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摘要：对3号机转子过压旌旗灯号频仍告警的现象，进行了分析，并提出了几种解决法子。
关头词：过压 旌旗灯号 分析 解决 法子
1 前言
国万安水电厂设计装机总容量为5×100MW，今年年末5号机组将建成投运，届时总装机将到达533MW，该厂今朝共有110kV一段单母线及220kV二段双母线经由过程七回线路与电网相连，担负着江西电网的调频、调峰、事故备用等重任，在电网中起着江西南北电力枢纽的作用。该厂水轮发机电组的平安稳定运行，直接关系到江西电网的平安，是保证江西电网稳定和电能质量的关头所在，国电万安水电厂发机电组采用静止可控硅整流装配的励磁方式，1、2号机组采用自复励的励磁方式，3、4号机组采用自并励的励磁方式，自并励励磁方式接线简单、易于制造、技术性能优良、维护工作量少、装备占地面积少，水电站厂普遍采用这类励磁方式。
2 概述
随着电力工业的成长，发机电组单机容量的不竭扩年夜和发机电励磁系统参数的进一步提高都对发机电转子主要庇护的快速灭磁和过压庇护的靠得住性提出了更高的要求。今朝国内外的发机电转子庇护装配都已解脱了传统的灭磁开关灭磁方式，逐渐成长成能量转移的灭磁方式和新型的过压庇护。我国从八十年月中期就起头在年夜中型水轮发机电组上采用ZnO非线性电阻灭磁技术，这不仅在理论上有重年夜突破，而且在生产技术、检测技术、维护运行等多方面都取得了丰硕的功效。万安水电厂3号发机电组励磁系统除具有正常的调理整流功能外，还配备了交直流侧的过电压、限电压、过电流、非全相过压、可控硅换向发生的尖峰过电压庇护、发机电转子侧的快速直流断路器（以下简称灭磁开关）和非线形电阻灭磁装配。
我厂3号机组励磁系统主要参数为：额定空载励磁电压171V、额定负载励磁电压480V、阳极电压1050V、转子耐压实验值为3500V、转子过压庇护整定值为2600V、ZnO阀片动作值U10mA为1130V、U10mA/2时泄漏电流小于100vA。3号机组灭磁开关改型前的型号为DM4-1600型断路器，属早期产物，存在年夜电流开断能力不足、小电流不能靠得住断弧和操作机构的靠得住性和可维护性较差等技术缺陷。非线形电阻灭磁装配在经过量年的运行后，ZnO阀片泄漏电流已显现出增年夜的趋向，有些甚至超越尺度允许范围，性能上的劣变不能保证事故情况下发机电组靠得住灭磁和转子过压情况下限制电压的庇护作用。在前年机组年夜修的时辰对该台机组灭磁开关及过压庇护装配进行了技术改型，消除我厂发机电组存在的平安隐患，年夜年夜提高了发机电组的健康水平，进一步保证了我厂装备和电网的平安稳定运行。
3 改型后的灭磁回路介绍
改型后的灭磁开关为DMX-1600-4/0型4断口直流断路器，过压庇护及灭磁装配采用科年夜立异科聚公司生产的MYNZ1型庇护装配，具有结构简单、维护利便、动作靠得住、灭磁迅速、能容量年夜、限压稳定、性能优越、寿命长等特点。其中ZnO阀片非线形灭磁电阻组RV在电压低于其标称电压的70以下时，经由过程的电流仅为微安级，即发机电组正常运行情况下ZnO阀片泄漏电流均在10uA以下，但若是励磁转子回路泛起过电压，且该电压值跨越标称电压值时，压敏电阻自动吸收且把高电压限制在发机电转子平安电压范围内，使过电压的能量全数在阀片组内消耗，确保了发机电转子尽缘不受损害，同时进行"转子过压"旌旗灯号告警。该装配和灭磁开关配合使用于发机电转子过电压及灭磁庇护回路中，庇护发机电组平安稳定运行。
我厂发机电组正常停机时采用逆变的方式灭磁，灭磁开关其实不跳闸，转子残剩能量经由过程逆变送回至交流系统。但机组发闹事故跳灭磁开关时，该装配就将转子残剩能量全数转移到内部消耗吸收并进行"灭磁"旌旗灯号告警。下面划分就装配的两种功能加以说明：
3.1 灭磁功能
如发机电励磁主回路图一所示，正常情况下，L01为励磁电源正端，L02为负端，当机组泛起事故时，机组庇护装配作用于灭磁开关FMK并跳闸，FMK依靠四组常开触头同步分断转子励磁电源回路，使转子失往励磁直流电源，抑制事故进一步扩年夜。由于发机电转子是一个很年夜的电感线圈，在灭磁开关触头断开励磁电源的瞬间，转子内部会发生一个很年夜的反向感应电势，浮现在灭磁开关断口间建立起一个足够高的与励磁电源反向的高达4000V的弧压（其发生的能量称为转子残剩能量，此时L02为正，L01为负），该弧压减往励磁电源电压（阳极电压）后，其年夜小足以使二极管V1和ZnO阀片电阻组RV1回路导通，回路显现低阻态，使得转子绕组因感应电势发生的电流全数经由过程RV1回路，其能量迅速在RV1阀片组内消耗，绕组中的感应电势以极快的速度降至低，这样就完成了转子残剩能量的转移和消耗，确保了转子灭磁的顺遂进行，使得高压感应电势没法进进到发机电转子内部，进一步对转子尽缘起到庇护作用。
3.2 过压庇护功能
当发机电受干扰或可控硅换相等缘由发生的瞬时电压太高（称为过电压或尖峰电压）且高于可控硅触发器TR1的动作值（可整定）2600V时，TR1就发出一触发脉冲触发可控硅V2，使ZnO阀片电阻组RV1和V2回路导通，这样过电压就被限制在RV1的动作电压1130V，起到限制电压和灭磁（过电压被有用下降）和庇护转子尽缘的作用。在尖峰电压（转子回路中安装了尖峰吸收装配用于吸收瞬间尖峰电压）或过电压消失后，加在L01、L02两头的电压就只有转子的额定负载电压（我厂为480V），低于RV1的导通电压1130V，经由过程RV1回路的电流只有ZnO阀片组的泄漏电流，整组阀片的泄漏电流小于1mA，不足以维持可控硅V2工作，致使V2处于截止状态，回路也呈阻断性，回路遏制工作，直流电源全数流进转子绕组回路。
4 过压庇护及灭磁装配安装的需要性
4.1 发机电组在运行进程中遭到年夜的扰动，静止励磁的同步发机电在转子绕组上发生的正向过电压或反向过电压，发机电泛起两相、三相短路、失步、非同期合闸、灭磁、非全相运行等情况时，发机电的电枢反应城市使转子电流发生剧烈摆动，当转子电流贪图摆至负标的目的而被硅元件截止时，在转子励磁绕组内就会感应很高的正向过电压，这类过电压延续的时间不长，但能量集中，威胁硅元件和转子励磁绕组尽缘的平安。
4.2 静止可控硅励磁电源因可控硅管的关断泛起的换相尖峰过电压，从交流侧经由过程励磁变压器和气隙传过来的年夜气过电压和电网操作进程中泛起在转子内部的过电压城市威胁转子的平安。
4.3 在事故跳闸灭磁进程中，若是没有装设此装配，则实现不了转子能量的转换，其能量只有慢慢地在转子绕组内部消耗，灭磁进程较长，对发机电风险较年夜。
所觉得了庇护发机电不受损害，确保电网的平安运行，水轮发机电组必需安装过压庇护及灭磁装配。
5现阶段主要存在的问题
5.1 由于我厂3号机过压庇护装配中的ZnO非线形电阻组RV1兼有反向灭磁和过压庇护两重功能，所以在灭磁和过压的情况下RV1均开通动作。由于其励磁并联变二次侧电压（阳极电压）为1050V，当机组正常逆变停机时，阳极反向峰值电压可达1050×√2=1485V，此电压年夜于ZnO灭磁电阻的动作电压1130V，所以在正常停机、逆变灭磁时V1和RV1回路导通，电流互感器CT1也因感应电流后动作于旌旗灯号继电器K4（如图五），K4的辅助接点接通"转子过压"旌旗灯号告警回路，故逆变停机时"转子过压"告警其实反映动身机电的实时电压情况。只要阳极电压正好在峰值1485V四周停机逆变时，城市致使装配发"转子过压"旌旗灯号，虽然该旌旗灯号不影响装备正常运行，反映的是转子回路工作的现实情况，造成这类现象发生的缘由是由于在选配ZnO阀片时技术上的斟酌欠缺，频发旌旗灯号容易给运行人员以混淆，养成麻木思想，也给日常平凡的维护工作带来了未便，所以我们有需要对此回路作技术上的改良，将此"误发"旌旗灯号消除。
5.2 若是每次停机RV1都动作，则造成该装配ZnO阀片老化加速，泄漏电流增年夜，寿命缩短等性能上的劣变，装配功能将遭到严重影响。这样在过电压发生时，年夜的ZnO泄漏电流将一直能维持其导通，不能使V2实时有用关断，影响励磁电源的正常供给，严重时致使发机电组失磁庇护动作，给电厂、电网和广年夜用户的用电质量造成不平安身分，所以我们有需要对该装配进行改良。
6 针对以上情况，提出几种改良法子
6.1 不增加任何器件，只需按主回路图二接线，把用于"转子过压"及"转子灭磁"旌旗灯号回路的电流互感器CT1和CT2分隔，这类回路的改良现实上对ZnO阀片的性能的劣变没有取到有用的抑建造用。当发机电逆变停机时V1和RV1回路依然导通，只是CT1不感应电流，继电器K4不动作，装配不进行"转子过压"旌旗灯号告警。此时虽然CT2感应电流后动作于K5，但灭磁开关辅助接点FMK5处于断开位（灭磁开关在合闸），闭锁"转子灭磁"旌旗灯号回路（见图五）。这类处置方式只是消除"转子过压"报警旌旗灯号的发生，但现实停机时RV1依然工作，装配对RV1性能的改良没有任何庇护作用。
6.2 增加两路动作电压为1600V的过压庇护阀片RV2组，将承当灭磁及过压庇护两重功能的电阻RV1改成只承当灭磁使命，增加一只年夜功率二极管V3串接于RV1灭磁电阻。如图三所示，当转子泛起过压时，RV2回路工作且进行"过压"旌旗灯号告警。由于二极管V3的单向导通作用，在正向过压情况下，RV1灭磁电阻组其实不导通，改良后的回路可以有用削减RV1的动作次数，对庇护阀片性能起到积极作用，现实上是提高了发机电灭磁回路的靠得住性；在停机逆变灭磁时，电压可高达1485V，但由于此时的RV2灭磁电阻的导通电压为1600V，所以RV2及CT1回路其实不导通，继电器K4不动作，过压旌旗灯号不会误发；当发机电事故引发灭磁开关跳闸时，反向感应电势使RV1和CT2回路导通，确保发机电转子的能量转移到RV1内部消耗并进行"灭磁"旌旗灯号告警。但这类处置方式需要重新选配性能分歧于RV1的ZnO阀片组RV2，工艺上比力复杂，而且需要在现有的灭磁柜上加装RV2组，在改良工作中显得有一定的难度及复杂性。
6.3 在如图三的根蒂根基上，可以选配和RV1具有一样性能的ZnO阀片组RV2，用于正向过压庇护回路中，RV1只承当灭磁使命，但此时需在回路中串接灭磁开关FMK的常开主触头FMK3（在灭磁开关的FMK1、FMK2主触头的统一钢性转动轴上加装FMK3），保证传念头构在灭磁开关跳闸、合上触点FMK3的瞬间再断开FMK1、FMK2触点），保证灭磁回路RV1接通，使转子能量能顺遂获得转移，到达灭磁的目的。正常停机逆变时因FMK3处于断开位置，RV1回路欠亨，回路的改良使得灭磁电阻RV1的动作次数削减了，有用抑制其性能的劣变。但这类技术改良要求灭磁开关机构动作完全靠得住，否则FMK3合不上或在FMK1、FMK2断开后再合上，发机电转子的灭磁就将遭到严重影响，给发机电带来很年夜风险。
6.4 如主回路图六，仍是采用RV1灭磁和过压兼用的改造思想，在灭磁回路上主要加装一个可控硅V3和触发器TR2（动作值可据现实情况整定），TR2动作值整定为1600V。此回路中灭磁时的工作原理和过压庇护工作原理一样，也需要触发器TR2触发V3接通灭磁回路，无疑此回路对TR2和V3性能稳定、工作的靠得住性提出了更高的要求，否则发机电的灭磁功能得不到保证。经过这类回路改良后，可以抑制灭磁电阻组的动作次数，避免灭磁电阻的性能的加速劣化。由于发机电在分歧的负荷情况下发机电的灭磁电压都纷歧样，所以TR2的整定值的年夜小难以肯定，尚若此值较年夜，则小电流灭磁时，TR2不触发V3，发机电不能正常灭磁，若是TR2的整定值偏小，则V3在灭磁电压较小的情况下就会导通，一样不能避免"过压"旌旗灯号误发的情况发生。
7竣事语
以上几种技术改良法子都能有用避免过压旌旗灯号频发，但就其性能上分析各有益弊。发机电转子的灭磁及过压庇护是发机电转子很是重要的庇护功能，发机电的过电压时刻威胁着发机电转子的尽缘平安；一样在发机电转子内部泛起故障时，也必需尽快切断励磁电源并使得其发生的高电压感应电势以快的速度降到低，以使转子绕组中贮存的能量尽量快地消耗，所以转子过压及灭磁庇护装配应稳定靠得住，这样才能保证发机电平安稳定运行。
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