[发明专利]小能量试验数据推算碳化硅灭磁电阻满足温度要求的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由小能量试验数据推算碳化硅灭磁电阻满足温度要求的方法。适用于发电厂中配置有碳化硅灭磁电阻的大型发电机。

背景技术

国内大部分碳化硅灭磁电阻由ABB公司配套、由英国M&I公司制造。对600MW汽轮发电机有配置4组的，也有配置5组的型号为600A/US16/P Spec.6298的碳化硅灭磁电阻。因此有必要弄清楚配置的安全合理性。M&I公司提出该型碳化硅灭磁电阻的可重复使用的容量是680kJ、一次或极少次灭磁的容量为1MJ和最高温度160℃。碳化硅灭磁电阻的容量是否满足要求只要知道该发电机最大灭磁能量即可判断，但是温度判断存在问题。制造厂出厂没有进行大能量温升试验，没有温升数据无法判断最高温度是否满足要求。实际使用中发生若干碳化硅灭磁电阻烧毁的情况，M&I公司也没有提供现场检测方法，发电厂没有手段判断已经配置的灭磁电阻是否能够满足要求，给国内超过一半的使用碳化硅灭磁电阻的大型发电机带来安全隐患。如果灭磁电阻损坏，采购一套需要30万元人民币，订货周期按一个月计算，一台600MW发电机至少少发电量3亿多kWh(每天0.1亿多kWh)。

由于发电机最严重的灭磁发生在发电机空载误强励或发电机机端三相短路事故时，该事故不可能进行现场试验。也不可能将所有碳化硅灭磁电阻移到试验室进行1比1的最大灭磁能量下试验以证明碳化硅灭磁电阻可以经受冲击。因此，有必要提供一种由小能量试验数据推算大能量下碳化硅灭磁电阻满足温度要求的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种小能量试验数据推算碳化硅灭磁电阻满足温度要求的方法，旨在用最低的成本对碳化硅灭磁电阻容量是否满足最大灭磁能量下的温度要求作出判断，该方法应是方便易行，不用采购特殊设备，却能有效消除大型发电机的安全隐患。

本发明所采用的技术方案是：一种小能量试验数据推算碳化硅灭磁电阻满足温度要求的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

1)确认下列已知参数：发电机最严重条件下整套碳化硅灭磁电阻耗散能量Eg、碳化硅灭磁电阻允许的最高温度Tsic max、最高环境温度Tcirc max、碳化硅灭磁电阻允许最大温升ΔTsic max＝Tsic max-Tcirc max、配置的灭磁电阻标称能量Esic、灭磁电阻标称能量制造厂保证的均能系数Csic、碳化硅灭磁电阻的组件数n以及组件内并联支路数m；

2)尽可能拆除挡住碳化硅灭磁电阻表面影响拍摄工作的挡板；

3)按试验要求完成测试电路的连接；

4)将发电机调整到空载额定状态；

5)确定碳化硅灭磁电阻表面温度每10分钟变化小于1℃后，用热成像仪拍摄碳化硅灭磁电阻冷态时的表面温度，得到各组件的冷态表面温度分布图；

6)分磁场断路器灭磁，录制各组件灭磁电阻上的电流和电压波形；

7)在碳化硅灭磁电阻表面温度高的那点温度达到最高时用热成像仪拍摄该组件的热态表面温度，得到该组件的热态表面温度分布图，同样方法得到各组件的热态表面温度分布图。

步骤3)中所述的测试电路具有相互串联的磁场断路器Q02、分流器R06和发电机磁场绕组L，在发电机磁场绕组L的两端并联跨接器C和与之串联的一组并联连接的碳化硅灭磁电阻组件Rm1-5，每个碳化硅灭磁电阻组件Rm1-5都串接一个直流电流变送器CT1-5，在所述碳化硅灭磁电阻组件Rm1-5和与之串接的直流电流变送器CT1-5的两端并接直流电压变送器VT。

本发明所述的方法分为两种具体的判断方法，一种是采用表面最大温升法判断碳化硅灭磁电阻满足最大能量灭磁要求，该判断方法包括步骤8)～10)。

8)由热态表面温度分布图上读出一个组件的表面最高温度点H的温度Tj max，j＝1...n，再由该组件冷态表面温度分布图上读出H点表面温度Tj_L，j＝1...n，计算该组件表面最大温升ΔTj max＝Tj max-Tj_L，j＝1…n，对各个组件进行相同计算，获得整套碳化硅灭磁电阻的表面最大温升ΔTt max＝MAX[ΔTj max]，发生表面最大温升的组件能量为E_{MAX[ΔTj max]}；