[发明专利]发电机励磁保护电路及发电机励磁保护系统

说明书

本发明公开了一种发电机励磁保护电路，该电路包括：用于测量发电机励磁回路的励磁电流的多动能电力仪表、用于抑制励磁电流的抑制单元，及与所述抑制单元并联的电控开关单元。当励磁电流超过额定励磁电流时，将抑制单元投入发电机励磁回路中以抑制励磁电流。本发明的发动机励磁保护电路是直接在励磁主回路上提供抑制浪涌的保护，在发电机励磁电流异常时通过投入抑制单元抑制励磁电流剧烈变大，避免了由于励磁装置的可控硅击穿时，发电机瞬间电流过大冲击电网的问题，提高了励磁装置的稳定性和可靠性。本发明还提供一种包括上述发电机励磁保护电路的励磁系统。

技术领域

本发明涉及同步发电机领域，特别地，涉及一种发电机励磁保护电路，本发明还涉及一种包括上述发电机励磁保护电路的发电机励磁保护系统。

背景技术

现有的发电机励磁保护，发电机后备保护，发电机综合保护，都只能通过检测来发出报警，而不能直接在励磁主回路上提供限流和抑制浪涌的保护。

现有技术主要通过自动励磁装置AVR自身的故障输出来跳机，或者AVR冗余来提高可靠性，或者通过发电机后备保护监测到发电机电流异常时来跳机，这些方式都不是直接在发电机励磁回路上提供一个主动保护，近些年中小型燃气轮机发电机组工程实践中发生了多次由于自动励磁装置AVR可控硅击穿，导致发电机励磁电流激增，发电机出口电流电压激增的事故，都存在冲击上一级电网的危害。曾有一台2MW小型发电机组，由于AVR可控硅击穿冲击上一级电网导致整个小镇停电的事故。

发明内容

本发明提供了一种发电机励磁保护电路及发电机励磁保护系统，以解决由于励磁调节器故障导致发电机瞬间剧烈过流冲击电网的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种发电机励磁保护电路，其用于与交流励磁机和励磁装置连接，包括：用于测量发电机励磁回路的励磁电流的多功能电力仪表、用于抑制励磁电流的抑制单元，及与抑制单元并联的电控开关单元；多功能电力仪表用于在励磁电流低于或等于额定励磁电流时控制电控开关单元短接抑制单元，及在励磁电流超过额定励磁电流时控制电控开关单元断开以将抑制单元投入发电机励磁回路用于抑制励磁电流。

进一步地，抑制单元包括：串联在发电机励磁回路上的抑制电阻，及与抑制电阻串联的保护电阻，抑制电阻的两端并联有抑制开关，抑制开关与多功能电力仪表连接，抑制电阻用于在励磁电流超过额定励磁电流并小于2倍额定励磁电流时投入发电机励磁回路用于抑制励磁电流的增大；保护电阻的两端并联有快速熔断器FU，快速熔断器FU用于在励磁电流超过额定励磁电流2倍时快速熔断以将保护电阻投入发电机励磁回路用于抑制瞬间过大的励磁电流。

进一步地，抑制电阻包括：依次串联的电阻R1、电阻R2和电阻R3，电阻R1的两端并联继电器K1，电阻R2的两端并联有继电器K2，电阻R3的两端并联有继电器K3；继电器K1、K2、K3均与多功能电力仪表连接；

电阻R1用于励磁电流范围在额定励磁电流的1倍至1.5倍时投入发电机励磁回路；电阻R2用于励磁电流范围在额定励磁电流的1.5倍至1.7倍时投入发电机励磁回路；电阻R3用于励磁电流范围在额定励磁电流的1.7倍至2倍时投入发电机励磁回路。

进一步地，保护电阻与多功能电力仪表连接，多功能电力仪表可测量保护电阻两端的电压，并用于当保护电阻两端的电压大于2倍额定励磁电压时发送跳机信号以控制发电机跳机。

进一步地，抑制电阻的阻值范围为发电机额定励磁电阻的0.2倍至1倍；保护电阻的阻值范围为发电机额定励磁电阻的4倍至6倍。

进一步地，快速熔断器FU的熔断电流为发电机额定励磁电流的2倍至2.5倍。

进一步地，发电机励磁保护电路还包括与多功能仪表连接并用于检测发电机励磁回路上的励磁电流的电流检测元件。

进一步地，抑制单元两端还并联有续流模块，续流模块用于切断励磁时起到续流作用。