2019UNITROL5000励磁调节器事故跳闸是否逆变灭磁问题的研究

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1、UNITROL5000励磁调节器事故跳闸是否逆变灭磁问题的研究　　(1.中广核风力发电有限公司，内蒙古呼和浩特010050；2.内蒙古国华准格尔发电有限责任公司，内蒙古薛家湾010300)　　摘要：针对XX年1月内蒙古岱海发电厂＃2机瑞士ABBUnitrol5000励磁调节器失控误强励，烧毁整套励磁功率整流柜事故，对Unitrol5000励磁调节器的灭磁方式进行了分析探讨，并对Unitrol5000励磁调节器事故跳闸是否逆变灭磁问题进行研究。　　关键词：励磁调节器；Unitrol5000；跳闸；灭

2、磁；逆变　　中图分类号：TM761.＋11文献标识码：A文章编号：1007—6921(XX)07—0169—03　　XX年1月，内蒙古岱海发电厂2号机瑞士ABBUnitrol5000励磁调节器投产带504MW负荷作PSS试验时，励磁调节器失控误强励，发生励磁盘内的励磁变压器二次三相母线短路，烧毁整套励磁功率整流柜事故。内蒙古岱海发电厂对此次事故编写了事故分析报告，其中指出“该问题还使得励磁系统在随后的励磁系统过励保护跳闸动作时无法转入逆变状态”。　　灭磁是发电机及变压器内部故障的一项保护措施，发电

3、机组内部故障时，虽然主断路器断开可将发电机与系统隔离，但发电机仍有电压，维持故障电流。必须将发电机快速灭磁，使其电压降至熄弧电压以下，以限制发电机故障时损坏的范围，灭磁时间越短，故障范围越小。根据岱海电厂的事故分析报告，岱海电厂Unitrol5000励磁调节器过励磁保护动作跳闸后，调节器先逆变再跳灭磁开关。如果这样，将增长事故情况下发电机的灭磁时间，使故障范围进一步的扩大。　　笔者针对内蒙古国华准格尔发电厂＃3、4发电机组瑞士ABBUnitrol5000自并励励磁系统，对该型励磁调节器的灭磁方式进行分

4、析探讨，并对Unitrol5000励磁调节器事故方式下是否逆变灭磁问题进行研究。　　1发电机灭磁方式简介　　目前常见的发电机灭磁方式有续流灭磁、通过整流电源的续流灭磁、逆变灭磁、跳开关灭磁等4种，也可以结合使用。励磁方式和励磁系统构成影响灭磁方式的使用。　　三机无刷励磁系统不设发电机灭磁开关，发电机灭磁使用通过整流电源的续流灭磁。　　三机励磁系统不能实现发电机的逆变灭磁，发电机侧仅使用跳开关灭磁。　　上述两种励磁系统中，AVR在励磁机励磁侧实施的跳开关灭磁、逆变灭磁或通过整流电源的续流灭磁，或

5、其组合，以降低励磁机定子电压，以启动或帮助发电机灭磁。　　对于采用三相全控晶闸管整流桥的自并激静止励磁系统，上述4种灭磁方式均可使用。　　1.1逆变灭磁是正常停机使用的灭磁方式　　对于起停操作频繁，且灭磁开关不必配合其他操作的机组，如普通调峰水电机组，为缩短启动时间、延长开关寿命，在停机时不跳开关，仅进行逆变灭磁。ABB在逆变60s后将采取闭锁触发脉冲的安全措施。目前ABB在燃煤电厂中的Unitrol5000装置多采用跳开关灭磁为正常灭磁方式。　　1.2跳开关灭磁是事故灭磁的基本形式，磁场开关通

6、常是空气开关　　1.2.1耗能型磁场开关的灭磁过程是：磁场开关断开时在动静主触头间产生高强度电场，产生金属和空气电离即形成电弧，电弧通过引弧装置引入灭弧室。电弧两端的电压与通过的电流有关，与灭弧室的设计有关，其方向是流过电流的方向。因此在电弧熄灭前，磁场绕组两端所加的电压等于整流电源电压减去电弧电压。当电弧电压超过整流电源电压时，磁场绕组的电压为负值，磁场电流出现衰减。如果电弧可以持续燃烧，将烧掉所有可引出的磁场能量。这样的开关也称灭磁开关，但这样的开关在大型机组中已很难选到。由于电弧具有非线性电阻的

7、特征，故灭磁时间较短。　　1.2.2大部分磁场开关属于移能型空气开关，不能单独实现灭磁，需要由在灭磁前瞬间并接到磁场绕组上的灭磁电阻来消耗大部分可引出的转子能量。灭磁电阻可以是线性电阻或非线性电阻，材料可以是铁、铜合金、碳化硅等。使移能型磁场开关顺利断开的条件是磁场开关的电弧电压高于整流电源电压和灭磁电阻通过灭磁初始电流时产生的电压。这样当灭磁开关在瞬间建立起足够高的弧压时，就可以将所有磁场电流转移到灭磁电阻回路中，使电弧迅速冷却熄灭，磁场能量消耗在灭磁电阻上，磁场电流迅速衰减。在同样的初始灭磁电压下

8、，非线性电阻具有比线性电阻更快的灭磁时间。　　1.2.3通常磁场电阻在发电机正常运行时不能直接并联在转子两端，必须使用磁场开关的常闭灭磁触头或跨接器将灭磁电阻并接到转子两端，目前大中型机组的自并激励磁系统多采用可靠性更高的跨接器，磁场开关不具有常闭灭磁触头。在常开主触头打开前要求常闭灭磁触头先动作，如使用跨接器，则它应处于准触发等待状态。　　1.2.4要满足移能型磁场开关顺利断开的条件，可以有3种方法：即提高弧压、降低灭磁电压和降低整流