)及裝置技術條件》之4.4.3<轉子過電壓保護器>規(guī)定

第四頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二2勵磁系統(tǒng)中轉子過電壓的來源及分類第五頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二來源(1)當發(fā)電機組的內部或發(fā)電機出口端發(fā)生故障以及正常停機時，勵磁電流的突變在轉子繞組兩端引起的暫態(tài)過電壓；(2)發(fā)電機組在運行中受到較大的擾動時，靜止勵磁的同步發(fā)電機在轉子勵磁繞組上可能產生正向過電壓或反向過電壓；(3)發(fā)電機出現(xiàn)突然短路、失步、非同期合閘、滅磁、非全相運行時，發(fā)電機的電樞反應有可能使轉子勵磁繞組內感應很高的正向過電壓。(4)可控硅管的關斷使靜止可控硅勵磁電源出現(xiàn)的換相尖峰過電壓。(5)交流側通過勵磁變壓器和氣隙傳遞過來的大氣過電壓、電網操作過電壓。第六頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二分類：（1）滅磁過電壓（2）可控硅換相尖峰過電壓（3）非全相及大滑差異步運行過電壓第七頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二3轉子過電壓保護裝置（Crowbar）原理第八頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二

目前，在大型氣輪、水輪發(fā)電機上，經常使用的轉子過電壓保護裝置是跨接器?？缃悠鞯膬?yōu)點：以跨接器代替滅磁開關的滅磁接點，可實現(xiàn)無觸點能量釋放，消除滅磁接點機械結構松動、卡塞等事故隱患，顯著減少維護工作量。跨接器還可以在轉子發(fā)生正向/反向過壓受觸發(fā)導通，用以保護轉子繞組。

跨接器第九頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二圖1跨接器實物圖第十頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二圖2跨接器接線示意圖

第十一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二跨接器的觸發(fā)回路

跨接器動作需要被觸發(fā)。觸發(fā)裝置一般被稱為BOD?？缃悠鞯挠|發(fā)回路有2個功能：（1）是在跳閘令發(fā)出時觸發(fā)跨接器滅磁可控硅，該功能對應于原磁場斷路器的滅磁觸頭。（2）是在轉子因某原因出現(xiàn)過電壓時觸發(fā)相應的跨接器可控硅，也是防止第一功能失敗的后備措施。第十二頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二4轉子過電壓保護裝置試驗方法第十三頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二

以金竹山電廠3#發(fā)電機勵磁系統(tǒng)大修試驗中的轉子過電壓保護檢驗為例進行說明。通過檢查銘牌參數(shù)，得知Crowbar動作電壓為2400V。試驗目的通過試驗驗證發(fā)電機轉子過電壓保護裝置是否按邏輯要求動作以及實際測試出在過電壓情況下的保護動作值。試驗應具備的條件

發(fā)電機碳刷完全解開；滅磁開關已進行就地、遠方跳、合試驗；發(fā)電機轉子封母外殼可靠接地；試驗使用的升壓器帶電流保護功能；試驗使用的轉子電壓錄波儀器具有相應電壓錄波能力；其他相關按措已經布置。試驗接線試驗接線如下圖所示：第十四頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二圖3試驗接線圖第十五頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二（1）模擬直接跳滅磁開關條件下的Crowbar動作滅磁開關合上，緩慢升高調壓器電壓，錄波儀所顯示直流電壓值，直至VDC=400V。在AVR上把控制方式切換到就地，由試驗人員在端子排上端節(jié)外部保護信號跳滅磁開關端子，模擬故障跳閘。波形如下圖所示：試驗方法以及試驗結果第十六頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二圖4直接跳滅磁開關波形圖第十七頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二（2）模擬出現(xiàn)轉子過電壓情況下的Crowbar動作由于Crowbar由2組反并聯(lián)硅堆組成，可消除轉子正、反方向的過電壓，所以試驗可以有2種做法。首先模擬Crowbar在轉子正電壓方向上的動作。硅堆輸出按轉子回路正負極性正常連接。調壓器從零開始逐步升高電壓，監(jiān)視錄波儀所顯示的電壓實時值，直至從波形上觀測到裝置動作。試驗所得如圖5所示：第十八頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二圖5直流作用下的跨接器

動作波形圖第十九頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二接下來模擬轉子正、反方向同時動作。在升壓變出口撤除整流硅堆，使交流電壓同時作用于轉子回路正反方向。逐步升高調壓器電壓，監(jiān)視錄波儀顯示的電壓實時值，直至在錄波儀上觀察到裝置動作。試驗所得如圖6所示：第二十頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二圖6交流作用下的跨接器動作波形圖第二十一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二5試驗中必須注意的若干問題第二十二頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二（1）調壓器和生壓變要有足夠的容量；（2）要選擇正確的轉子電壓錄波檔位；（3）對于勵磁系統(tǒng)本體設備上安裝了轉子接地保護的裝置，在試驗前必須拔出保護裝置的保險；