同步发电机转子过电压保护试验方法
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图1 跨接器实物图
图2 跨接器接线示意图
励磁变 FCB 分流器 +
Crowbar
BOD
转子
RF
跨接器的触发回路
• 跨接器动作需要被触发。触发装置一般被称为 BOD。 • 跨接器的触发回路有2个功能： （1）是在跳闸令发出时触发跨接器灭磁可控硅， 该功能对应于原磁场断路器的灭磁触头。 （2）是在转子因某原因出现过电压时触发相应的 跨接器可控硅，也是防止第一功能失败的后备措 施。
• 分类：
（1）灭磁过电压 （2）可控硅换相尖峰过电压 （3）非全相及大滑差异步运行过电压
• 3 转子过电压保护装置 （Crowbar）原理
跨接器
• 目前，在大型气轮、水轮发电机上，经 常使用的转子过电压保护装置是跨接器。 • 跨接器的优点： 以跨接器代替灭磁开关的灭磁接点，可 实现无触点能量释放，消除灭磁接点机械 结构松动、卡塞等事故隐患，显著减少维 护工作量。跨接器还可以在转子发生正向/ 反向过压受触发导通，用以保护转子绕组。
（1）调压器和生压变要有足够的容量； （2）要选择正确的转子电压录波档位 ； （3）对于励磁系统本体设备上安装了转子接地保护的装置， 在试验前必须拔出保护装置的保险； （4）试验时所加电压必须按额定电压值的大小施加； （5）现场监视所加电压幅值不能采用普通的直流电压表，应从示波\录 波仪上读取瞬时动作电压。
•4 转子过电压保护装置 试验方法
• • •
以金竹山电厂3#发电机励磁系统大修试验中的转子过电压保护检验为例 进行说明。通过检查铭牌参数，得知Crowbar动作电压为2400V。 试验目的 通过试验验证发电机转子过电压保护装置是否按逻辑要求动作以及实际 测试出在过电压情况下的保护动作值。 试验应具备的条件 发电机碳刷完全解开； 灭磁开关已进行就地、远方跳、合试验； 发电机转子封母外壳可靠接地； 试验使用的升压器带电流保护功能； 试验使用的转子电压录波仪器具有相应电压录波能力； 其他相关按措已经布置。 试验接线 试验接线如下图所示：
•2励磁系统中转子 过电压的来源及分类
• 来源
(1)当发电机组的内部或发电机出口端发生故障以及正常停机时，励磁电 流的突变在转子绕组两端引起的暂态过电压； (2)发电机组在运行中受到较大的扰动时，静止励磁的同步发电机在转子 励磁绕组上可能产生正向过电压或反向过电压； (3)发电机出现突然短路、失步、非同期合闸、灭磁、非全相运行时，发 电机的电枢反应有可能使转子励磁绕组内感应很高的正向过电压。 (4) 可控硅管的关断使静止可控硅励磁电源出现的换相尖峰过电压。 (5) 交流侧通过励磁变压器和气隙传递过来的大气过电压、电网操作过电 压。
谢谢！
• 同步发电机转子过电压 保护试验方法
主要内容
1. 2. 3. 4. 5. 相关规程规定 励磁系统中转子过电压的分类以及 过电压来源 转子过电压保护装置（Crowbar） 原理 转子过电压保护装置试验方法 试验中必须注意的若干问题
•1 相关规程规定
• •
1．1 DL/T 650-1998《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》 附表2 励磁系统试验项目表规定 1．2 DL/T 650-1998《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》 附录C 之<C10转子过电压试验>规定
图5 直流作用下的跨接器 动作波形图
•
接下来模拟转子正、反方向同时动作。在升压变出口 撤除整流硅堆，使交流电压同时作用于转子回路正反方向。 逐步升高调压器电压，监视录波仪显示的电压实时值，直 至在录波仪上观察到装置动作。 • 试验所得如图6所示：
图6 交流作用下的跨接器 动作波形图
•5 试验中必须注意的 若干问题
（2）模拟出现转子过电压情况下的Crowbar动作 • 由于Crowbar由2组反并联硅堆组成，可消除转子正、反方 向的过电压，所以试验可以有2种做法。 • 首先模拟Crowbar在转子正电压方向上的动作。硅堆输出按 转子回路正负极性正常连接。调压器从零开始逐步升高电压，监 视录波仪所显示的电压实时值，直至从波形上观测到装置动作。 试验所得如图5所示：
•
• •
1．3 DL/T 843-2003《大型汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件》 附表3励磁系统试验项目表规定
1．4 DL/T 843-2003《大型汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件》 附录B之B12<转子过电压保护试验>规定 1．5 DL/T 583-2006《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件》 之4.4.3 <转子过电压保护器>规定
•
图3 试验接线图
试验方法以及试验结果
（1） 模拟直接跳灭磁开关条件下的Crowbar动作 灭磁开关合上，缓慢升高调压器电压，录波仪所显示直流电压值， 直至VDC=400V。在AVR上把控制方式切换到就地，由试验人员在端 子排上端节外部保护信号跳灭磁开关端子，模拟故障跳闸。波形如下 图所示：
图4 直接跳灭磁开关波形图
图1 跨接器实物图
图2 跨接器接线示意图
励磁变 FCB 分流器 +
Crowbar
BOD
转子
RF
跨接器的触发回路
• 跨接器动作需要被触发。触发装置一般被称为 BOD。 • 跨接器的触发回路有2个功能： （1）是在跳闸令发出时触发跨接器灭磁可控硅， 该功能对应于原磁场断路器的灭磁触头。 （2）是在转子因某原因出现过电压时触发相应的 跨接器可控硅，也是防止第一功能失败的后备措 施。
• 分类：
（1）灭磁过电压 （2）可控硅换相尖峰过电压 （3）非全相及大滑差异步运行过电压
• 3 转子过电压保护装置 （Crowbar）原理
跨接器
• 目前，在大型气轮、水轮发电机上，经 常使用的转子过电压保护装置是跨接器。 • 跨接器的优点： 以跨接器代替灭磁开关的灭磁接点，可 实现无触点能量释放，消除灭磁接点机械 结构松动、卡塞等事故隐患，显著减少维 护工作量。跨接器还可以在转子发生正向/ 反向过压受触发导通，用以保护转子绕组。
（1）调压器和生压变要有足够的容量； （2）要选择正确的转子电压录波档位 ； （3）对于励磁系统本体设备上安装了转子接地保护的装置， 在试验前必须拔出保护装置的保险； （4）试验时所加电压必须按额定电压值的大小施加； （5）现场监视所加电压幅值不能采用普通的直流电压表，应从示波\录 波仪上读取瞬时动作电压。
•4 转子过电压保护装置 试验方法
• • •
以金竹山电厂3#发电机励磁系统大修试验中的转子过电压保护检验为例 进行说明。通过检查铭牌参数，得知Crowbar动作电压为2400V。 试验目的 通过试验验证发电机转子过电压保护装置是否按逻辑要求动作以及实际 测试出在过电压情况下的保护动作值。 试验应具备的条件 发电机碳刷完全解开； 灭磁开关已进行就地、远方跳、合试验； 发电机转子封母外壳可靠接地； 试验使用的升压器带电流保护功能； 试验使用的转子电压录波仪器具有相应电压录波能力； 其他相关按措已经布置。 试验接线 试验接线如下图所示：
•2励磁系统中转子 过电压的来源及分类
• 来源
(1)当发电机组的内部或发电机出口端发生故障以及正常停机时，励磁电 流的突变在转子绕组两端引起的暂态过电压； (2)发电机组在运行中受到较大的扰动时，静止励磁的同步发电机在转子 励磁绕组上可能产生正向过电压或反向过电压； (3)发电机出现突然短路、失步、非同期合闸、灭磁、非全相运行时，发 电机的电枢反应有可能使转子励磁绕组内感应很高的正向过电压。 (4) 可控硅管的关断使静止可控硅励磁电源出现的换相尖峰过电压。 (5) 交流侧通过励磁变压器和气隙传递过来的大气过电压、电网操作过电 压。
谢谢！
• 同步发电机转子过电压 保护试验方法
主要内容
1. 2. 3. 4. 5. 相关规程规定 励磁系统中转子过电压的分类以及 过电压来源 转子过电压保护装置（Crowbar） 原理 转子过电压保护装置试验方法 试验中必须注意的若干问题
•1 相关规程规定
• •
1．1 DL/T 650-1998《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》 附表2 励磁系统试验项目表规定 1．2 DL/T 650-1998《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》 附录C 之<C10转子过电压试验>规定
图5 直流作用下的跨接器 动作波形图
•
接下来模拟转子正、反方向同时动作。在升压变出口 撤除整流硅堆，使交流电压同时作用于转子回路正反方向。 逐步升高调压器电压，监视录波仪显示的电压实时值，直 至在录波仪上观察到装置动作。 • 试验所得如图6所示：
图6 交流作用下的跨接器 动作波形图
•5 试验中必须注意的 若干问题
（2）模拟出现转子过电压情况下的Crowbar动作 • 由于Crowbar由2组反并联硅堆组成，可消除转子正、反方 向的过电压，所以试验可以有2种做法。 • 首先模拟Crowbar在转子正电压方向上的动作。硅堆输出按 转子回路正负极性正常连接。调压器从零开始逐步升高电压，监 视录波仪所显示的电压实时值，直至从波形上观测到装置动作。 试验所得如图5所示：
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1．3 DL/T 843-2003《大型汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件》 附表3励磁系统试验项目表规定
1．4 DL/T 843-2003《大型汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件》 附录B之B12<转子过电压保护试验>规定 1．5 DL/T 583-2006《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件》 之4.4.3 <转子过电压保护器>规定
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图3 试验接线图
试验方法以及试验结果
（1） 模拟直接跳灭磁开关条件下的Crowbar动作 灭磁开关合上，缓慢升高调压器电压，录波仪所显示直流电压值， 直至VDC=400V。在AVR上把控制方式切换到就地，由试验人员在端 子排上端节外部保护信号跳灭磁开关端子，模拟故障跳闸。波形如下 图所示：
图4 直接跳灭磁开关波形图