电气制动装置说明书..

文件名称：使用说明书

主题：HDZ-01电气制动装置说明书摘要：

更改记录

目录

第一部分概述 (3)

第二部分理论基础 (4)

第三部分 HDZ-01电气制动系统介绍 (6)

一、系统原理图 (6)

二、电气制动控制柜 (7)

1、PLC（可编程逻辑控制器）介绍 (7)

2、二极管三相整流桥介绍 (8)

三、定子短路真空开关柜 (9)

第四部分电气制动流程说明 (10)

1、电气制动启动条件 (10)

2、电制动系统执行元件动作顺序 (11)

3、电气制动系统设置的信号 (11)

4、电气制动系统软件流程框图 (12)

第五部分 HDZ-01电气制动系统试验与维护 (14)

一、HDZ-01电气制动操作说明 (14)

二、HDZ-01电气制动系统试验 (14)

1、出厂调试 (14)

2、现场调试 (15)

三、基本维护 (15)

第一部分概述

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。为了缩短机组的惰行时间，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。

传统的机械活塞制动器虽然有操作简单方便，制动时间短、工作可靠性高，通用性强等优点。但当机组频繁启停时制动闸块磨损得特别快，每年需要更换一次，质量好的至少两年也要更换一次。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。

目前国内制动闸结构普遍存在的问题是，制动投入后，闸块往往不能自行落下，每次停机均需要运行人员冒着粉尘、烟雾、刺鼻的焦臭味，去逐一检查和敲下紧紧粘连在制动上的制动闸块。这样，不但增加了劳动强度，而且实际上也被迫降低了机组开停机的自动化水平。水电站的工作场合都安排在坝区下层，以致每被迫进行一次高转速的机械制动，粉尘骤然飞扬，一种特殊的带有强烈刺激性的臭味，在坝底回旋飘溢，很长时间都不能消失。

机械制动过程中产生的大量粉末尘埃，不仅污染、恶化了本来就不十分好的运行环境，同时这些导电和不导电的固态粉尘还混入了冷却空气中，随油雾粘附在发电机的定子线圈端，厚厚地堵塞住铁芯风沟，不利于电机的散热，也降低了机组的绝缘水平，威胁着发电机的运行安全。更有甚者，由于其固定螺栓的断裂，还有打坏转子风扇以及定子线棒的，造成恶性事故。

为了清洗定子线圈和铁芯的风沟，电厂每年还需要使用成吨的有较强毒害作用的四氯化碳。这不仅是一种额外的经济上的付出，更重要的是给操作人员的健康带来无法补偿的损害。

由于机械制动存在着上述缺点，国外现已普遍推广采用电气制动的停机技术。电制动具有制动力矩大、停机时间短，（另外还因为它是一种非接触式的制动技术，所以）无环境污染、制动投入转速不受任何限制以及设备维护检修方便等优点。

当然，电制动作为一种实用性的技术，它的局限性在于水轮发电机组采用电制动停机技术时系统接线比较复杂；另外当机组内部有电气故障时，电制动不能投入；闸门漏水严重，导叶缺损以至使转子在自由惰行状态下，长时间一直保持在30%的额定转速以上，降不下来时，机械制动方式必须作为停机的辅助或最后手段而保留。

第二部分 理论基础

在机组解列后，定子三相短路，向转子绕组中输入一恒定直流电流，则在定子中产生感应电流。该电流在定子绕组中产生铜耗制动力矩，使机组减速制动到停机。这里我们要强调的是定子中的短路电流I 是一恒定值，不随机组转速下降而变化。因为根据同步电机理论可知：电气制动过程中，通过转子线圈的励磁电流是相对恒定的，故可以认为基波每极磁通量ϕ亦是恒定的。

4.444.4460

f E E fW K PW K n K n f ϕϕπ==

= 2260d d Pn X L fL L K n πωπ====

k d I X R ==

E E k d d d

E K n K I X K n K ≈===常数 ( 1 ) 式中：E 为发电机组定子电势；R 尺为定子有效电阻；d X 为发电机直轴同步电抗；n 为机组转速。

由同步电机理论电气制动力矩E M 可表达为：

222232/60E

k E m j d P I R n M K n K n R ωπ===+ ( 2 ) 式中，E P 为铜损耗功率；j ω为角速度，m K 为常系数。

可见电磁转矩最大点在转速满足/d n R K = ，而转速在零时，电磁转矩也为零。定性分析如下：制动时磁通不饱和，考虑制动时间比较长，远大于发电机的瞬态、超瞬态时间常数，稳态时近似双绕组变压器，主要损耗是铜损，而不是激磁电抗的铁损，与正常短路升流一样特性。

从公式(2)可以得出结论：由于k I 、R 为常数，电制动力矩是随机组转速下降而增大。由此可见电气制动的特性对低转速停机具有独特效果。电磁转矩与定子短路电流的平方成正比，与机组转速成反比的关系，因此，增大定子短路电流对缩短停机时间是十分有效的。停机过程中的关键在于低转速区中机组转速下降陡度，只要电气制动电流等于以至大于定子的额定

电流，电气制动在低速区能够获得令人满意的转速下降率，同时也表明，在正常停机运行的工况下，仅用电气制动也是成功可靠的，这一点在工程实践中已得到证明。

第三部分 HDZ-01电气制动系统介绍

一、系统原理图

HDZ-01电气制动系统主要由如下三部分构成：

1．电制动控制柜

2．电制动电源变压器

3．定子短路真空开关柜

系统原理图如下：

图1