电气制动在贯流式水轮发电机组的应用

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水轮发电机组电气制动技术分析

水轮发电机组电气制动技术分析摘要:介绍了电气制动的工作原理，它基于同步电机管接头反应。

与机械制动相比，电气制动具有制动扭矩高、制动速度高、清洁无污染等优点。

但是，随着推力轴承外壳的大幅改善，机械制动变得越来越可能。

考虑到新形势下水轮发电机使用电气制动技术时存在的一些问题，如安装电气制动装置造成的资本问题和位置的复杂性、过度制动电流和用电气制制动装置暴露在车辆实际操作中的短启动间隔等误操作，提出了在电气制动力装置实际操作中的对策。

关键词:电气制动;水轮发电机;制动技术1引言从20世纪80年代后期开始，电气制动技术逐渐取代了机械制动，在大中型水电站得到了广泛的应用。

但是，随着机械生产技术的改进和完善，装置推力轴承的材料有了很大的改善，机械制动的缺失正在逐步改善。

另一方面，作为电动制动力装置安装的单元，实际上发现了各种缺陷，电动制动装置的使用由于电动位移设备的增加而对机柜的布置造成困难。

因此，在新形势下，有必要进一步研究如何使用电气制动的功能，以及针对目前的缺点采取的对策。

2原理电源系统与发电机分离后，设备停止工作，但此时设备的旋转部分仍然是具有很大的惯性，不能在短时间内立即停止。

装置轴承上油膜的形成与装置的转速密切相关。

因此，如果装置长时间低速旋转，油膜将被破坏，装置的旋转部分之间发生摩擦，导致零件损坏。

因此，正常情况下，电源系统不允许装置的轴承以惯性低速旋转。

利用同步电机的电枢反应，磁化发电机转子后，三相固定器短路，电流到达转子线圈，以与惯性相反的方向产生制动转矩，引导装置快速停止。

这是电气制动技术的原理。

其中有计算制动转矩的公式:如果发生器集需要停止工作，监控系统将首先发送停止命令，励磁调节器将发出删除此处的命令。

此时，电动制动器立即切换到待机模式。

如果满足以下五个条件，系统将发出电气制动命令:首先关闭系统油开关。

第二，单位接到关闭命令；第三，装置的导向叶片全部关闭。

第四，管制低于额定速度的80%。

水电厂电气制动运行技术的应用

水电厂电气制动运行技术的应用摘要：随着社会的不断发展，对各种能源的需求在不断增加，在这个阶段能源问题变得越来越突出，电力工业正逐步向新的能源方向发展。

由于传统的发电方式具有许多缺点，无法满足开发需求。

电气制动技术是一种非接触式制动方法，有利于改善供电不合理、供电紧缺的问题。

关键词：电气制动；水电厂；技术引言电气制动技术在水力发电站中得到广泛应用，在发电设备中安装了电气制动设备，以防止发电设备损坏和破裂，并确保发电设备的完善。

当动力装置停止运行时，风门的定子和转子受到污染，风门磨损，风门的绝缘逐渐降低，通风位置受阻，最终影响通风效果。

水力发电厂的正常运行有效地将电气制动技术应用于发电厂，对发电厂来说是非常重要的。

1电气制动概述电气制动器的最大优点是：提高了设备的自动化水平，更加可靠，设备磨损较小，维修和保养成本较小，并配有机械制动器。

电气制动器的噪音和振动比较小；电气制动器的制动扭矩与设备的速度成反比。

即随着停止过程的速度降低，制动扭矩增加。

制动输入速度并不是有限的，可以有效地改善制氢机的工况，满足可逆装置工况快速切换的要求。

因此，对于高速和大容量的设备以及经常在峰值负载下启动的设备，使用电气制动来停止设备运行显然具有优势。

2电气制动对设备保护的影响2.1对差动保护产生的影响由于电气制动器设定的短路点在发电机的差动电流区域的保护范围内，因此在激活电气制动器时，差动保护电路会形成一定的差动电流，从而引起差动保护。

对设备有不利影响，解决此问题的方法是设置短路差分电流接触器。

换句话说，当遇到电气制动器时，设备会自动激活相应的接触器。

2.2对发电机定子接地的影响在水力发电厂的电气制动操作条件下，发电机显示短路状态，并且通常使用定子接地进行保护。

然而，由于电气制动的三次谐波的串联谐振的影响，定子接地保护故障和虚假信号现象。

为了更好地解决该问题，需要选择由串联谐振电路的消弧线圈产生的电感参数和分布到发电机单元接地的电容参数之一，以便在停机期间去除电气制动器。

电制动在水轮发电机组停机中的应用

按照《水轮发电机基本技术条件》的要求，水轮
发电机应装设一套采用压缩空气操作的机械制动装置，以在规定时问内使机组转动部分从２０％～３０％
（当推力轴承采用合金瓦时）和１０％～２０％（当推力轴承采用弹性塑料瓦时）的额定转速能够连续制动停机ｌ１１。机械制动的优点是结构简单，但随着使用次数的增多，会出现漏油或卡阻现象，从而增大维护工作量；制动过程中，因制动环表面温度急剧升高会产生热变形，导致制动闸和制动环磨损加剧、变形、龟裂。由于水轮发电机组担负着调峰、调频及事故备用的重大任务，启停频繁，故采用电制动方式缩短
蕊轴电枢反应
图１同步发电机的电枢反应
当机组与电网解列、灭磁以后，待转速大约降至
额定转速的５０％一６０％时，将发电机定子在机端出口三相短路，通过一系列逻辑操作，切换励磁电源；同时，励磁调节器转至电制动模式运行，给发电机转
摘要：水轮发电机组的容量越大，机组的转动惯量越大，停机所需要的时间就越长。当机组长时间在
低转速下运行时，推力瓦的油膜被破坏而导致瓦温升高，润滑油容易变质，严重时会烧毁瓦面。为使机组不要长时间地在低转速下运行，必须对转子施加外力以强迫机组在要求的时间内停转。传统的制动方式是采用压缩空气操作的机械装置对转子进行连续制动，但它只能在较低转速时投入，故延长了停机时间，且制动器易磨损，制动时产生的粉尘还会污染环境等。电制动在较高转速时即可投入，制动时只有电磁功率，无机械磨损，且转矩与转速成反比关系，故可缩短停机时间。不过，机械制动可作电制动失效或机组内部电气事故时的后备制动。关键词：水轮发电机；机械制动装置；试验研究中图法分类号：ＴＫ７３０．７文献标志码：Ａ

电气制动在大源渡水电站的应用探讨

式水轮发电机组上由于传统观念等因素的影响，一投电气制动命令，其控制程序如图２所示。机组ＬＵ发出投电气制动命令的前提是发电Ｃ应用电气制动方式制动的较少。
机出口开关分位、导叶全关、机组内部无事故、转速
降低至９％／。当电气制动条件满足，５ｒｅ即收到投电气制动命令，在机端电压小于５倍的发电机额％
定电压时，将顺序闭锁发电机保护，闭合发电机
定子三相短路开关ＲＳ直流开关Ｑ２在电气制动Ｅ、Ｆ，
过程中，任何一步不满足电气制动条件，即当短路开
关ＲＳ直流开关Ｑ２之一合不上，电气制动时Ｅ、Ｆ，或
间过长，即机组转速由９％降至ｌｅ５ｅ％时间超过６电气制动正常投入时应为１０左右）或装置０（Ｓ２Ｓ，本身故障时，ＬＰＣ将向机组ＬＵ发出电气制动失败Ｃ
第３３卷第２期
２１００年４月
水电站机
电技术
Ｖ１３Ｎ．０．ｏ３２
Ａｒ００ｐ．１２
Ｍｅｈｎｃｌ＆ＥｅｔｃｅｈｉｕｆｄｏｏｅｔｔｎｃａｉａｌｃｒａＴｃｎｑｅｏｉｌＨｙｒｐｗｒａｉＳｏ
收稿日期：０００３２１— 卜０
２大源渡水电站电气制动系统结构
大源渡水电站采用奥地利伊林公司生产的电气
制动装置。该装置由制动电源励磁变压器和定子三
作者简介：邬海军（９５）男，程师，事水电厂运行维护管理１７一，工从

电气制动原理及其实际应用

励磁开关投入
V<5%Vn
机械制动投入
停机结束
广蓄电气制动刀的参数
型号：SB250 最大电压：24kV 额定电压：18kV 额定电流：12000A 关合容量：8000A（在6%额定电压下）
短时耐受电流：60kA (3秒)
广蓄电气制动的评价
运行近10年
可靠稳定
制动过程中机组温升小于5℃ 多发问题:
结论
简单，可靠，良好制动效果，满足现代大型水电厂制动要求
无噪音、污染，是一种理想的环保技术易自动控制，适合现代控制
电气制动与励磁统一规划设计，减少设备，节省投资
谢谢
基本工作原理
纯电感电枢反应
E0 Ead
Ff
Eδ
Fad' Fδ I Fad
电流与转速的关系式
Id E xd2 R2
忽略定子直流电组 R 后
KE •n
KE C
Kd • n2 R2 Kd
定子绕组中的短路电流是一恒定值不随机组转速的降低而变化
各种制动力矩与转速的关系
损耗产生的原因
水轮机转轮水阻损耗发电机风摩擦损耗轴承摩擦损耗
定子三相短路制动
高压侧短路制动
逆变制动
接线示意图优点
缺点
应用情况
~
转动能量消耗在短路的发电机定子里，实现方便
世界范围内目前应用最广泛
~
变压器可提供附加制动损耗，制动效果甚佳
高压短路开关操作寿命要求高
国内：无；国外：应用较少，主要在前苏联地区
~
能量可以回馈到电网
容量受电力电子器件功率所限，不能太大我国的潘家口抽水蓄能电站等
位置接点间接传动机构快速刀闸缓冲块等

机组制动系统中电气制动技术的应用分析

提高安全可靠性。
在电气制动开关的投入和退出方面，必须与灭磁开关的投入和退出有严格的逻辑关系，否则将会导致定子三相瞬间断路或带负荷拉隔离开关等严重事故
的发生。
３３短路制动开关的选择．
电气制动一般可在机组额定转速的６％以下投０入，由微机监控系统向励磁系统发出电气制动命令，由励磁系统调节柜的专用可编程控制器（Ｌ）完成ＰＣ具体的电气制动流程控制。在电气制动过程中，励磁系统处于恒电流手动方式运行，控制励磁系统向转子绕组输出恒定的励磁电流。励磁电流的给定可通过人机界面设定，也可通过ＡＤ转换实现数字给定，／实现调整方便、程最优的目的。过
７辞各砷制动力丢与水轮发电机组转速的关糸．ｆ
会进一步增加，其最大值一般是出现在机组将停止转动前的瞬间。根据电气制动的以上特点，了获得最大的制动为力矩，应充分利用发电机定子的容量，使定子短路电流约等于额定定子电流，而要获得额定定子电流，根据发电机的短路特性，励磁电流应达到发电机空载额
定励磁电流。
２７电气制动的投退要求．
罗昌文，绍军，羊周小泉：组制动系统中电气制动技术的应用分析机表２电气制动方式的比较
３２电气制动控制回路的设计．
・３５・
电气制动控制回路的设计是否科学合理，将会对电气制动过程是否可靠产生严重影响，因此必须考虑到要有足够的约束条件和闭锁措施。对于电气制动的投入约束条件：机组的停机命令给出后断路器在跳闸位置，机组无电气故障，机端电压小于或等于１９Ｕ，组转速小于或等于５％０６ｎ机０Ｎｅ导叶在全关位置，。灭磁开关在断开位置等条件。另外还可以在相关条件满足的情况下，对发电机组是否解列、机组停机命令等条件进行单独判断来进一步

分析电制动在水轮发电机组停机中的应用

分析电制动在水轮发电机组停机中的应用作者：李培义姜建勋来源：《中国新通信》2013年第19期【摘要】水轮发电机的电气制动停机是理想的制动方式，但是随着它的投入也导致一些新问题。

本文作者阐述了水轮发电机电气制动系统的工作原理及实现途径，给出了电制动的各种改造方案，并结合电站励磁系统，并对各方案具体原理、实现及特点进行深入探讨。

【关键词】水轮发电机机械制动装置电气制动水轮发电机组由于启动、停机方便迅速，因而在电网系统中常肩负起调峰、调频及事故备用的重大责任。

大、中型水轮发电机组在停机过程中，为了缩短机组的惰性时间，防止在转速逐渐下降过程中推力轴承的油膜减薄、变干、发生硬碰硬的摩擦而烧坏推力轴瓦的现象，水轮发电机组在低转速区必须进行连续的强制刹车。

尤其是机组被迫在高转速下投入机械制动时，由于机组转动惯量巨大，制动闸块和制动盘间将产生强烈的摩擦和扭曲应力，造成制动盘变形、龟裂甚至折断损坏。

一、电制动原理电制动原理是基于同步发电机的电枢反应，见图1。

制动时将发电机出口三相短路，给转子加恒定电流，由电枢电流产生的电枢磁势可分解为直轴分量和交轴分量。

直轴分量（即无功分量）仅产生电磁力，不形成电磁转矩；而交轴分量（即有功分量）则产生电磁力，并形成电磁转距，其方向与惯性转距方向相反，从而实现减速制动停机。

当机组与电网解列、灭磁以后，待转速大约降至额定转速的50%～60%时，将发电机定子在机端出口三相短路，通过一系列逻辑操作，切换励磁电源；同时，励磁调节器转至电制动模式运行，给发电机转子绕组加恒定励磁电流。

因为发电机正在转动，定子在转子磁场的作用下，感应产生短路电流，由此产生的电磁力矩正好与转子的惯性转向相反。

在机组制动期间，该制动力矩和水轮机转轮在水中转动摩擦引起的水阻力矩、发电机通风损耗引起的风摩擦阻力矩及轴承摩擦损耗引起的阻力矩构成机组总的阻力矩。

电制动力矩ME表达式为：RES为电制短路开关；GCB为发电机出口断路器；MB为主变；LB为励磁变；ZB为制动变；QF1，QF2为空气断路器；AVR为机端电压控制；FMK为灭磁开关；L为转子绕组。

电气制动在乌溪江电厂水轮发电机组的应用实践

电气制动在乌溪江电厂水轮发电机组的应用实践周新有(浙江华电乌溪江水力发电厂，浙江衢州324000)摘要：电气制动在乌溪江电厂#5机100MW水轮发电机组的应用，进行电气制动的实践改造及相关试验，取得良好效果。

为电气制动在其他同类型机组的推广应用提供了依据。

关键词：水轮发电机电气制动机械制动一、前言：乌溪江水力发电厂是浙江电网的主力调峰水电厂，隶属于中国华电集团公司，是国有大Ⅱ型水电企业。

乌溪江电厂#5机组单机100MW，在浙江电网承担调峰任务，开停机频繁。

#5机距离厂房控制室2KM，采用计算机监控系统控制，实现无人值班，少人值守的关门运行机组，有必要提高机组停机制动的自动化水平。

我们对#5机组进行电气制动的实际改造和相关试验，取得了有益的结论。

水轮发电机组采用电气制动停机系统，可以较大程度地改善机组的停机运行工况，缩短停机时间，消除机械制动时制动块与制动环因摩擦而引起的机械疲劳以致变形龟裂，同时洁净了环境，提高了机组控制的自动化水平。

二、电气制动的概述：水轮发电机组的传统制动方式一般采用机械制动，其优点是：运行可靠，使用方便，通用性强，用气压、油压操作所消耗能源较少，在制动过程中对推力瓦的油膜有保护作用。

既用来制动机组，又用来顶转子，故具有双重功能。

但这种制动方式存在如下一些缺点：制动器的制动块磨损较快，制动中产生的粉尘随着循环风进入转子磁轭及定子铁芯的通风道，常年积累会减少通风道的过风断面面积，影响发电机的冷却效果，导致定子温升增高。

粉尘与油雾结合会四处飞落，污浊定子绕组，阻碍散热，降低绝缘水平，增加检修工作量。

在制动过程中，制动环外表温度急剧升高，因而产生热变形，以致出现龟裂现象。

为了克服机械制动方式的这些缺点，我们在乌溪江电厂#5机组上采用电气制动，但目前仍然保存机械制动方式，以进行混合制动。

三、电气制动的工作原理：当水轮发电机组与系统解列后，导水机构关闭，发电机灭磁，机组在转轮水阻力矩、转子风阻力矩以及轴承摩擦力矩的共同作用下，转速迅速下降，当转速下降到一定数值时〔通常为额定转速的40—60%〕，合上发电机定子绕组出线端的制动短路开关，给转子绕组加恒励，依据同步发电机的电枢反响原理，电枢反响的直轴分量仅表达为加磁或去磁，不反响有功转矩。

电气自动化在水利水电工程中的应用

电气自动化在水利水电工程中的应用随着科技的发展，电气自动化在各个领域的应用越来越广泛，其中水利水电工程也不例外。

水利水电工程是指利用水资源进行能源开发和利用的一种工程，包括水利工程和水电工程两大类，而电气自动化则是利用电气设备和自动化技术来实现对工程的监控和管理。

本文将重点介绍电气自动化在水利水电工程中的应用。

其一，电气自动化在水利工程中的应用。

水利工程主要包括灌溉、排水、河流治理、水资源利用等方面，而在这些工程中，电气自动化的应用可以极大地提高工程的效率和安全性。

首先是灌溉系统，在传统的灌溉中，需要人工调节灌溉管道的开关和水流量，效率较低且容易出现浪费。

而引入电气自动化技术后，可以通过传感器实时监测土壤湿度和气象条件，自动调节灌溉系统的开关和水量，实现精准灌溉，节约水资源。

在排水和河流治理中，电气自动化可以实现对泵站、阀门等设备的远程监控和智能调节，提高排水效率和改善河道环境。

水资源利用方面也可以通过电气自动化实现对水体的监测和管理，保障水资源的有效利用。

其二，电气自动化在水电工程中的应用。

水电工程是利用水能转换成电能的工程，包括水力发电和水库调度两大方面。

在水力发电中，电气自动化技术可以应用于水轮发电机组、水库水位监测、调度控制系统等方面。

通过自动化控制系统，可以对水轮发电机组进行智能调节，提高发电效率和稳定性，同时实现对水位的自动监测和控制，保证水力发电的安全可靠。

在水库调度方面，电气自动化可以实现对水库调度系统的智能化管理，通过预测模型和智能控制算法，实时调度水库的蓄水和放水，最大限度地发挥水能的利用效益。

电气自动化在水利水电工程中的应用是十分重要的。

通过引入电气自动化技术，可以提高工程的运行效率和安全性，节约资源，降低成本，实现可持续发展。

在今后的水利水电工程建设中，应越来越多地应用电气自动化技术，促进水资源的有效开发和利用。

水电机组电气制动的设计及应用

水电机组电气制动的设计及应用摘要：随着水轮发电机能力的不断提高，大型水轮发电机不断发展和使用，其大规模惯性对水轮发电机的制动提出了很高的要求。

本文研究了水电站电气制动的设计与应用。

研究了水电机组的制动原理后，设计了机组制动参数的选择，分别涉及过载系数的确定、电阻的确定、转子电流的计算和控制角的设计。

通过实际应用，本文设计的水轮发电机组电气制动控制过程可以有效延长水轮发电机组制动系统的寿命，制动电流稳定稳定，满足实际应用的需要。

关键词：水电机组；电气制动；原理分析；设计应用；前言随着大型水轮发电机的不断设计和运行，发电机的转动惯量也在增加，相关的停机问题也越来越严重。

对于三峡机组，转动惯量可达到 4.5 * 10 m³或更高，使停车更加困难。

由于水力发电装置通常在电网中发挥紧急备用和频率调节作用，而且其启动和关闭频率很高，传统的机械制动方法已不能满足水力发电装置目前的控制和运行方法。

因此，研究大型水电机组的电气制动很重要。

弹性电动制动与传统电动制动的区别，在于传统电动制动模式通常使用二极管整流器为发电机提供励磁电流，但这种制动模式需要增加二极管不受控制的整流装置，因此输入成本相对较高柔性电动制动技术最重要的部件是可控硅整流和发动机励磁系统调节器。

该制动方法产生的制动电流是可控的，可以根据制动时的水头速度和漏水量进行控制，从而改变制动。

整个制动过程稳定可靠。

因此，本文总结了水电站电气制动的设计和应用经验。

一、水电机组电气制动概述1.电气制动的概述过去，大多数水轮机发电设施采用机械减速停机，具有稳定运行、易于使用和广泛应用的优点。

如果是气压控制或油压控制，则推力轴承油膜受到保护。

这不仅是刹车，而且是上转子，因此具有两个身份。

为了能够制伏机械制动中存在的不足，在某电厂中五号机组进行实验，装置电气制动设施，不过现在依旧留存着机械制动的设施，开展混合减速停止的活动。

2.电气制动的工作原理断开机组后，定子将输出转子绕组的恒定周期大小的短路电流，短路电流不会改变机组的随机转速，引起定子绕组中铜消耗的制动力矩，直至机组停止减速。

电气制动开关在常规水电站的选择及应用

电气制动开关在常规水电站的选择及应用本文介绍了水轮发电机机组采用电气制动开关的原因、优点，以及电气制动开关的工作原理及参数选择，为电气制动开关在同类机组中的应用提供了参考。

关键字：电制动开关，工作原理，参数选择0 前言水电站在电力系统中一般担任调频、调峰、调相、备用等任务，因此水轮发电机组开停机的次数较多，为保障机组的安全运行，机组停机制动就显得十分重要。

目前，我国大部分常规水电站的机组停机都采用压缩空气操作的机械制动装置，其优点是：运行可靠，使用方便，用气压、油压操作所消耗的能源较少，在制动过程中对推力瓦的油膜有保护作用，既可以用来制动机组，又可以用来顶转子，具有双重功能。

但是，这种制动方式也存在如下的缺点：制动器的制动块磨损较快，制动中产生的粉尘随着循环风进入转子磁轭及定子铁心的通风道，长年累积会减少通风道的快风断面面积，影响发电机的冷却效果。

粉尘与油雾会四处飞落，污染定子绕组妨碍散热，降低绝缘水平增加检修工作量[1] [4]。

为了克服这种缺点，目前在大容量高转速水轮机组，特别是机组启停频繁的抽水蓄能机组上，采用机械制动与电气制动结合的双重制动方式，以期缩短停机时间，提高机组的自动化水平。

1 电气制动开关的工作原理机组解列后，当发电机转速下降到50%～60%额定转速时，在发电机出口合上电气制动开关，并给发电机转子加励磁，依据同步发电机的电枢反应原理，电枢反应的直轴分量仅体现为加磁或者去磁，不反应有功转矩，而电枢反应的交轴分量则体现为一个有功转矩，其方向与原有速度方向相反。

利用这个相反的力矩，可以让机组快速的停下来。

电气制动开关的使用分以下两种情况：（1）电气制动单独使用电气制动单独使用时，一般应在机组转速下降到50%～60%额定转速时投入，制动时间应限制在10min以內。

（2）电气制动与机械制动的配合使用当发电机转速下降到50%额定转速时，电气制动系统投入运行;当转速继续下降到额定转速的10%时，机械制动系统投入运行;制动时间应限制在10min以内。

电气制动技术在水轮发电机组中的应用

电气制动技术在水轮发电机组中的应用摘要：当前，水力发电是一种主要的电力生产方式，而在水利发电中，电机是主要的动力设备，传统的发电机组在停机的过程中采用机械制动，但是往往需要耗费一定的时长，不能快速停机，导致电机组推力瓦烧坏，因此，要缩短水轮发电机的停机时间，必须要进一步优化制动系统设计。

而电气制动就是一种有效的快速制动方法，本文就此展开研究。

关键词：水轮发电机组；电气制动技术；应用1引言电气制动系统在水轮发电机组中获得了极大的应用。

因为电气制动具有启动，停机迅速，方便操作等有利条件，所以在电网系统中起着不可忽视的作用。

在此过程中着肩负对调峰、调频及事故备用的重大作用。

由于水轮发电机组在停机过程中，惰性时间太长，所以要极大解决缩短惰性时间以及避免可能由于制动方面的问题带来的后果，电气制动系统在水轮发电机组中的应用得到了极大的发展。

2电气制动系统原理和结构2.1电力制动系统工作原理机组电制动是利用电磁感应产生电磁力的原理实现的。

在机组转速位额定转速50%-60%时，投入电制动，这时发电机励磁变压器断开，由制动变接入开关闭和，制动变压器取自直流电，在进行整流器整流成交流电流，然后再励磁通入发电机，再将发电机转子三相出线进行短路，这时发电机转子产生一个与原来旋转方向相反的反向力矩，让机组加速停机，在机组转速达到20%-30%左右时，再投入机械制动，最后让机组完全停下。

2.2电气制动系统结构在水轮发电机的电气制动系统中，制动装置中的相关组成包括有电源开关、励磁变压器、直流开关、交流开关、断开接触器、可编程控制器、三零仪、不间断电源以及全波整流桥等。

在这个电气制动系统中，可编程控制器是其主要的核心部分。

电气制动装置中设置了三种不同的工作方式，包括电气制动、机械制动以及机电混合制动。

在水轮发电机组常规的工作模式中，发电机组处于运营状态时，先进行电气制动操作，假使存在导水叶漏水的问题或者是其他情况导致的停机时长过大，会采用机电混合制动的模式进行制动，加上电气制动系统在应用中，如水轮发电机组出现电气故障无法操作，则启动机械制动的功能，达到连续制动的目标。

柔性电气制动控制技术在水力发电中的应用

柔性电气制动控制技术在水力发电中的应用发布时间：2021-06-25T10:31:53.987Z 来源：《中国电业》2021年3月第7期作者：蔡江[导读] 随着时代的发展，我国能源方面正在进行激烈的技术革新蔡江四川马回电力股份有限公司四川南充 637000摘要：随着时代的发展，我国能源方面正在进行激烈的技术革新，其中，水力发电已经成为了能源革命的主力军，而作为水力发电主要生产工具的水轮发电机组启停频繁，容易对推力瓦造成破坏。

本文通过对相关文献进行查阅，对柔性电力制动控制技术的基本理论、硬件配置进行了简要阐述，结合相关科学理论知识，最终得出了柔性电气制动控制技术的控制流程与应用效果。

希望本文能够在一定程度上促进我国水利发电技术的升级。

关键词：水力发电；PLC；柔性电气制动引言：水力发电机组具备在电力系统中调峰调频的灵活性，能够辅助调节航运、泄洪。

但是其本身启停机组次数过于频繁，机组丛解列到停机整个过程长期保持低转速运行，为了缩短低转速运行时间，技术人员必须想办法增加对发电机组的制动，在过去一段时间里，水力发电机组的制动方式多为机械振动，无法满足当前背景下的制动和需求，因此，复合型制动措施逐渐提上了历史舞台，成为了水力发电企业青睐的重要方式。

1 柔性电气制动控制技术的基本理论1.1电气制动的原理电气制动的原理如下：发电机通过电枢反应，将自身的动能转换为热能，从而达到制动的效果。

具体来说，在实践中，机组在完成解列后期，励磁系统会自动消磁使机组空转，此时，机端三相的断路开关合闸，励磁系统给转子加磁，定子电枢短路电流，当外部电流经过时，会给发电机组提供一个反向电磁力矩，从而起到制动作用，使发电机组正常制动停止运行。

1.2柔性电气制动的特点柔性电器制动主要具备一下几个重要特点：（1）可控性。

柔性电器制动本身是采用励磁系统调节器进行工作的，能够使调节器在机组解列后转换模式，进行电气制动，通过这种方式可以实现对机组制动的有效控制，具备一定程度的可控性。

电气制动技术在水电站的应用

电气制动技术在水电站的应用摘要：随着经济发展水平的不断提高，社会对电能的需求不断增加，在此背景下，水电在电能供应中的比重越来越大。

水电站机电设备是一个相对复杂系统，在运行过程中存在一定的工况波动情况，在出现故障隐患的情况下，需要采取一定的制动措施进行停机与故障排查。

电气制动技术的应用，能够有效提升设备的稳定性，控制设备减速制动的安全性。

本文旨在阐述电气制动技术在水力发电厂中的应用，并提供具体参考。

关键词：水电站；电气制动；减速；安全引言水力发电厂电气自动化是一门综合性的科学技术，包括控制技术、测量技术、计算机等多种理论科学，目前受到政府的重视。

水电厂是长时间工作的部门，因此对水电厂的运行状况进行实时监控就变得非常主要，必须严格执行实时监控或运行操作，如果仅靠运行人员完成各种任务变得非常困难。

一、电气制动技术在水力发电厂应用的关键环节1.1 水电站电气制动时间控制电气制动技术在水电站中的应用，是为了加快发电机组正常停机过程，降低能耗，提高发电机组停机可靠性。

液压设备的停车和制动时间虽然较短，但仍不能冒不必要的风险，一味地寻求缩短停机时间。

因此，应以机组的机械特性为基础进行设备调试，平衡制动电流与制动效果，不单纯以制动时间缩短为目的，而应以保证水电站机组定子线圈稳定性为标准。

1.2 水电站发电机组停机控制在水电站电气制动应用过程中，优化停机过程控制是关键环节，其中中性点、定子绕组和定子线圈短路开关是水电站机组电气制动控制的重要目标。

控制过程必须与保护装置CT 结合使用，该配置应结合发电机保护装置深入分析，以识别制动过程中的电气变化。

这包括差动电流、定子电流频率变化等。

发电机组停机过程的触发状态和相应的保护装置故障或误报警信息，对相应的发电机组停机过程采取有效措施。

1.3 水电站电气制动故障预防控制电气制动控制系统的安全可靠性与机组稳定运行密切相关，因此需要合理考虑触发条件和互锁措施。

其中，机组带负荷正常运行中的最大风险是电气制动装置动作的稳定性，以及短路开关合闸过程中可能出现的风险。

水轮机电气制动原理

水轮机电气制动原理水轮机是一种利用水能转化为机械能的装置，其运转过程中需要进行电气制动以确保安全和稳定性。

水轮机电气制动原理是指利用电气控制系统对水轮机进行制动的原理和方法。

一、水轮机电气制动的作用和意义水轮机电气制动是水轮机运行过程中的一项重要措施，其主要作用有以下几个方面：1.确保水轮机安全停止：水轮机在运行过程中，如果突然停止或者发生故障，可能会导致设备损坏或者人员伤亡。

通过电气制动，可以快速、准确地停止水轮机的运行，保证设备和人员的安全。

2.保护设备：水轮机在长时间运行后，可能会出现过热、过载等问题，通过电气制动可以对水轮机进行及时制动，避免设备的过度磨损和损坏。

3.提高运行效率：水轮机在运行过程中，可能会出现负载变化的情况，通过电气制动可以及时调整水轮机的转速和负载，提高水轮机的运行效率。

二、水轮机电气制动的原理和方法水轮机电气制动主要依靠电气控制系统对水轮机的运行进行控制和调节。

具体的制动原理和方法如下：1.电磁制动：利用电磁原理，通过电磁铁对水轮机进行制动。

当需要制动时，电气控制系统会发送信号，使电磁铁产生磁力，将制动器与水轮机的转子连接起来，从而实现制动。

2.电阻制动：利用电阻器对水轮机进行制动。

当需要制动时，电气控制系统会通过开关控制电阻器的接入和断开，从而改变水轮机的负载和转速，实现制动。

3.变频制动：利用变频器对水轮机进行制动。

变频器可以通过改变输入电压和频率的方式，调整水轮机的转速和负载。

当需要制动时，电气控制系统会通过变频器控制水轮机的转速和负载，实现制动。

4.自耦变压器制动：利用自耦变压器对水轮机进行制动。

自耦变压器可以通过改变输入电压和输出电压的比例，调整水轮机的转速和负载。

当需要制动时，电气控制系统会通过自耦变压器控制水轮机的转速和负载，实现制动。

三、水轮机电气制动系统的组成水轮机电气制动系统主要由以下几个部分组成：1.电气控制系统：包括电气控制柜、控制开关、控制线路等，用于对水轮机的运行进行控制和调节。

电气制动系统在水轮发电机组中的应用

电气制动系统在水轮发电机组中的应用李建善(浙江华电乌溪江水力发电厂,浙江省衢州市324000)摘要:文中简要介绍了电气制动的原理、主要参数的设计及相关的软件控制流程图,通过在乌溪江水电厂湖站四号机51 5M W 水轮发电机组的实际应用,取得了良好的效果。

关键词:水轮发电机;电气制动;控制流程图收稿日期:2009 09 28。

1 概述水轮发电机组由于启动、停机方便迅速,因而在电网系统中常肩负起调峰、调频及事故备用的重大责任。

大、中型水轮发电机组在停机过程中,为了缩短机组的惰性时间,防止在转速逐渐下降过程中推力轴承的油膜减薄、变干、发生硬碰硬的摩擦而烧坏推力轴瓦的现象,水轮发电机组在低转速区必须进行连续的强制刹车。

尤其是机组被迫在高转速下投入机械制动时,由于机组转动惯量巨大,制动闸块和制动盘间将产生强烈的摩擦和扭曲应力,造成制动盘变形、龟裂甚至折断损坏。

乌溪江水力发电厂湖南镇五号机电气制动技术应用已经很成熟,所以在此基础上设计开发出湖南镇四号机电气制动系统。

2 湖南镇四号机电气制动方案主接线方式本设计方案为一套完全独立的电气制动系统,系统设备包括:制动电源输入电动开关1台,制动电源输出电动开关1台,电制动变压器1台,定子短路刀闸(配电机操作机构)1台,二极管整流装置1套,PLC 和一些外部控制回路。

此方案优点在于电气制动系统完全独立,不需更改现有的励磁系统设备;系统原理简单,运行可靠。

缺点是由于设计时主回路采用二极管元件,制动电流不可控,因此要求在设计制动变压器时设计几个挡位,以便试验时调整;由于电气制动完成转子中仍有制动电流存在,因此分断制动电源输入输出开关都是带负荷操作,为了保证开关可控分断,开关容量应适当放大,PLC 流程应保证开关动作严格按顺序操作,系统原理图见图1。

图1 电气制动原理图3 发电机参数及二极管三相整流桥介绍发电机参数如下。

发电机额定功率:P e =51500kW 。

发电机额定电压:U fe =10 5kV 。

探究机组制动系统中电气制动技术的运用

探究机组制动系统中电气制动技术的运用水轮发电机机组工作流程是超高压水压冲撞发电机转子，然后扭转力切割磁感线转化为电力的过程。

水轮发电机组在高速的冲击式水轮机驱动下容易运行不稳，转子惯动量大工作时间长会发热，转子磨损严重，因此水轮发电机组启动、停机频繁，所以解决制动停机也是水轮发电机组的关键性技术。

1 水轮发电机组制动中的电气制动技术1.1 电气制动原理分析电气制动的工作原理是让同步电机发生电枢反应而带动水轮发电机。

一般的发电机解列或灭磁以后等到机组转速减慢至额定工作转速的一半后，发电机定子三相短路，利用特定的方式操作提供动力电源，此时的励磁调节器将会自动调节档位，模式由原本的电制动模式转为转子制动模式，转子制动模式绕阻为发电机加励磁电流。

1.2 电气制动的基本构成当励磁系统收到投电制动指令时，启动闭锁逻辑，当检测到出口开关闭合机组转速不大且没有收到电制停机令时要在分闸出制动开关。

当判断分闸合上电制动开关以及跨接器开关是否出现电流的震荡，方可下达下一步指令，如图1所示：1.3 电气制动的优势电气制动的优势在于能判断当励磁电流不发生变化时，这一特别现象做系统分析。

这时的电势只会与发电机的转速定子电流这一个因素有关系，此时的定子直流电阻完全不存在影响，而定子绕组中的短路电流为恒定不会随着转子的转动速度的变化而变化，影响因素完全只剩下转速，此时为研究水轮发电机制动技术提供了良好的条件。

1.4 电气制动的突出特点常用的电气制动实现的方式有高压侧短路制动、逆变制动和三相短路制动，高压侧短路制动的优点在于能够附加制动耗损在制动效果上是最好的，实现技术上要求很高，逆变制动的能量可以回收，但受到电子器件的约束。

定子三相短路制动在短路发电机上方便使用，也是使用得比较普遍的一种制动方式。

综合三种制动方式其显著的特点归纳为以下三点：（1）制动惯性力矩与定子短路电流的平方成正比关系，随着定子短路电流的增加而增加，反之则相反；（2）定子电流发生短路时电流基本不会变；（3）制动力矩会与机组的转速成反比，考虑到定子短路电流基本不变，随着机组转速的下降其转动力矩会变大。

水轮发电机组的电气制动在水电站自动化上的应用

水轮发电机组的电气制动在水电站自动化上的应用摘要：在自动化技术水平不断提高的背景下，很多水电站已经开始在水轮发电机组电气制动管理方面使用自动化技术，能够进一步提高水轮发电机组的制动效果。

因此水电站管理人员需要重点研究水轮发电机组的自动化制动方式，不断提高自动化技术在水轮发电机组电气制动管理中的应用效果，从而全面提高水轮发电机组的电气制动效果。

本文首先分析水轮发电机电气制动原理、特点，其次探讨加强水电站自动化电气控制的方式，以期对相关研究产生一定的参考价值。

关键词：水轮发电机组；电气制动；水电站自动化上的应用引言：在水电站建设规模越来越大的背景下，水轮发电机组电气制动要求越来越高，将自动化技术合理运用在水轮发电机组中，能够实现自动制动目标。

因此水电站管理人员应该及时引进自动化技术开展电气制动管理，保证制动效果符合规定要求，从而避免水轮发电机组制动效果不佳影响水电站运行质量。

1电气制动的发展情况水电站采用的自动化电气制动技术主要是网络通信技术以及计算机技术的结合体，能够远程监控管理水电站的电气制动情况，可以及时开展水轮发电机组数据测量工作、运行数据实时更新工作。

在20世纪初，很多西方国家就已经陆续开始进行水电站自动化电气制动研究，由于当时技术水平有限，直到近些年来电气制动自动化管理模式才获得推广使用，为了提高我国水电站自动化发展水平，我国开始陆续进行电气制动研发工作，引进了很多先进的技术以及管理理念，但是目前在电气制动应用方面依旧存在数据利用率不高应用环境缺乏稳定性等不足之处。

2水轮发电机电气制动原理、特点水轮发电机电气制动原理是电磁感应，不需要进行人为操作，安全性比较高，能够进行强度比较高的工作，将电气制动运用在水轮发电机组之中，关闭水轮发电机组的导叶，按照规定早睡先后断开励磁开关和出口开关，确保转速能够快速降低到比水轮发电机组额定转速30%还要低，定子线圈内部存在与之相反的电流，电动机处于运行状态，能够实现快速制动目标。

柔性电气制动控制技术在水力发电中的应用

现代制造技术与装备1962020第9期　总第286期柔性电气制动控制技术在水力发电中的应用李土钦（广东建准检测技术有限公司，广州 510400）摘　要：目前，水轮发电机组装机容量日益增加，但水轮发电机组启停机组频繁。

电气制动控制对水轮发电机有着显著的制动效果，因此基于PLC控制的励磁系统与电气制动合二为一的柔性电气制动控制技术有巨大的应用发展空间。

关键词：水力发电；励磁系统；电气制动；PLCApplication of Flexible Electrical Braking Control Technology in Hydropower GenerationLI Tuqin(Guangdong Jianzhun Testing Technology Co., Ltd，Guangzhou 510400)Abstract: The installed capacity of hydro generator is increasing day by day, but the start and stop of hydro generator unit are frequent. The electric braking control has significant braking effect on hydro generator. The flexible electrical braking control technology based on PLC control excitation system and electrical braking has great application and development space.Key words: hydroelectric power generation; excitation system; electric braking; PLC水轮发电机组启停快捷，在电力系统中能灵活地调峰调频，在调节航运泄洪方面有着独特的作用。