[发明专利]一种发电机智能灭磁控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电气工程技术领域，特别涉及一种发电机智能灭磁控制方法。

背景技术

当发电机内部及外部发生诸如短路及接地等事故时，为了避免事故扩大，需要灭磁系统把转子励磁绕组中磁场储能尽快地衰减到尽可能小的程度。灭磁系统的设计是否得当直接关系到发电机灭磁的成功与否，对发电机的安全运行有至关重要的影响。

灭磁开关和灭磁电阻组合形式的移能型灭磁因为结构简单、可靠性高，是目前现场应用范围最广、最成熟的灭磁系统形式。基本原理是在灭磁开关分断励磁主回路的同时，将励磁绕组中能量转移到灭磁电阻中消耗。灭磁电阻采用线性或者非线性电阻。基本电气回路如图1所示，其中U_K是灭磁开关弧压；U_M是灭磁电压设定值；U_SCR是整流桥输出电压；I_f是励磁电流；FMK是灭磁开关；R是灭磁电阻。

该形式灭磁回路要求灭磁开关弧压与整流桥输出电压之差大于灭磁电阻灭磁电压设定值，才能成功导通灭磁电阻回路，实现灭磁。则，对开关弧压要求如下式所示，

U_K≥U_M+U_SCR             (1)

直流灭磁开关其弧压和分断容量受到制造工艺限制，在大型机组使用时存在选型困难、价格昂贵的问题。为提高灭磁可靠性，国内外的研究人员提出在保护装置跳灭磁开关启动灭磁的同时，励磁调节装置进行辅助控制措施改善灭磁条件，主要有：

逆变灭磁：分断开关的同时，控制整流桥脉冲触发角度突变至逆变角，整流桥输出电压平均值U_SCR为负值，磁场绕组能量向交流侧回馈。在交流电压较高时，能量回馈较快，逆变灭磁非常高效，是目前各种灭磁方法中灭磁速度较快的一种。同时，由于U_SCR为负值，可降低对开关弧压U_K时要求。

闭锁脉冲：分断开关的同时中断整流桥触发脉冲，在励磁绕组电感反电势作用下，原导通可控硅继续导通，将整流桥交流侧正弦电压引入灭磁回路。此时，在电压负半波U_SCR为负值，也可以降低灭磁开关弧压要求，使灭磁更易完成。

该类方法所有控制指令是在保护装置发出灭磁开关跳闸令到灭磁开关分断时间内完成，逆变灭磁受到时间限制。另外，目前控制方法缺乏对逆变灭磁是否成功的判断。控制调节装置进行逆变控制之后，还可能因为装置误调节、脉冲回路或者功率回路故障等原因引起逆变失败，导致无法使整流桥进入逆变状态。此时，封闭脉冲更有利于成功灭磁。

发变组保护装置检测到运行故障后目前普遍是采用直接跳灭磁开关的灭磁方法。灭磁开关经常是在大故障电流的高负荷状态下分闸。但是，并非所有的故障都需要保护装置直接跳灭磁开关。以对发电机安全危害较大的励磁故障之一空载误强励为例，故障发生时，发电机机端、整流桥交流侧和励磁输出电压均处在一个较高值，此时最快的灭磁方法是逆变灭磁而非直接跳开关。

因此，为了更好的对发电机进行保护，实现更快速灭磁，不能仅依靠跳灭磁开关完成灭磁，有必要根据励磁系统工况的不同，在进行跳灭磁开关操作之前，选择最适当的灭磁措施对灭磁过程进行控制。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种发电机智能灭磁控制方法，根据励磁系统工况的不同，在进行跳灭磁开关操作之前，选择适当灭磁措施对灭磁过程进行控制。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：一种发电机智能灭磁控制方法，其特征在于：根据整流桥交流电压幅值大小以及逆变灭磁是否成功进行发电机灭磁控制，具体步骤是：

(1)控制装置接收到“跳闸命令”，启动灭磁控制；

(2)判断交流电压幅值是否大于设定值：如果大于设定值，“启动逆变灭磁”，转到步骤(3)；如果小于设定值，“闭锁整流桥触发脉冲”，转到步骤(4)；

(3)判断逆变灭磁是否失败：逆变失败则“闭锁整流桥触发脉冲”、“触发跨接器”；逆变成功则维持逆变状态，直至灭磁电流小于设定值；

(4)发送“跳灭磁开关”命令至灭磁开关操作回路，分断灭磁开关。

上述方案中：所述交流电压设定值取值范围是整流桥额定交流电压值的80％--90％。

上述方案中：所述灭磁电流设定值取值范围是发电机额定负载励磁电流的5％--10％。