同步发电机转子过电压保护试验方法
高坝洲水电站发电机转子灭磁与过电压保护
件的 Ｚ Ｏ非线性 电阻的工作特性 。 ｎ ２ Ｚ
Ｚ Ｏ 非 线 性 电 阻 的 主 要 功 能 是 辨 别 和 限 制 瞬 ｎ
时过 电压 ， 复使 用不损 坏 其电压 范 围从 几伏 到几 反 千伏 ， 电流范 围从几 毫安 到几 千安 ， 吸收 能量能力 从 几焦 到几 千焦 。
流 的 大 小 与 电 压 、 度 等 有 关 ， 压 、 度 升 高 都 会 温 电 温
使漏 电流增 大 使压敏 电 阻器 可靠 工作 ， 电流必 要 漏
收 稿 日期 ：２ ０ — １ ３ ０ ２０ — １
须 尽 可 能 小 一 般 说 来 ． 电流 可 控 制 在 １ ０ 漏 ０ Ａ
图 １ Ｚ Ｏ 电 阻 伏 安 特 性 曲线 ｎ
在 Ｚ Ｏ 非 线 性 电 阻 的 伏 安 特 性 中 ， 据 通 过 的 ｎ 根 电 流 大 小 可 分 为 ３ 区域 ． 小 电 流 区 、 电 流 区 和 个 即 中 大 电 流 区 在 小 电流 区外 施 电 压 小 于 压 敏 电 压 ， 阻 电
关 键 词 ：发 电 机 转 子 ；无 磁 ；过 电 压 ；非 线 性 电 阻
中图分类 号 ： ＴＶ７ ４ ４ ３ ．
０ ｇ 言 ｌ
随着 同步 发 电机 容 量 、 磁 电压 的不 断提 高 和 励 可 控 硅静 止式 励磁 装 置 系统 的广 泛使 用 ， 同步 发 电 机 转 子 的灭 磁 与 过 电 压 问 题 显 得 更 加 突 出 ， 而 越 因 来越 引起重视 。 近几 年来 ， 的电站 的发 电机 转 子灭 有 磁 与过 电压保 护 回路 ， 因设计 不 合理 、 选用 的元器 件 不 合格 、 试验不 规范 等因素 影 响 ， 生转子被 击 穿或 发 装 置 被 烧 毁 等 事 故 。 时 ， 为 发 电 机 转 子 灭 磁 与 过 同 作 电压保 护 重要 组件 的非 线性 电阻 元件 ＋ 因存在 性 能 老 化 问题 ＋ 故对 于那 些早期 投产 的发 电机组 ， 电机 发 转 子灭 磁与过 电压保 护装 置也存 在 一定 的隐患 。因 此 ， 文结 合 高坝 洲水 电站 的发 电机转 子 灭磁 与过 本 电压保 护 装置 来探 讨 该 类保 护 的一般 性 原理 、 能 性 及 试验 分析 ． 以供使 用该类 装置 的用 户参考 。
发电机励磁转子过电压保护功能检测方法应用实践研究
发电机励磁转子过电压保护功能检测方法应用实践研究摘要: 介绍了某型燃机发电机励磁转子过电压保护装置的配置功能。
根据燃机发电机励磁转子过电压保护功能检测要求，结合现场工程实践，在分析当前发电机励磁系统过电压保护功能传统检测方法的基础上，通过采用一次和二次相结合的检测方法对公司发电机励磁转子过电压保护功能进行检测的应用实践，总结完善一种新颖实用且相对安全的励磁转子过压保护功能检测方法，这对优化改进发电机励磁转子过电压保护功能检测方法，提高检测过程的安全性、正确性和便捷性，确保发电机励磁系统过电压保护装置安全可靠运行，具有较好的借鉴意义。
关键词: 发电机励磁转子过电压保护检测方法一次和二次相结合安全性新颖实用优化改进1.引言发电机励磁转子过电压保护功能是防止发电机励磁系统运行中产生的过电压危害转子绕组及相关回路的重要保护技术手段。
发电机转子过电压保护的配置，主要由非线性吸能电阻器（如氧化锌ZnO）、可控硅器件、触发器等部件组成。
目前可控硅整流静止励磁系统已在大中型同步发电机中广泛采用，在发电机运行时励磁可控硅整流换相及停机灭磁等正常工况和空载误强励、机端短路、励磁失控、机组内部故障等严重事故状态以及其他各种异常工况时，转子回路中会产生很高的过电压，这些过电压如不采取措施进行及时有效抑制就有可能危及发电机励磁绕组对转子铁芯之间的绝缘和可控硅整流桥，一旦这些部位的绝缘被过电压击穿将造成发电机事故停机和更大的经济损失，这就反应出发电机励磁转子过电压保护功能配置的重要性。
在实际工程的应用实践中，就需要总结优化一套安全可靠且操作简便的检测方法来对发电机转子过电压保护装置的元件参数和工作可靠性进行周期性的检查和测试，从而保证发电机转子过电压保护装置的工作可靠性，进而提高发电机组的安全可靠运行性能。
结合工程应用实践，本文介绍了某型燃机发电机转子过电压保护装置配置和工作原理，结合该型燃机励磁系统转子过电压保护装置检测工作的现场实际，总结优化出该型转子过电压保护装置检测工作的改进方法，对同型发电机转子过电压保护装置的检测工作有一定借鉴意义。
百龙滩电厂发电机转子灭磁方案的探讨及过电压保护装置改造
百龙滩电厂发电机转子灭磁方案的探讨及过电压保护装置改造吴蜀协
【期刊名称】《广西电力》
【年(卷),期】2001(024)001
【摘要】百龙滩电厂由于发电机转子灭磁回路及过电压保护不能满足运行的要求，发生了3号机组励磁可控硅被击穿、压敏电阻爆裂的事故。
通过分析事故原因，
提出了技术改造方案。
【总页数】2页(P49,52)
【作者】吴蜀协
【作者单位】广西百龙滩水电厂,
【正文语种】中文
【中图分类】TM761.11
【相关文献】
1.珊溪电站4×50 MW发电机转子灭磁及过电压保护装置改造 [J], 董合慧
2.发电机励磁系统的灭磁及过电压保护装置改造 [J], 郑祥云;刘勇;蒋建旭
3.新安江水电厂发电机转子过电压的防治及DMX新型灭磁开关的应用 [J], 章柏
寿
4.发电机转子灭磁与过电压保护分析 [J], 刘勇石
5.同步发电机灭磁及过电压保护装置改造 [J], 陈宏佑
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发电机转子过电压及保护分析
电位 进 行 实 时检 测 ．检 测 出测 点 电位 结 果 为＋ Ｉ Ｏ Ｖ。 可 以 模 拟
电压 、 转 子 电 流 均逐 渐 增 大 ． 并持续上升。
因 此 处 于正 常运 行 状 态 ． 单 个 发 电机 不 会 对 电 网 的 电压 、 频 率 作， １ ＃机 励 磁 调 节 器屏 “ 伏， 赫兹报警” 信 号 灯 点 亮 。从 电站 集 造 成影 响 ．此 时 单独 的发 电机 调 节 励磁 电 流 就 会 影 响 发 电机 控 系 统 历 史 记 录 画 面 各 种 参 数 曲线 及 １ ＃机 组 故 障 录 渡 图 分 输 出的 无功 分量 ．调 节发 电机 输入 机械 能 可 以 改 变 发 电 机 输 析得 出． 从 机 组 异 常 运 行 到 保 护 动 作持 续 了 １ ． １ ｍ ｉ ｎ ， 并 且 在 保 出的有 功 分 量 。输 出 的 实 际功 率 可 以 由 发 电 机 定 子 电流 数 值
护动作前 ４ ５ ｓ由 １ ＃发 变 组 保 护 Ｂ柜 向 电站 集控 系统 发 “ 发 变
组 定 时 限过 激 磁 ” 声 光报 警 信 号 。集 控 室 大屏 幕 显 示 １ ＃机 组
无功功率逐渐增 大， ＤＣＳ画 面 显 示 无 功 、 机 端 三 相 电压 及 转 子
反 映出来。
４ ． ２ 励磁 电流控 制器
需要 自动励 磁 调 节 器将 电 压 恢 复 为 规 定 电 压 。 频 率 的 是 取 决 于发 电机 的机 械 能 大 小。发 电机 在 并 入 大 王 运 行后 ， 可将 大网
发电机失磁运行分析及处理
发电机失磁运行分析及处理摘要：发电机失磁运行是常见的故障形式。
发电机运行时发生失磁对发电机本身和电力系统造成影响，一旦保护拒动其将破坏电力系统的稳定运行、威胁发电机的自身平安。
我们要从认识发电机失磁原理、失磁后工况变化，制定发电机失磁防范措施，防止发电机失磁运行和失磁后快速切除故障发电机运行。
关键词：失磁措施处理1、发电机失磁工况介绍发电机是一种将机械能转变为电能的工具，简单的从原理方面说，它是由转子和定子线圈组成的，转子绕组由励磁系统提供电流，在原动机的拖动下旋转，即产生了旋转磁场，旋转磁场切割定子线圈，在定子回路产生感应电势，当发电机带上负载后，就产生了三相交流电，因三相定子绕组依次相差120°电角度布置，三相电流产生的磁场组合成一个磁场，即产生了定子旋转磁场。
发电机正常运行中，转子的旋转磁场与定子的旋转磁场方向、速度一样，转差为零，即发电机为同步运行方式。
当发电机励磁系统故障后，失去了励磁电流，也就是平常所说的发电机失磁。
发电机失磁后，转子旋转磁场消失，电磁力矩减少，而原动力矩不变，出现了过剩力矩，使转子转速增加，转子与定子的旋转磁场有了相对速度，出现了转差，定子磁场以转差速度切割转子外表，使转子外表感应出电流来，这个电流与定子旋转磁场作用就产生了一个力矩，称为异步力矩，它的制动作用限制了转子转速无限升高，转速越高，异步力矩越大，从而降低了转差，这时的发电机进入了异步运行状态。
发电机从系统吸收无功，供定子、转子产生磁场，向系统输送有功功率。
2、发电机失磁运行的危害、由于发电机失磁后，转子与定子出现了转差，在转子外表感应出转差频率的电流，该电流在转子中产生损耗，使转子发热增大，转差越大电流越大，严重时可使转子烧损；特别是直接冷却高利用率的大型机组，热容量裕度相对降低，转子容量过热。
失磁后，发电机转入异步运行，发电机的等效电抗降低，从系统吸收的无功功率增大。
失磁前的有功越大，转差越大，等效电抗就越小，吸收的无功也越大，因此在大负荷下失磁，由于定子绕组过电流将使定子过热。
发电机灭磁及转子过电压保护装置的改进
广西水利水 电
Ｇ ＷＡ Ｅ Ｒ Ｋ Ｘ Ｔ Ｒ ｔ￣ＵＲ Ｅ Ｃ Ｓ＆ Ｈ Ｒ Ｐ ＷＥ Ｅ ＧＩ Ｅ Ｒ Ｎ ＹＤ Ｏ Ｏ Ｒ Ｎ Ｎ Ｅ Ｉ Ｇ ２ ０ （ ） ０ ８ ５
２
型 同 步 发 电机 Ｚ ｏ 快 速 灭 磁 ｎ
从 １ － 增 加 到 １ 时 ， ０２ ０ 电压 只增 加 一 倍 ， 可见 电压
经历一段 时间后会 发生偏 移 ， 易导致 装置 的误动 。 容
１ ２ 配 备的线性 电 阻灭磁速 度较慢 ．
３ ０ ０ ０
２ ０００
１０ ０ ０
在采 用 耗 能 型 的 Ｄ Ｍ２灭 磁 开 关 的 同 时 ， 配 还
备了线性电阻用于发电机灭磁。在灭磁开关分断时 通过辅助 触 头将 灭 磁 电 阻 并 人发 电机 转 子 进 行 灭
端并 接一特制的换流熔丝 ， 开关分断后建 立低弧压使
励磁 电 流 转 入 熔 丝 中 ， 丝熔 断 产生 预 定 高压 ， 熔 使
ＲＮ 导通 电压较 其他 组高 ） 加熔断器 ， （ 不 这样 就 可 以 保证 整个装 置无 开路现 象 。
２ ２ 快 速灭磁 ．
ＭＢ型同步发电机 Ｚ Ｏ快速灭磁及转子过压保 ｎ 护装置以 Ｚ Ｏ电阻作为主保护元件 ， ｎ 过电压能量吸
收元件 直 接并接 在 被保 护 设 备 两端 ， 因此 该装 置 具 有 良好 的过 电压 保 护性 能 ， 动作可靠 ， 容量大 。正 能 常工作 时 ， 功耗 小 ， 动作值 稳定 ， 自动 返 回， 以单 可 可 独 作 为 发 电机 转 子 过 电 压保 护 使 用 ， 可 和 ＤＭ２ 亦
及 转 子 过 压 保 护 装 置 的 原 理 及
发电机转子过电压及保护
科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY INFORM TION 2008NO.06SCI ENCE &TECHNOLOGY I NFORMATI ON 工程技术大型同步发电机在运行时常因一些故障或其它的原因使转子系统出现过电压,分析发电机转子过电压产生的原因并采取相应的措施对电力系统的安全运行有重要的意义。
通常当发电机组出现二相、三相突然短路、失步、非同期合闸、灭磁、非全相运行时,会产生转子系统的过电压。
另外可控硅励磁电源出现的换相尖峰过电压以及从交流侧通过励磁变压器和气隙传递过来的大气过电压和电网操作过电压也会出现在转子系统中。
这些过电压产生的条件不同、强弱不同,因此应当采取不同的保护方法。
一般来说,由于铁磁材料的阻尼作用,大气过压和电网操作过电压传递到转子系统上已很微弱,不会超过其它种类过电压的强度和持续时间,可以不自行考虑。
由于过电压产生的原因不同,因此不同的过电压有其自身的特点。
灭磁过电压时间短、能量集中;非全相或大滑差异步运行时过电压剧烈,时间不定,其能量无法估计;可控硅换相尖峰过电压时间极短,但持续时间极长。
灭磁过电压的问题,十几年来已引起充分的注意,并已重视和熟悉。
非全相及大滑差异步运行虽出现较少,但危害很大,应引起重视。
可控硅电源换相引起的尖峰过电压是一步机组误强励,误失磁的根本原因,必须采取保护措施。
过电压保护的基本元件一般大多选用氧化锌压敏电阻阀片。
其原因有四,一是阀片单位体积能容量大,可做到300J/cm 3,单只阀片可做到20K J/只。
二是保护特性好,阀片流过100A 的电压和流过100mA 的电压比值仅为1.5倍(即U 100A /U 10mA =1.5=K 1,K 1称为残压比)。
三是漏电流小,二分之一U 10m A 电压下的电流I<50uA 。
四是寿命长,阀片能在持续运行电压U e =0.75U 10mA 下工作100年。
根据氧化锌电阻的基本性能参数并对各种过电压的特点进行分析,就可以合理地使用阀片对各类过电压进行有效的保护。
中小型同步电机励磁系统基本技术要求_GB_10585-89
中华人民共和国国家标准中小型同步电机励磁系统基本技术要求GB10585-89 fundamental requirements of excitation systems formedium and small synchronous machines中华人民共和国机械电子工业部1989-01-25批准1990-01-01实施1主题内容与适用范围本标准规定了中小型同步电机励磁系统的基本技术要求。
本标准适用于下列范围的50Hz(60Hz)同步电机励磁系统：a.10000kW以下的水轮发电机：b.6000kW以下的汽轮发电机；c.3200kW及以下的内燃发电机；d.10000kW及以下的同步电动机。
2引用标准GB755旋转电机基本技术要求GB3797电控设备第二部分：装有电子器件的电控设备GB1497低压电器基本标准3一般要求励磁系统除满足本标准要求之外，应符合GB755的规定。
同步电动机励磁系统还应符合GB3797的规定。
4术语、代号4.1励磁机exciter为同步电机提供励磁电流的电源。
注：此电源可以是：直流电机；交流电机及其整流设备；一个或几个变压器及其整流设备。
4.2励磁系统excitation system为同步电机提供励磁电流的设备，包括励磁机及所有的调节和控制元件，以及灭磁和保护装置。
4.3励磁控制系统excitation control system包括同步电机及其励磁系统的反馈控制系统。
4.4反馈控制系统feedback control system通过所选择的系统变量与给定值的差值去影响控制，以达到这些变量间预先规定关系的控制系统。
4.5额定励磁电流If N rated field current同步电机在额定电压、额定电流、额定功率因数和额定转速下运行时，励磁绕组中的直流电流。
4.6额定励磁电压UfN rated field voltage当冷却介质处于最高温度、电机励磁绕组处在额定负载和额定条件下对应的温度时，为了产生额定励磁电流而需要在电机励磁绕组端施加的直流电压。
抑制过电压方法
在处理软弱地基时 ， 由于考虑到经济有效 ， 施工快捷 ， 常常采用 数 ， 免 或减 少 由于地 基 处理 厚度 不 同所 引起 的差 异变 形 。 以避 砂 石垫 层 处理 手 法 。砂 石垫 层适 用 于浅层 软 弱地 基 及不 均 匀地 基 的 ２８ 铺 砂石 材料 时 ， 设 计宽 度进 行 ， 周外 边 临空 ， 该 边 应 ．虚 按 如 则 处理， 尤其是适合处理范围较大 、 处理深度较浅的建筑物范围内的地 多宽出 ０ ． ， ５米 再在外边采用优质土 同厚度铺平 ， 与砂石垫层同时压 基， 当软弱土层较薄时 ， 采用全部置换效果更好 。 大量工程实践证明， 实 ， 砂石 垫层 周 边不 稳塌 陷 。 要 时可 用适 当宽度 的混 凝土 实 心 防止 必 各种换填材料经过压实换填后都可以提高地基承载力 、 减少沉降量 、 砌 块 作挡 土墙 。 加速软弱土层 的排水固结 、 防止冻胀 、 消除膨胀土的胀缩等作用 ， 是 ２ ． ９如采用 自重 ｌ～ ２吨， ０１ 激振力 ２ ０吨的压路机施工 ， 要以规定 当前地基处理技术中比较经济可行 的方法之一。采用一定厚度砂石 的行进路线行进 ， 其行进速度不宜超过 １ ． ７千米 ／ 小时 ， 其轮距搭接 垫层 ， 换去浅层软弱土 ， 能提高持力层的承载力， 减少部分沉降量 ， 不小于 ５ 加 Ｏ厘米 。 边缘和转角处 ， 应用小型机械或人工补夯密实。 如虚 速软弱土层的排水固结 ， 从而提高其强度及稳定性 ， 避免地基土的塑 铺 厚度 不 大 （０ ６ ０毫米 左 右 ）则 第一 层 头 两 遍应 采 用 无激 振 平 碾 ， ， 后 性 破坏 。 四遍可激振 ， 但应适 当调低激振力 ， 以免扰 动下卧软弱土层 ， 如局部 １砂 石 垫层在 施 工前 要进 行 两方 面 内容 的设计 已扰动 ， 应挖开处理后再 回填压实。待第二层振动碾压时， 再采用正 １ 足够的厚度保障。砂石垫层不但要满足建筑物对地基强度 、 常 的激 振力 充 分压 实 ， 压 实 结果 经检 查 合 格后 ， 可进 行 下 一层 。 １ 每层 方 承载力 、 变形及稳定的要求 ， 还应提高地基抗剪性 ， 同时也需要符合 摊 铺 。 经济合理 的原则 ， 一般处理深度 ， 控制在 ３米以内 ， 也不宜小于 ０ ． ５米 ２１ ． ０当进行每层碾压时 ， 要求不断地进行整平工作 ， 以保证压实 砂石垫层过厚则施工 困难 ，成本过高 ；太薄则换土垫层 的作用不显 厚度的均匀性 ， 可靠性 ， 完成压实后 的垫层表面应平整密实 ， 无坑洼， 著 ， 常 以 ０ ～ 米 为宜 。具体 按 现行 规 范要求 设计 。 通 ．２ ８ 无隆起 ， 无裂缝 ， 无松散 ， 无弹簧土现象 ， 无明显轮迹。 １ 要 有 足够 的宽度 ， 层底 面的 宽度 应 满足 基 础底 面应 力 扩 散 ． ２ 垫 ３ 砂 石垫 层 的质量 检 验及 标 准 ３１ 石 垫 层 的施 工 质 量 检 验必 须分 层 进 行 ，每铺 一 层 砂石 垫 ．砂 的要求 ，垫层顶面的宽度可以依据垫层底面两侧向上的高度和基坑 开挖期间保持边坡稳定的当地经验放坡系数确定 ，注意防止垫层向 层 ， 按 规范 要求 检查 （ 大 基坑 多采 用 ５ ～ ０ 应 对 ０ １０平方 米抽查 不少 于 １ 两侧挤动 。垫层顶面每边超出基础底面不宜小于 ３ ０ ０ 毫米 。 点或每 １０ ０ 平方米不少于 ２点 ，也可按 ６ Ｘ１ 米 网格交汇点 ）设 米 ０ ； ２砂石垫层在施工时的要求和注意事项 个纯砂检查点， 深度 同虚铺厚度 ， 直径 ０３ ０ ． ． ， — ５米 注意此点不允许 ２１ 面积 软 弱土 层 的 基 坑 开 挖 ， 采 用 全 面开 挖 形 式 ， 械 化 设 在独 立 基础 正下 方 。 ．大 宜 机 施工方便 ， 整体效果也很好。 ３ ． ２每层压实后 ，宜采用惯入测定法 （ 采用环 刀法检查难度较 ２２ ．开挖 时 ， 四边要 放坡 。 挖后 要求 坑底 浮 土清 除 干净 ， 于地 大 ）在 纯 砂点 上检 查压 实 密实 度 （ 实系 数人 ｃ ０９～ 。７ ， 径 开 低 。 压 ＝ ． ０ ）用直 ４ ９ 基 的坑穴 ， 暗沟， 暗塘 ， 古墓等要用砂石进行换填处理 ， 并要求夯实 。 为 ２ ０毫米 ， １５ 长 ２０毫米的平头 Ｉ 级钢筋 ， 举离砂点顶面 ７０毫米垂 ０ 如果地下水位较高 ， 应作相应的降水处理。 直 自由下落 ， 惯入长度为 ６ ０毫米 以内为合格， 经测试后 ， ９ ％的砂 其 ０ ２ ． ３同一 基坑 内。根 据地 基 软 土层 厚 度 的差异 ， 虑 经 济实 用 的 点应满足规范要求 ， 考 其余 １ ％的试样密度应不低 于要求值的 ８ ％。 ０ ０ 因素 ， 可以分段换填 ， 但不宜分段太多 ， 以不超过 ２ 段为佳 ； 各段间互 ３３ ．砂垫层沉 降观测 ： 降观测次数和时间应按设计要求 ， 沉 一般 以后每 加 高 一层 应观 测 一次 ， 个施 整 相落差不宜大于 ０ ． ， ５米 分段处不宜突降 ， 宜做成斜坡形 ； 施工时， 第一 次 观 测在 安设 稳 固后 进 行 ， 每 层错开 ０ ～ 米， ． １ 以免沉降量不均匀。 ５ 工时间的观测不得少于四次 ， 房屋竣工后的第一年 ， 观测 四次 ， 第二 ２ ． ４房屋如有高低差或地基有高低差分段处， 应请设计 院进行刚 年两次， 第三年后每年一次， 直至下沉稳定 。 度加固设计处理 ， 以免高低差接缝处房屋不均匀沉降开裂。 某小 区 ３４ ６７号楼均为多层混合结构住宅 ，地质条件原 下卧 ， ，， ２ ． ５所填 砂 石 材 料要 求 级 配 良好 ， 以中 粗 为宜 ， 砂 卵石 或 碎 石 的 层 土 质为 杂填 及 粉 土层 ， 提 高 承载 力 ， 部采 用 级配 较好 的天然 砂 为 全 最大 粒 径不 应 大 于 ５ Ｏ毫米 ， 石 比以 １ １ 砂 ： 为宜 ， 得含 有 有机 物 ， 不 砂 卵石对地基作 出换填处理 ， 自重 １ ２吨的压路机进行压实施工 ， 大基 石 含 泥量 不宜 超过 ３ 。 ％ 坑长约 ８ ０米 ， 宽约 １ ４米， 砂石垫层厚度 ｌ １ 一． ５米不等。 砂石垫层上再 ２ ． ６基坑 开 挖 后应 及 时 验 槽 ， 应 暴 露 过久 ， 宜浸 水 和 多 次 践 做钢筋混凝土条基垫层 ， 不 不 内置基础梁钢筋混凝土条基 。 经上述方法施 踏 坑底 ， 槽后 应及 时铺 垫 砂石 。 验 工 后效 果 很好 ， 正 常使 用 ７年 ， 现 尚未 发 现不 均 匀 沉 降 等不 良现 象 。 ２ 砂石垫层的第一层虚铺厚度， ． ７ 采用平振式震动器或夯式打夯 因此 ， 在设计及施工中正确地运用砂石垫层技术处理软弱地基 ， 可以 机 时 ，一般 为 ２０ ２０毫米 ，采 用 压路 机 振 动碾 压激 振 ，虚铺 可 达 充分 利用 地 方材 料 的优 势 ， 失 为一 种 既经 济又 实用 的处 理方 法 。 ０～５ 不 ６ ０ １０ ０ ～ ０毫米厚 。 １ 垫层 最优 含 水量 控制 在 １％左 右 ， 不 足 ， 适 当 ０ 如 应 参考 文献 １ Ｃ７ — ０ ２Ｊ ０ ２０ ］ ２ Ｓ北 １ 中国建 筑 洒水 ， 以保持最佳含水量。在 同一幢建筑下， 应尽量保持垫层厚度相 ［Ｊ Ｊ９ ２ ０ ， ２ — ０ ２ 建 筑地基 处 理技 术规 范【． 京 ： ２０ ． 同 ， 基 坑底 平 面有 高低 差 分段 ， 防止 该 处 垫 层厚 度 突 变外 ， 工 工 业 出版 社 ． ０ ２ 如 除 施 时 应按 先深 后浅 的顺 序从 低 段 开 始 回填 ； 碾压 、 实后 ， 部 再整 体 【 叶 书麟 ． 振 上 ２ ］ 地基 处理Ｉ １ 京 ： 国建筑 Ｘ 业 出版 社 ，９ ７ Ｍ． 北 中 － １８ ． 回填 、 压 。在 垫层较 深 部位 施工 时 ， 注意 控制 该部 位 的压 实系 碾 应
发电机转子过电压保护试验的必要性
发电机转子过电压保护试验的必要性摘要：发电机转子灭磁系统以及过电压保护的改造是值得人们进行深入探讨的，只有合理的进行改造，才能真正发挥保护的作用，维持电压的稳定，保证电网的持续运行，这具有重要的意义。
这就要求有关工作人员能够意识到转子过电压保护改造的重要性，针对其中存在的问题能够进行深入的分析，进而找出关键的影响因素，进而为改造方案提出一定的依据，加强过电压的保护，提高整体机组运行的安全性，从而保证人们的用电安全，避免对人们的生命财产安全造成影响，进一步的提高供电的质量，更好的满足人们的用电需求，促进社会健康的发展。
鉴于此，本文对发电机转子过电压保护试验的必要性进行分析，以供参考。
关键词：发电机；转子过电压保护；试验；必要性引言发电机转子过电压保护试验是很有必要的，既可以验证其接线的正确性，又可以检验各零部件的情况及整体性能。
1转子过电压的来源及危害发电机转子过电压在励磁系统过励，定子内部或出线故障，发电机运行中受到较大扰动，发电机失步、非同期合闸、非全相运行、可控硅关断、整流桥换相、电网操作、雷击、甚至正常停机分断灭磁开关等很多情况下都会出现，严重过电压情况下将损坏发电机转子，甚至损坏发电机定子。
2转子过电压保护的原理转子过电压保护一般配置在励磁设备内部，图1为某火电厂350MW机组转子过电压保护原理图。
图1中K1、K2分别为灭磁开关第一路、第二路分闸回路触发过电压保护启动灭磁继电器，K3备用未接线。
V1000为击穿二极管（BOD），型号为IXBOD1-20R，当两端电压大于2000V后导通，触发过电压保护启动灭磁。
V1、V2、V3为3个可控硅，在K1、K2、V1000的触发下将SiC非线性灭磁电阻（图1中右下角电阻串）与发电机转子并联，利用非线性灭磁电阻的伏安特性来钳制发电机转子电压。
W200∶6接转子正极，W200∶16接转子负极。
本保护装置在正、反双向过电压情况下均能起到保护作用，其中，K1、K2分别触发V2、V3，只在转子电压反向时起灭磁作用，也就是灭磁开关分断、磁场电流持续、磁场电压突然反向时起作用；V1000作为转子回路过电压检测元件，在正向及反向过电压时可分别触发V1、V2灭磁。
一种发电机转子过电压保护装置检测方法
图 ３ 常规试验波形
根据试验结果计算可得，示波器上观测到的分 压电阻正向过电压动作值为 ４０．０Ｖ，分压电阻变比 为 ４１．１７，则实际动作值 ＝４０．０×４１．１７＝１６４６．８ （Ｖ），与设计值 １６００．０Ｖ的误差为 ２．９３％，满足标 准规定的动作分散性不大于 ±１０％的要求［４］。
第 ４０卷 第 ２期 ２０１８年 ２月
华电技术 ＨｕａｄｉａｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｏｌ．４０ Ｎｏ．２ Ｆｅｂ．２０１８
一种发电机转子过电压保护装置检测方法
刘玉林，朱红伟，顾建嵘
（南京国电南自维美德自动化有限公司，南京 ２１００３２）
摘 要：为定期检查发电机转子过电压保护装置工作性能，提出了一种利用现有的低压设备测试转子过电压保护装置实 际动作值的方法：通过测量触发器的动作电压，计算出转子过电压保护装置的实际工作值。经验证，该方法的检测结果 与常规方法一致，操作简单，测试过程无高压，可作为一种发电机转子过电压保护装置的快速检测方法，确保发电机可靠 运行。 关键词：发电机转子；过电压保护；触发器 中图分类号：ＴＭ ７７１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７４－１９５１（２０１８）０２－００１６－０３
１ 转子过电压保护装置原理
本文以华电集团某 １５０ＭＷ 机组发电机励磁工 程为例，该工程励磁系统采用的发电机转子过电压 保护装置由合肥科聚电气有限公司生产，额定励磁 电压为 ２６９Ｖ，额定励磁电流为 １６８９Ａ，该工程采用 了碳化硅（ＳｉＣ）灭磁电阻配合可控硅跨接器的灭磁 方式。发电机转子过电压保护装置包括位于灭磁开 关两侧的 转 子 侧 过 电 压 保 护 和 整 流 侧 过 电 压 保 护 （如 图 １中 虚 线 框 内 所 示 ）：转 子 侧 过 电 压 保 护 （Ｌ０１～Ｌ０２），型号 ＧＢ０２－０．１２／１．６，能容量为 ０．１２ ＭＪ，整 定 动 作 值 为 １６００Ｖ；整 流 侧 过 电 压 保 护 （Ｌ０３～Ｌ０２），型号 ＧＢ０２－０．１２／１．８，能容量为 ０．１２ ＭＪ，整定动作值为 １８００Ｖ。图 １中：ＳＣＲ表示励磁
同步发电机转子过电压过程分析
。 ，
Ｊ＋ Ｉ１ Ｋ ２ ３ ２
●
一
— ●． 一
短路 电流 ， 增长速度受（ ） ｄ 一 。 电位差及 回路电感
“ ｆ
的控制 ，ｄｄ 户 （ ） ２ ｂ ｉｄ ‰一 。 ／ 。短 路期间整流输 出电 ／ Ｌ
压 的 瞬 时 值 嘶＝ 。 。２ （ ＋ ） ，为 ａ ／ 、ｂ两 相 对 Ｃ相 线 电
向电 流立 即 回零 ， Ｋ２的正 向电 流 向下 阶跃 回到 据
定子 出线短路 、接地 ，或遭雷击 等事故时 ，定 子侧产生 故障过 电压 。这些过 电压会 经过定 子绕组 和转 子励磁绕组 Ｌ Ｑ间的耦合感应到转子回路 。
Ｋ Ｋ ． ４２ Ｋ ６ ５ Ｉ
１ ｆ一
压的平均值 （ 虑励磁变 Ｌ 考 Ｂ次级 ａ 、ｂ两相 的短路
阻 抗压 降 相 同 ） 。Ｋ１ 、Ｋ２两 硅 管 电 流 的 波形 见 图 ３ 。
图 １ 可控 硅全控桥 整流原理 图
ｆ 时刻前 Ｋ 管电流 ｆ 等于励磁 电流 ／ Ｋ 管电流 ｌ １ Ｋ ｌ ｒ ２ ，
乎 换 流 可 以结 束 了 。 此 时 Ｋ１内还 积存 有 大 量 的少 但
２ ８
同步发 电机转子 过电压过程分析
２ １ ．ｏ ０ ０Ｎ ４
数载流子 ，不能截止 ，短路 电流 ｉ ａ 继续增长 ，
变
１３ 定子 出线 短 路 或 雷击 等 产 生 故 障 过 电压 ．
为负值 ， ２ Ｉ 到 ， ＞ｆ 。 ３时刻 Ｋ１ 向电流达到最大值 ， 反 积存的少数载流子迅速复合完毕 ，立即截止 ，Ｋ１ 反
１ 同步发 电机转 子 过 电压 的 来源
１１ 可控 硅 整 流 桥 产 生 的换 相 过 电压 ．
发电机转子过压跨接器试验方法
发电机转子过压跨接器试验方法赵先元【摘要】介绍了一种跨接器（ Crowbar）回路检测方法，采用一种全新的试验方法验证了在发电机发生转子过压时，转折二极管（ BOD）能在设定电压值时导通并触发跨接器中的可控硅准确动作，接通非线性灭磁电阻回路来吸收过压能量，确保发电机转子及相连接回路的安全。
%A new detection technique for the crowbar circuit of generator rotors is introduced , in which a novel testing method is adopted.With the technique, it is verified that the break over diode (BOD) can be broken over in a preset voltage and triggers the accurate operation of the silicon-controlled rectifier ( SCR ) in the crowbar when over -voltage occurs in generator rotors .The nonlinear magnetic resistance circuit is then connected to absorb the over -voltage ener-gy, which ensures the safety of generator rotors and connected circuits .【期刊名称】《水电与新能源》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】3页(P59-61)【关键词】跨接器;转折二极管;过压保护【作者】赵先元【作者单位】长江三峡能事达电气股份有限公司，湖北武汉 430070【正文语种】中文【中图分类】TM306转子过电压保护是发电机励磁系统必须具备的一个重要功能。
ABBUN5000励磁系统灭磁及过电压保护原理分析
ABB UN5000励磁系统灭磁及过电压保护原理分析摘要：本文主要介绍了某电厂1000MW发电机组ABB UN5000励磁系统的灭磁原理及转子过压保护的实现，跨接器在实现移能灭磁和转子过电压保护中发挥着决定性的作用，对其工作原理及动作流程的掌握，有助于在正常运行中发生设备异常情况时能够准确的进行故障分析和定位。
关键词：UN5000励磁系统灭磁转子过电压跨接器灭磁开关0引言励磁系统是电厂中重要的电气系统，包括供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备。
励磁系统在发电机运行时起稳定机端电压、调节发电机之间无功分配、提高系统稳定性的作用。
当发电机出现故障时，为保护发电机及其相关的电气设备，防止事故扩大造成额外的损失，除了将发电机及时从电网解列、切除励磁电源外，还要启动励磁系统中的灭磁装置，以迅速降低转子电流，将发电机机端电压尽快降为零。
目前，发电机励磁系统大多采用移能型的灭磁方案，即将转子能量转移到灭磁电阻上消耗掉。
1 UN5000自并励静止励磁系统灭磁原理目前发电机的正常解列停机方式采用发变组程跳逆功率保护完成，即汽机打闸后，通过主汽门关闭接点加上发电机逆功率信号启动程跳逆功率保护解列停机，保护同时发出命令跳闸灭磁开关。
ABB UN5000励磁系统采用可控硅跨接器实现移能灭磁，灭磁系统有以下部件构成：灭磁开关Q02、灭磁电阻R02、可控硅晶闸管F02及触发单元A02等，如图（1）所示。
图（1）ABB UN5000励磁系统灭磁及过电压保护原理图1.1主要元器件功能(1) V1-V3 可控硅晶闸管：转子正、反向过电压导通晶闸管。
当其任意一个导通时，灭磁电阻就并入到转子线圈吸收转子能量。
(2) K1，K2，K3 灭磁开关跳闸继电器：当灭磁开关跳闸时，继电器 K1 或K2 动作，直接触发V2 和 V3 可控硅，投入灭磁电阻。
串联在 K1 和K2 继电器线圈的电阻是操作电压选择电阻；K2 线圈两端的电容起延时作用，可以让这 2 个继电器先后动作；K3 是备用继电器，没有使用。
发电机灭磁及转子过电压保护回路改造
［ 关键词】 同步发 电机
１原有灭磁与转子过 电压保护装置存在的问题 ．
原 有 灭 磁 与转 子 过 电压 保 护 装 置 是 中 国 科 学 院 等 离 子 物 理 研 究所 ９ ４ 年 的产 品 。灭 磁 开 关是 Ｄ ２型 ， 开 关 结 构 复 杂 ， 灭 磁 能 力 有 限 ， 励 时 Ｍ 该 其 强 灭磁 时 间长 ， 灭磁 时 发 电 机 转 子 回 路承 受 电 压 过 高 ， 子 和 转 子 的安 全 受 定 到严 重 威 胁 。 转 子 过 电压 保 护 装 置 的 Ｚ Ｏ电阻 体 积 小 ， 容 量 小 ， 量 多 ， ｎ 能 数
ｗ ３５ ＷｏＷｏｌ２（ｆ ｆ） Ｌ ＝ ｄ Ｒ（ ） ｎ：（— ）ｆ ｆ ／ Ｌ０ ０ ，ｆ Ｔ ０ ｆ ℃ ， ＝ Ｉ２ ｏ 巧 式 中 ： 一转 子绕 组 的最 大储 能 ； ｗ ＷＯ ｆ 一转 子 绕 组 的 空 载 储 能 ；
由此 可 以 得 知 ： ｗ ＝（－ ） ｆ （— ） ｉ２ Ｉ ２ ＝ ３ ５ ． ／ （ ｄ Ｒ（Ｏ ｔ ） ３ ５ Ｗｏ ３ ５ ＂ ／ （ ｆ ） （－ ） ｉ ２Ｔ ０ ｆｓ Ｉｏ ＝ Ｄ Ｔ ＂ ２
３ 元器件选配及参数选择 ． ３ １ 电机及主励磁机参数 ．发
发电 机类型 上 海汽轮 发电 机 额定励磁电流 １５Ａ ６ ０ 额定励碰电压 Ｕ ０
＝２ ５ ６Ｖ
励磁方式
强励时间
三机励敲
１Ｓ Ｏ
强励倍数
转子绕组直流电阻 ‰
２俯
空载勋磁电滤
Ｉ 定于绕组三 开 相 路时 ，
３ ２２灭磁 残 压 ．．
２ ２转子系统产 生的过 电压工况 ． 发 电机 转 子 系 统 产 生过 电压 工 况 有 多 种 ， 常 见 的有 ： 最 （） １灭磁过 电压 ： 此种过 电压时 间短 ， 能量集中： （） ２ 由于 发 电机 非 全 相 或 大 滑 差 异 步 运 行 而 产 生 的转 子 系 统 过 电压 ， 此 种 过 电压 能 量大 ， 坏 力 强 ， 时 间 无 法 预测 ； 破 且 （） 子 正 向 过 电压 ； ３转 （） ４ 电源侧过 电压 ； 综上所述 ， 一个完备的保护方案必须能够对上述各种过 电压都有保护 功 能 ，Ｍ ３ Ｆ Ｂ １型过 电压 保 护 装 置 就 是针 对 上 述 过 电压 进 行 选 配 保 护 元 件 。 ２ ３ Ｆ Ｂ 型 过 电 压保 护 装 置过 电压 保 护 元 件 ． Ｍ ３ １ （） 电机 灭磁 过 电 压保 护 组件 Ｆ １对 灭磁 过 电 压 进 行 保 护 ， 过 对 １发 Ｒ： 通 灭 磁 能 量 的 计 算 ， 相 应 量 的 Ｚ Ｏ电 阻 进 行 并 串组 装 ， 各 阀片 做 全 电 流 选 ｎ 对 测试 ， 用均 能的原则对 阀片进行合理 的组合匹配 ， 证各并联支路 的能量 保
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• 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。
•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：
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。
（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。
•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。
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
• 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
•
• •
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 试验接线图源自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
（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：