专利名称：发电机交直流解耦灭磁方法
技术领域：
本发明涉及一类发电机交直流解耦灭磁系统，主要针对大型或巨型发电机组交直流解耦灭磁方法。
背景技术：
当前，通用的发电机灭磁技术主要包括两类直流侧磁场开关灭磁(图1)和交流侧断路器灭磁(图2)，但这两种灭磁方式，在应用于大型或巨型发电机组时，某些故障情况下可能存在灭磁失败的危险，因为大型机组其励磁电流较大，励磁电压较高，对于直流侧磁场开关灭磁，虽然有灭磁速度快的特点，但对磁场断路器的弧压要求特别高(要大于UR+USCR)，制造困难，目前缺乏可以在大型或巨型发电机组可靠使用的磁场断路器；交流侧断路器灭磁虽然对开关弧压要求较低(UR)，但其在灭磁时需要脉冲控制系统配合(开关分开前必须封锁可控硅触发脉冲)，可靠性受限制，且灭磁时间较长，不能满足大型或巨型发电机组的应用要求。
发明内容
为了解决大型或巨型发电机组灭磁系统在灭磁时间和开关弧压上矛盾，本发明提供一种新型灭磁控制方法，将灭磁过程解耦为交流电源分断和直流灭磁，既可以提高灭磁电压，缩短灭磁时间，又可以降低对磁场断路器弧压的要求，从而利用目前的通用磁场断路器，为大型或巨型发电机组提供可靠灭磁方案。本发明的技术方案是大型发电机交直流解耦灭磁方法，在可控硅整流系统直流侧和交流侧各布置一个开关或多极开关(交流三极、直流单或双极，极间独立)且交流和直流侧开关是连锁的(交流侧开关和直流侧开关相互连锁，保证同时分闸)，跳闸命令同时送至两台开关，两台开关之间设置电气或机械连锁，一台开关跳闸也同时跳开另一台开关。在跳开关的同时可以继续发送触发脉冲，也可以同时封锁触发脉冲。
对于可控硅整流系统，当两台开关都受控分闸时，如果直流开关断口已经息弧，断磁场电流已被分断，则交流开关无负荷分断，如果直流开关断口仍然有电弧在燃烧，则交流开关分断后，有一相断口因无电流而完全开断，其他两相的断口电弧维持磁场电流的流通，在一周波内，因触发脉冲的存在，导通两相的可控硅必然有其另一桥臂触发脉冲的到来而导通，从而发生一相的正极桥臂和负极桥臂同时导通，造成可控硅整流桥直通，磁场电流经整流桥直通后，流经交流开关的电流到零，开关断口息弧，交流开关完全分断。可控硅整流系统输出电压为0(USCR＝O)，这样，直流侧磁场断路器灭磁对断路器弧压的要求由(UR+USCR)降低为(UR)，就能够保证发电机可靠灭磁。该灭磁方式能否可靠灭磁仅取决于直流侧磁场断路器的分闸弧压是否大于灭磁电压(UR)，而与脉冲控制系统无关，当然，如果在断路器分闸时，脉冲控制系统及时封锁可控硅触发脉冲，可控硅整流系统还可能输出负电压(USCR＜0)，对直流侧磁场断路器分闸弧压要求更低。
本发明的有益效果是利用交直流综合的灭磁技术方法，通过在交流侧和直流侧设置同时分闸的开关，将发电机组灭磁解耦为分断交流电源和导通灭磁电阻灭磁两个部分，分别由交流侧开关和直流开关完成，从而降低大型或巨型发电机对磁场断路器的要求，能够在现有通用开关制造技术的前提下，为大型或巨型发电机故障下灭磁提供可靠保证，为大型或巨型发电机安全运行提供保证。
图1是现有技术直流侧磁场开关灭磁电路原理2是现有技术交流侧断路器灭磁电路原理3是本发明交直流解耦灭磁方法电路原理图，在直流侧和交流侧各布置一个连动的开关或多极开关图中R为非线性灭磁电阻，SCR为可控硅整流系统，MK为交直流磁场断路器具体实施方式
电气或机械连锁的两台开关是图中MK在可控硅整流系统直流侧和交流侧各布置一个多极开关(交流三极、直流单或双极，极间独立)，也可以是交流和直流连锁开关(交流侧开关和直流侧开关相互连锁，保证同时分闸)，亦如图中所示。
跳闸命令同时送至两台开关，两台开关之间设置电气或机械连锁，一台开关跳闸也同时跳开另一台开关。在跳开关的同时可以继续发送触发脉冲，也可以封锁触发脉冲。同时断开可控硅整流系统并接通ZnO电阻R。ZnO电阻在灭磁及过电压保护的应用，目前已成为通用技术。转子过电压保护仍可采用常用的ZnO电阻R快速灭磁及转子过压保护装置以ZnO电阻作为主保护元件，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，能容量大。正常工作时，功耗小，动作值稳定，可自动返回，可以单独作为发电机转子过电压保护使用。ZnO电阻先串联为一组，然后多组并联，并在每个串联支路中串一个保护熔断器，避免发生短路现象，熔丝的通流量可根据用户需要进行选择。另外还有一组ZnO电阻RV(导通电压较其他组高)不加熔断器，这样就可以保证整个装置无开路现象。
电气连锁的方式实施比较简单，可以是相同信号控制的继电器开关；目前，同轴多极开关一般多作为一个开关使用，也可以考虑将两个开关同轴应用。
权利要求
1.发电机交直流解耦灭磁方法，其特征是在产生励磁的可控硅整流系统直流侧和发电机交流侧各布置一个开关或多极开关且交流和直流侧开关是连锁的，跳闸命令同时送至两台开关，两台开关之间设置电气或机械连锁，一台开关跳闸同时跳开另一台开关。
2.由权利要求1或2所述的发电机交直流解耦灭磁方法，其特征是在跳开关的同时可以继续发送触发脉冲，或同时封锁触发脉冲。
3.由权利要求1或2所述的发电机交直流解耦灭磁方法，其特征是交流和直流侧开关是交流三极、直流单或双极形式，且极间独立。
4.由权利要求1或2所述的发电机交直流解耦灭磁方法，其特征是交流和直流侧开关连锁的方法是由相同信号控制的继电器开关。
全文摘要
发电机交直流解耦灭磁方法，在产生励磁的可控硅整流系统直流侧和发电机交流侧各布置一个开关或多极开关且交流和直流侧开关是连锁的，跳闸命令同时送至两台开关，两台开关之间设置电气或机械连锁，一台开关跳闸同时跳开另一台开关。本发明利用交直流综合的灭磁技术方法，通过在交流侧和直流侧设置同时分闸的开关，将发电机组灭磁解耦为分断交流电源和导通灭磁电阻灭磁两个部分，分别由交流侧开关和直流开关完成，从而降低大型或巨型发电机对磁场断路器的要求。
文档编号H02K11/00GK1808817SQ20051012309
公开日2006年7月26日 申请日期2005年12月15日 优先权日2005年12月15日
发明者吴龙, 刘为群, 郑玉平 申请人:南京南瑞继保电气有限公司