[发明专利]一种采用耦合电抗器的并联磁场断路器灭磁电路及方法

说明书

本发明公开了一种采用耦合电抗器的并联磁场断路器灭磁电路及方法，通过将两台同型号的磁场断路器并联实现分流，共同承担发电机转子电流；通过将耦合电抗器单元的两组线圈分别与两条磁场断路器支路串联，利用两组线圈的耦合性，实现两条磁场断路器支路均流；通过耦合电抗器单元，使并联磁场断路器支路的电流相互牵制，避免先分闸的磁场断路器先断开，保持两者同步，解决了目前大电流下磁场断路器分断能力不足的难题，提高了大型发电机组在各种严重工况下灭磁的安全性，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及大容量发电机组灭磁技术领域，具体涉及一种采用耦合电抗器的并联磁场断路器灭磁电路及方法。

背景技术

近年来，随着我国用电负荷的增长，发电机单机容量的不断提高，相应的发电机励磁电压、励磁电流也越来越大，对发电机灭磁系统的要求越来越高。对于百万千瓦级发电机组，尤其是百万千瓦级核电机组，其额定励磁电流已达到10000A，现有的磁场断路器无法满足要求。

为解决磁场断路器的额定电流不足问题，在核电机组往往采取将两个相同磁场断路器并联的方案，但是，简单并联方案一旦发生发电机转子侧短路等严重灭磁工况，由于磁场断路器分断时间不一致，其中，先分闸的磁场断路器先分断，而后分断的磁场断路器必然承受全部电流的分断，而单个磁场断路器分断能力有限，必将导致后分闸的磁场断路器无法断开，造成磁场断路器短路损坏，直接威胁到核电机组的安全。

目前应用最广的灭磁形式是单磁场断路器和灭磁电阻组成的移能型灭磁，其电路图，如图1所示，主要参数包括：励磁整流器的整流电压Ud、磁场断路器MK的灭磁弧压Uk、非线性灭磁电阻Rm 的灭磁残压Um，工作原理如下：磁场断路器MK主触头分离后，弧压升高，转子两端的电压因磁场作用而反向，在转子反向电压达到非线性电阻的动作电压前，流过非线性电阻的电流近似为0；当转子反向电压达到非线性电阻的动作电压后，非线性电阻导通，电阻流过的电流Im随弧压的升高而增加，Ik减少，至Ik=0时，磁场断路器熄弧分断。但是，由于受材料及工艺水平等限制，想进一步提高磁场断路器的分断能力十分困难，而灭磁电阻系统是发电机电气事故的最后一道防线，其性能及安全可靠性至关重要，因此，为了克服上述的问题，迫切需要一种能够满足大容量发电机组安全可靠的灭磁技术和方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有的单磁场断路器和灭磁电阻组成的移能型灭磁无法满足巨型发电机组事故灭磁要求的问题。本发明的采用耦合电抗器的并联磁场断路器灭磁电路及方法，通过将两台同型号的磁场断路器并联实现分流，共同承担发电机转子的电流；利用两组线圈的耦合性，实现两条磁场断路器支路均流；通过耦合电抗器单元，使并联磁场断路器支路的电流相互牵制，避免先分闸的磁场断路器先断开，保持两者同步，提高了大型发电机组在各种严重工况下灭磁的安全性，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种采用耦合电抗器的并联磁场断路器灭磁电路，其特征在于：包括双断路器并联回路单元、耦合电抗器单元和灭磁电阻单元，

所述双断路器并联回路单元，采用两台同型号磁场断路器并联构成，两条磁场断路器支路用于实现分流，且两条磁场断路器支路的一端部共同与发电机转子的一端相连接；

所述耦合电抗器单元内设置有两组线圈，两组线圈的一端部分别与对应侧的磁场断路器支路的另一端部相串联，用于实现两条磁场断路器支路均流；

所述灭磁电阻单元，并联在发电机组转子的两端，用于在双断路器并联回路单元建立弧压过程中使灭磁电阻导通消耗磁场能量。

前述的一种采用耦合电抗器的并联磁场断路器灭磁电路，其特征在于：所述耦合电抗器单元内两组线圈共用同一铁芯。

前述的一种采用耦合电抗器的并联磁场断路器灭磁电路，其特征在于：所述两组线圈的同名端相反。

一种采用耦合电抗器的并联磁场断路器灭磁方法，其特征在于：包括以下步骤，