同步发电机转子过电压保护试验的方法共24页文档
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。
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
灭磁与转子过电压保护
技术讲座讲稿灭磁与转子过电压保护2004年1０月灭磁与转子过电压保护1.非线性电阻所谓非线性电阻是指加于此电阻两端的电压与通过的电流呈非线性关系，其电阻值随电流值的增大而减少。
作为非线性电阻的材料一般用碳化硅和氧化锌。
就非线性特性而言，氧化锌电阻优于碳化硅。
在评价非线性电阻特性时，通常以非线性电阻系数β来表征,此系数仅与电阻阀片的材质有关。
碳化硅S ｉC 非线性电阻β＝0．25~0.5；氧化锌ZnO 非线性电阻β=0.025～0.０5。
U GU DU CU对于氧化锌非线性电阻，标志其特征的主要数据有: （1）导通电压U D (U 1０m Ａ）当元件的漏电流为１0mA 时的外加电压值，其后如果电压继续上升，流过非线性压敏元件的电流将迅速增大，为此，定义在导通电压U D 以下的区域为截止区，U D 以上的区域为导通区。
(2）残压U Ｃ(U 残）当元件流过100A 电流时,非线性电阻两端的残压值。
对于氧化锌非线性灭磁电阻元件而言,在正常工作及导通条件下流多的漏电流均会引起元件部分分子结构的损坏并影响到元件的使用寿命，为此正常工作电压的选择不宜过高。
（３）荷电率SU G 为元件工作电压，此值影响到元件的老化寿命。
荷电率比值取得越高，元件的漏电流也越大，从而加速老化过程。
一般S ≤０.5为宜。
U ｆN ——额定励磁电压 U f0——空载励磁电压 U ac ——阳极电压Ｕm ｉn ——最小工作电压 COS α=U ｆ０/ U ａc /1.35U min = 2U ac S ＩN(120+α) Ｓ=︱U min ︱/U D2.灭磁开关2.1 名词、术语2.1.1 断路器按规定条件,对配电电路、电动机或其他用电设备实行通断操作并起保护作用，即当电路内出现过载、短路或欠电压等情况时能自动分断电路的开关电器。
2．１．２磁场断路器用于配合非线性(或线性）电阻分断发电机励磁回路的断路器。
2．２条件发电机成功灭磁的条件,是磁场断路器在分断过程中主触头上的弧压应足够高以保证转子电流全部转移至灭磁电阻，且主触头可以承受此转移过程中的燃弧弧能。
发电机过压保护实验
发电机过压保护实验一、实验目的1、掌握发电机电压保护的电路原理，工作特性、使用及整定原则。
2、通过安装调试理解过压保护中各继电器的功用和整定调试方法。
3、掌握发电机过压保护的电路接线和实验操作技术。
二、预习与思考1、图17—1的过电压保护电路中，每一个继电器承担着什么任务？能否少用几个？2、图17—1电路中各个继电器的参数是根据什么原则整定的？3、假如图17—1中信号继电器的电流线圈误接入电压回路会现什么后果？4、为什么安装调试时只断开电压继电器与电压互感器的连接，在电压继电器线圈上加调试电压就可以进行调试整定？5、为什么四个继电器中只有YJ是测量元件？三、原理说明发电机保护是一套防止输出端电压升高而使发电机绝缘受到损害的继电保护装置。
当运行中的发电机突然甩掉负荷或者带时限切除距发电机较近的外部故障时，由于转子旋转速度的增加以及强行励磁装置动作等原因，发电机的端电压升高。
对于水轮发电机，由于调速系统惯性较大，使动作过程缓慢，因此在突然失去负荷时，转速将超过额定值，这时发电机输出端电压有可能高达额定值的1.8~2倍，为了防止发电机的绝缘受到损坏，在水轮发电机上一般应装设过电压保护。
对于汽轮发电机，由于它装有快速动作的调速器，当转速超过额定值的10%后，汽轮机的危急保安器会立即动作，关闭主汽门，能有效防止由于机组转速升高引起的过电压，因此，对汽轮发电机一般不考虑装设过电压保护。
但为确保大型汽轮发电机的安全，对中间再热式的大型机组，由于其工频调节器调节过程比较迟缓，励磁系统反应的速度也比较缓慢，因此，在大型汽轮发电机也有必要装设过电压保护装置。
（一）保护装置原理接线图过电压保护装置的原理接线如图17—1所示，由于过电压是三相对称出现的，故只需装一只电压继电器作为测量元件。
保护由接在发电机输出端的电压互感器上的一个过电压继电器YJ以及时间继电器SJ、信号继电器XJ、保护出口中间继电器BCJ等组成。
保护动作后跳开发电机断路器和灭磁开关，对大型发电机—变压器组则跳开变压器高压侧断路器及灭磁开关。
同步发电机的试验
第一章同步发电机的试验同步发电机是电力系统的最主要的元件之一，它直接决定能否发电。
但在制造和运行过程中，其绝缘可能受伤、质量不良或老化。
因此，及早发现绝缘缺陷是完全必要的。
而预防性试验正是有效的预防措施之一。
在DL／T 596—1996《电力设备预防性试验规程》，以下简称《预规》。
《预规》中规定的试验项目共23项。
本章中就下列项目进行说明，有些个别的项目就不一一说明了。
(1)定子绕组的绝缘电阻、吸收比或极化指数。
(2)定子绕组的直流电阻。
(3)定子绕组泄漏电流和直流耐压。
(4)定子绕组交流耐压(工频50Hz和0．1Hz频率)。
(5)转子绕组的绝缘电阻。
(6)转子绕组的直流电阻。
(7)转子绕组交流耐压。
(8)发电机和励磁机和励磁回路所连接设备的绝缘电阻和交流耐压。
(9)定子铁芯试验。
(10)转子绕组的交流阻抗和功率损耗。
(11)定子槽部线圈防晕层对地电位。
(12)汽轮发电机定子绕组引线的自振频率。
(13)定子绕组端部手包绝缘施加直流电压测量。
(14)空载特性曲线。
(15)三相稳定短路特性曲线。
(16)温升试验。
(17)转子绕组匝间短路测试。
本书将从其特点，测试方法等方面说明上述各项目，同时举以实例，使读者能进一步加深理解。
第一节测量定子绕组的绝缘电阻测量定子绕组的绝缘电阻是检查发电机绝缘状态最简单也最基本的方法。
在现场普遍第1页使用兆欧表，对水内冷发电机还需采用专门的兆欧表(一般由厂家提供)，如2C—3T型水内冷发电机绝缘电阻测试仪等。
一、测量方法(1)选择兆欧表。
按照DL／T 596—1996《电力设备预防性试验规程》，以下简称《预规》规定：额定电压1000V以上者，用2500V兆欧表，量程一般不低于10000MΩ，对水内冷发电机用专用兆欧表。
(2)检查兆欧表。
先将兆欧表的接线端子间开路，转动表到额定转速(约120r／min)，指针应为“∞”，然后将线路和地端子短路，转动表，指针应为“0”；如指示不对，应更换或修理。
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
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。
同步发电机灭磁及转子过电压保护
同步发电机灭磁及转子过电压保护上海鑫日电气科技有限公司一概述随着大型同步发电机组单机容量的不断增大，特别是采用具有高顶值自励可控硅励磁系统，对灭磁及转子过电压保护的技术要求已提到了一定的高度。
用常规的磁场断路器及非线性电阻相结合的方式已不能满足大型同步发电机组正常可靠灭磁的要求。
在电站实际运行的过程中，由于灭磁失败，引起磁场断路器烧毁以及因灭磁不力而造成转子过压击穿励磁设备的事故屡见不鲜。
因此人们长期以来一直在致力于研究用新的方法来解决直流电感性负载的大电流开断领域这一难以攻克的课题。
二同步发电机的灭磁及技术要求同步发电机的灭磁，即把储藏在同步发电机转子回路中的磁场能量消耗掉。
由于电力系统的不断扩大和大型同步发电机组单机客量的增大，快速切除故障电流是确保电力系统稳定和安全运行的重要条件，特别是当发电机内部或外部（包括机端变，励磁变及主变，出口母线等）出现短路或接地故障时，必须快速切断励磁电流，并在尽短的时间内消耗掉储藏在发电机励磁绕组中的能量。
在电站实际运行的过程中，曾出现过因灭磁失败而引起转子过压，造成磁极击穿，烧毁磁场断路器及励磁设备等严重事故，甚至还出现过因灭磁时间过长，烧毁定子绕组及因主变短路时未能迅速灭磁断流，造成主变绕组烧损，外罩炸裂的恶性事故。
由此可见，快速可靠的灭磁及有效的限制转子过电压措施成了大型发电机组安全运行至关重要的问题。
设计大型同步发电机的灭磁系统，通常应满足以下基本的技术要求：1．必须满足各种运行状况下可靠灭磁的要求。
大型同步发电机组励磁电流的不断增长，转子绕组的电感越来越大，转子所储存的磁场能量也相应随之增大，所以大型机组的灭磁装置必须满足有足够大的灭磁容量，他除了在正常及机端短路等强励状况下能可靠灭磁外，特别是对于具有高顶值系数的自励可控硅系统，还必须满足在空载误强励、三相短路等极限状况下可靠灭磁的要求。
2．满足快速灭磁的要求，尽可能实现接近理想灭磁时间。
大型发电机组虽然采用了现代快速灵敏的继电保护装置，但这种保护装置的作用是当发电机出现故障时，能尽快地将机组解列，但即使机组已经解列，可故障电流依然存在，不论发电机的故障是一相短路还是部分绕组短路，在故障电流期间，损坏的程度是随绝缘燃烧和铜线熔化的时间而增加，所以只有在发电机解列的同时，采用快速灭磁才是限制故障电流和使绕组免于全部烧毁最充分有效的措施。
发电机转子过压跨接器试验方法
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 。当发 电机 出 现机 端 短 路 、 失步 、 失磁 、 非 同期合闸等情况时 ， 会 因为发电机定子 回路 中的负序 电流在转子回路中感应 出过 电压 ； 当发 电机空载或负 载状态下灭磁开关跳开时， 也会 因为转子 的电感储 能
发 电机转 子 过压 跨 接 器 试 验 方 法
赵 先 元
（ 长江三峡能事达 电气股份有 限公 司 ， 湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ０ ）
摘要 ： 介绍了一种跨接器（ Ｃ ｒ ｏ ｗ ｂ ａ ｒ ） 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（ Ｂ Ｏ Ｄ） 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 。
关键 词 ： 跨接器； 转折二极管； 过压保护 中图分类 号 ： Ｔ Ｍ３ ０ ６ 文献标 志码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ６ ７ １— ３ ３ ５ ４ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ５—０ ０ ５ ９— ０ ３
Ａ Ｎｏ ｖ ｅ ｌ Ｔｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｆ ｏ ｒ Ｏｖ ｅ ｒ— — ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ Ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃｒ ｏ ｗｂ ａ ｒ ｏ ｆ Ｇｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ Ｒｏ ｔ ｏ 代 线性 电 阻 以提 高 灭 磁 的快 速性 。 当发 电机在 空 载 或 负 载状 态 断 开 灭 磁 开关 时 ， 转子 两端 产生 的过 电压值 达 到设 定 值 后 ， 通 过 检 测 过 压 的元 件 触 发 导 通 跨 接 器 ， 来 接 通 非 线 性 电阻 回 路
同步电机转子过电压
同步发电机转子过电压及其保护李自淳 夏维珞 彭 辉 符仲恩（中国科学院等离子体物理研究所科聚公司，安徽 合肥 230031）[摘要] 本文分析探讨了同步发电机转子回路过电压的来源及其保护措施，并以三峡巨型水轮发电机为例，设计了一套较完整的保护方案，以供参考。
[关键词] 发电机 转子 过电压 保护1 同步发电机转子过电压的来源同步发电机转子回路的过电压主要有以下几种：1.1 可控硅整流桥产生的换相过电压[1]可控硅三相全控整流桥的原理图如图1所示，其整流输出的直流电压U f波形如图2所示（电源频率50Hz）。
图1中励磁变压器LB次级相电势分别为u a、u b、u c，LB的漏感以及线路电感折合到次级绕组用集中电感L b表示。
正常运行时K1∼K6六只管子轮流导通。
图1 可控硅全控桥整流原理图 图2 励磁电压波形图假定在t1时刻前，K1和K6导通；在t1时刻K2管子收到触发脉冲，此时交流阳极电压（相电压）u b>u a，故K2管承受正向电压，K1管承受反向电压，换流趋势是K2管导通，K1管截止。
但是由于K1管在导通期间晶体内积存了大量的少数载流子（电子和空穴），不能立即恢复截止，这样在短时间内K1和K2同时导通，称为重迭区。
此时a、b两相间产生瞬时的短路，短路电流i d 增长速度受(u b-u a)电压差及回路电感L b的控制，di d/dt =（u b-u a）/2L b。
短路期间整流输出电压的瞬时值u f = (u ac+u bc) / 2，为a、b两相对c相线电压的平均值（考虑励磁变LB 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。
t1时刻前K1管电流i K1等于励磁电流I f，K2管电流i K2为零；t1时刻K2管触发导通，其电流i K2上升，同时i K1下降，开始换流过程。
由于发电机励磁绕组LQ大电感的影响，励磁电流I f 可视作恒值。
根据柯希霍夫节点定律， i K1 + i K2 = I f = 恒值。