专利名称：一种水轮机交流励磁电源保护方法及实现该方法的水轮机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水轮发电机，特别是一种交流励磁水轮机。
背景技术：
随着水轮机技术的发展，水轮机变频励磁技术日益受到重视，变频励磁技术克服 了传统直流励磁技术的缺点，能够让水轮机在更宽的工作范围内发电，能够大幅度的提高 水电站的经济效益。但是变频励磁技术所需要的变频器励磁电源是比较脆弱的，其过载能 力比较差；在正常工作情况下这个因素影响不大，但是当电网发生故障时水轮机在转子侧 所产生的高压和大电流会损坏变频励磁电源，因此迫切需要设计一种保护电路来保证在电 网发生故障时水轮机变频器励磁电源的安全。
发明内容
本发明的目的是提供一种交流励磁电源保护方法及实现该方法的水轮机，用以解 决水轮机交流励磁电源易受故障影响而损坏的问题。为实现上述目的，本发明的一种方案是一种水轮机交流励磁电源保护方法，步骤 如下
a)检测水轮机转子侧电流，并设定一个电流参考值；
b)当检测到的电流超过所述参考值时，封锁交流励磁电源的输出，同时通过开关器件 将一个保护电路投入；
c)继续检测转子侧电流，当检测到的电流低于参考值时，打开交流励磁电源的输出并 且控制开关器件将保护电路切除。采用上述交流励磁电源保护方法，能够在电网故障或转子侧大电流情况下，利用 保护电路吸收故障电流并钳位转子侧电压，从而保护交流励磁电源。所述步骤b、c中，所述保护电路与励磁绕组并联，用于控制保护电路投入和切出 的开关器件串接在保护电路中。所述保护电路中设有用于吸收大电流的保护电阻。为实现上述目的，本发明的另一种方案是一种实现交流励磁电源保护方法的水 轮机，包括交流励磁电源和励磁绕组，在交流励磁电源和励磁绕组之间的线路上设置一个 保护电路，保护电路与励磁绕组并联，保护电路中串设有用于控制电路通断的开关器件和 用于吸收励磁电流的大功率电阻，一个采样模块设置在励磁回路中，其输出端连接一控制 模块的输入端，控制模块的两输出端分别对应开关器件和交流励磁电源。采用上述交流励磁电源保护方法的水轮机，能够在电网故障或转子侧大电流情况 下，利用保护电路吸收故障电流并钳位转子侧电压，从而保护交流励磁电源。所述保护电路包括一个整流器，输入端接在交流励磁电源的输出母线上，所述大 功率电阻和所述开关器件构成的串联电路的两端接在整流器的输出端上。所述整流器是由 六个二极管构成的三相桥式整流器。所述开关器件为IGBT或晶闸管。
图1是水轮机保护电路原理图。
具体实施例方式本发明具体实施方式
的一种水轮机交流励磁电源保护方法，步骤如下
a)检测水轮机转子侧电流，并设定一个电流参考值；
b)当检测到的电流超过所述参考值时，封锁交流励磁电源的输出，同时通过开关器件 将一个保护电路投入；
c)继续检测转子侧电流，当检测到的电流低于参考值时，打开交流励磁电源的输出并 且控制开关器件将保护电路切除。一种实现交流励磁电源保护方法的水轮机B，转子侧接励磁绕组，定子输出到电网 C，如图1所示，包括交流励磁电源A和励磁绕组，在交流励磁电源A和励磁绕组之间设置一 个与励磁绕组并联的保护电路，保护电路包括一个整流器D，输入端接在交流励磁电源A的 输出母线上，由大功率保护电阻E和IGBT开关模块F构成的串联电路的两端接在整流器D 的输出端上，开关模块F也可以采用晶闸管。整流器D是由六个二极管构成的三相桥式整 流器。此外，还在励磁回路中设置一个采样模块G，用来采样转子侧励磁绕组电流，其输出端 连接一控制模块H的输入端，该控制模块H有两个输出端，分别对应控制开关器件F和交流 励磁电源A。控制模块H的输出端可以连接IGBT的控制端，从而将采样到的转子侧电流反 馈到IGBT的控制输，可通过控制模块H设定一个电流参考值，当采样到水轮机转子侧电流 超过参考值时，IGBT导通，将保护电阻E投入到电路中，从而吸收掉转子侧的大电流并钳位 转子侧电压，当采样到电流低于参考值，即电流恢复正常，则IGBT关断，保护电阻E切出电 路。
权利要求
一种水轮机交流励磁电源保护方法，其特征在于，步骤如下a) 检测水轮机转子侧电流，并设定一个电流参考值；b) 当检测到的电流超过所述参考值时，封锁交流励磁电源的输出，同时通过开关器件将一个保护电路投入；c) 继续检测转子侧电流，当检测到的电流低于参考值时，打开交流励磁电源的输出并且控制开关器件将保护电路切除。
2.根据权利要求1所述的一种水轮机交流励磁电源保护方法，其特征在于，所述步骤 b、c中，所述保护电路与励磁绕组并联，用于控制保护电路投入和切出的开关器件串接在保 护电路中。
3.根据权利要求2所述的一种水轮机交流励磁电源保护方法，其特征在于，所述保护 电路中设有用于吸收大电流的保护电阻。
4.一种实现交流励磁电源保护方法的水轮机，包括交流励磁电源和励磁绕组，其特征 在于，在交流励磁电源和励磁绕组之间的线路上设置一个保护电路，保护电路与励磁绕组 并联，保护电路中串设有用于控制电路通断的开关器件和用于吸收励磁电流的大功率电 阻，一个采样模块设置在励磁回路中，其输出端连接一控制模块的输入端，控制模块的两输 出端分别对应所述开关器件和交流励磁电源。
5.根据权利要求4所述的一种实现交流励磁电源保护方法的水轮机，其特征在于，所 述保护电路包括一个整流器，输入端接在交流励磁电源的输出母线上，所述大功率电阻和 所述开关器件构成的串联电路的两端接在整流器的输出端上。
6.根据权利要求5所述的一种实现交流励磁电源保护方法的水轮机，其特征在于，所 述整流器是由六个二极管构成的三相桥式整流器。
7.根据权利要求4或5或6所述的一种实现交流励磁电源保护方法的水轮机，其特征 在于，所述开关器件为IGBT或晶闸管。
全文摘要
本发明涉及一种水轮机交流励磁电源保护方法及实现该方法的水轮机，方法步骤如下a) 检测水轮机转子侧电流，并设定一个电流参考值；b)当检测到的电流超过所述参考值时，封锁交流励磁电源的输出，同时通过开关器件将一个保护电路投入；c)继续检测转子侧电流，当检测到的电流低于参考值时，打开交流励磁电源的输出并且控制开关器件将保护电路切除。采用上述交流励磁电源保护方法的水轮机，能够在电网故障或转子侧大电流情况下，利用保护电路吸收故障电流并钳位转子侧电压，从而保护交流励磁电源。
文档编号H02P9/10GK101924357SQ201010240169
公开日2010年12月22日 申请日期2010年7月29日 优先权日2010年7月29日
发明者何庆, 刘刚, 吴金龙, 姚为正, 孙建, 安昱, 李海鲲, 肖鹏 申请人:许继集团有限公司