發(fā)電機(jī)滅磁系統(tǒng)的分析與計算

前言

　　在發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)一變壓器組內(nèi)部短路時，滅磁系統(tǒng)是限制事故擴(kuò)大和減少設(shè)備損壞的主要設(shè)施。隨著實際應(yīng)用經(jīng)驗的積累、新技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)電機(jī)快速滅磁技術(shù)在不斷地改進(jìn)與更新，基本上可滿足各種容量發(fā)電機(jī)的快速滅磁要求。但在發(fā)電機(jī)的實際運(yùn)行中，滅磁系統(tǒng)在滅磁時燒毀的事故時有發(fā)生，造成事故擴(kuò)大。發(fā)電機(jī)滅磁系統(tǒng)的實際運(yùn)行表明，為保證滅磁系統(tǒng)工作的安全可靠，在發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)一變壓器組事故時能有效地對發(fā)電機(jī)進(jìn)行滅磁，滅磁系統(tǒng)應(yīng)按發(fā)電機(jī)可能出現(xiàn)的各種需要滅磁的事故工況下，能對發(fā)電機(jī)實現(xiàn)快速滅磁進(jìn)行設(shè)計。為此需要根據(jù)具體發(fā)電機(jī)的參數(shù)及所選用的滅磁方式，對滅磁系統(tǒng)在發(fā)電機(jī)可能出現(xiàn)的嚴(yán)重滅磁工況下，滅磁過程的工作參數(shù)進(jìn)行分析計算，根據(jù)計算的數(shù)據(jù)確定滅磁系統(tǒng)的性能參數(shù)及技術(shù)要求，并正確的選擇合適的滅磁系統(tǒng)設(shè)備。　　本書從發(fā)電機(jī)滅磁系統(tǒng)的設(shè)計及運(yùn)行應(yīng)用方面，分析了發(fā)電機(jī)需要進(jìn)行滅磁的各種事故類型及滅磁工況，對國內(nèi)外常用的發(fā)電機(jī)滅磁系統(tǒng)的工作原理及滅磁過程的工作參數(shù)進(jìn)行了分析，給出發(fā)電機(jī)滅磁過程參數(shù)及滅磁系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)的計算。分析計算考慮了發(fā)電機(jī)目前常用的滅磁方式和滅磁電阻的型式，并考慮了發(fā)電機(jī)阻尼繞組及滅磁電阻溫度系數(shù)的影響。對各種計算，均給出計算方法的分析及計算公式，以及相關(guān)的算例。給出的滅磁系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)的選擇計算，已在實際工程設(shè)計中應(yīng)用并有實際的運(yùn)行經(jīng)歷。計算所需的原始數(shù)據(jù)，為發(fā)電機(jī)廠家通常提供的發(fā)電機(jī)參數(shù)。給出的計算方法及公式，可采用計算機(jī)程序計算，也可人工計算。第10章還給出了滅磁系統(tǒng)的簡化計算?！　Πl(fā)電機(jī)滅磁技術(shù)，作者認(rèn)為需要進(jìn)一步進(jìn)行分析研究和試驗的若干內(nèi)容，在書中作了相應(yīng)的探討。這些內(nèi)容僅供讀者參考，用于共同討論及研究?！　谢诎l(fā)電機(jī)滅磁系統(tǒng)的分析與計算，也可作為其他同步電機(jī)滅磁系統(tǒng)分析和計算的參考。

內(nèi)容概要

本書分析了目前國內(nèi)外常用的發(fā)電機(jī)滅磁系統(tǒng)工作原理，給出滅磁系統(tǒng)工作參數(shù)的計算及設(shè)備的選擇計算。     全書共12章及4個附錄。前4章闡述滅磁系統(tǒng)的工作原理及滅磁過程的有關(guān)計算，第5、6章給出交、直流磁場斷路器的技術(shù)參數(shù)選擇計算，第7章敘述氧化鋅與碳化硅滅磁電阻的應(yīng)用，第8章對交、直流側(cè)均設(shè)置磁場斷路器的滅磁系統(tǒng)的滅磁過程進(jìn)行分析并給出斷路器參數(shù)的選擇方法，第9章討論滅磁電阻最高滅磁電壓的選擇，第10、11章給出滅磁系統(tǒng)的簡化計算及需進(jìn)一步研究的問題，第12章介紹自并勵發(fā)電機(jī)的逆變滅磁。附錄給出了滅磁系統(tǒng)算例及錄波圖、滅磁系統(tǒng)計算公式總匯、直流磁場斷路器滅磁分?jǐn)嗷∧艿墓浪慵霸囼灧椒ㄓ懻摗⒋艌鰯嗦菲鳟a(chǎn)品性能參數(shù)及分?jǐn)嗄芰υ囼灢ㄐ螖?shù)據(jù)。     本書可供從事發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)設(shè)計、研究、制造、試驗、運(yùn)行及維護(hù)人員參考，并可作為大專院校電力專業(yè)師生的教學(xué)參考用書。

書籍目錄

前言1  發(fā)電機(jī)滅磁的目的和要求  1.1  發(fā)電機(jī)滅磁的目的  1.2  發(fā)電機(jī)需要滅磁的事故類型及滅磁工況2  發(fā)電機(jī)的滅磁方式及滅磁過程分析  2.1  直流磁場斷路器及線性或碳化硅滅磁電阻的滅磁方式  2.2  直流磁場斷路器及氧化鋅滅磁電阻的滅磁方式  2.3  交流磁場斷路器及滅磁電阻的滅磁方式3  滅磁開始的轉(zhuǎn)子電流及功率整流器的輸出電壓  3.1  發(fā)電機(jī)空載或負(fù)載跳閘滅磁  3.2  強(qiáng)勵跳閘滅磁  3.3  誤強(qiáng)勵滅磁  3.4  機(jī)端三相短路滅磁4  滅磁過程及滅磁電阻容量和滅磁時間計算  4.1  忽略阻尼繞組的滅磁過程、滅磁電阻容量及滅磁時間計算  4.2  轉(zhuǎn)子電感的計算  4.3  滅磁開始時轉(zhuǎn)子儲能的計算  4.4  滅磁電阻容量選擇對滅磁工況的考慮  4.5  計及發(fā)電機(jī)阻尼繞組的滅磁過程分析計算  4.6  滅磁電阻溫度系數(shù)對滅磁過程分析計算的影響5  直流磁場斷路器的技術(shù)參數(shù)及選擇計算  5.1  直流磁場斷路器的技術(shù)要求  5.2  ANSI／IEEE C37.18標(biāo)準(zhǔn)及其應(yīng)用    5.3  直流磁場斷路器的分?jǐn)嗄芰捌溆嬎氵x擇  5.4  直流磁場斷路器設(shè)計參數(shù)例6  交流磁場斷路器的技術(shù)參數(shù)及選擇計算  6.1  交流磁場斷路器的技術(shù)要求  6.2  交流磁場斷路器參數(shù)的選擇計算7  氧化鋅與碳化硅滅磁電阻的應(yīng)用  7.1  氧化鋅電阻與碳化硅電阻的一般特性及主要參數(shù)  7.2  氧化鋅電阻與碳化硅電阻滅磁應(yīng)用的特點(diǎn)8  交、直流側(cè)均設(shè)置磁場斷路器的滅磁系統(tǒng)  8.1  滅磁過程分析  8.2  交、直流側(cè)磁場斷路器參數(shù)的選擇  8.3  滅磁過程控制9  滅磁電阻最高滅磁電壓的選擇  9.1  采用直流磁場斷路器及SiC(或線性)滅磁電阻的滅磁系統(tǒng)  9.2  采用直流磁場斷路器及znO滅磁電阻的滅磁系統(tǒng)  9.3  交流滅磁系統(tǒng)  9.4  交、直流側(cè)均設(shè)置磁場斷路器的滅磁系統(tǒng)10  滅磁系統(tǒng)的簡化計算  10.1  空載誤強(qiáng)勵滅磁開始轉(zhuǎn)子電流及勵磁功率整流器輸出電壓的簡化計算  10.2  機(jī)端三相短路滅磁開始轉(zhuǎn)子電流及勵磁功率整流器輸出電壓的簡化計算  10.3  機(jī)端三相短路及空載滅磁過程中滅磁電阻耗能及滅磁時間的簡化計算11  滅磁系統(tǒng)需進(jìn)一步研究的問題  11.1  關(guān)于誤強(qiáng)勵滅磁  11.2  對發(fā)電機(jī)滅磁時間的要求  11.3  磁場斷路器額定分?jǐn)嗄芰Φ臏y試及選擇12  自并勵發(fā)電機(jī)的逆變滅磁  12.1  勵磁功率整流器的逆變工作方式  12.2  逆變時整流器的最大控制角或最小逆變角  12.3  發(fā)電機(jī)逆變滅磁過程的計算  12.4  逆變滅磁的應(yīng)用附錄A  滅磁系統(tǒng)算例及錄波圖附錄B  滅磁系統(tǒng)計算公式總匯附錄C  直流磁場斷路器滅磁分?jǐn)嗷∧艿墓浪慵霸囼灧椒ㄓ懻摳戒汥  磁場斷路器產(chǎn)品性能參數(shù)及分?jǐn)嗄芰υ囼灢ㄐ螖?shù)據(jù)本書用的主要參數(shù)代號參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　發(fā)電機(jī)內(nèi)部或發(fā)電機(jī)一變壓器組的變壓器內(nèi)部，以及發(fā)電機(jī)端至發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)一變壓器組斷路器之間發(fā)生短路事故時，繼電保護(hù)將動作跳閘，但發(fā)電機(jī)（或發(fā)電機(jī)一變壓器組）斷路器跳閘后短路點(diǎn)并未切除，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流在定子中產(chǎn)生的電動勢將繼續(xù)維持短路點(diǎn)的短路電流。短路的持續(xù)，可導(dǎo)致絕緣燒壞、導(dǎo)體熔化或燒損鐵芯，在很短的短路持續(xù)時間內(nèi)，往往也可能造成發(fā)電機(jī)、變壓器的嚴(yán)重?fù)p壞并有可能使事故迅速擴(kuò)大。此時，避免或減少設(shè)備損壞及限制事故擴(kuò)大的措施是對發(fā)電機(jī)進(jìn)行快速滅磁，在盡可能短的時間內(nèi)使發(fā)電機(jī)的勵磁電流（轉(zhuǎn)子電流）降低至零，以盡快地降低發(fā)電機(jī)的電動勢，使短路電流盡快地衰減、短路電弧盡快熄滅。故在發(fā)電機(jī)（或發(fā)電機(jī)一變壓器組）內(nèi)部或引出線發(fā)生電氣事故時，繼電保護(hù)在動作跳閘停機(jī)的同時，將啟動滅磁系統(tǒng)對發(fā)電機(jī)進(jìn)行滅磁，切斷發(fā)電機(jī)的勵磁電源并盡快地消耗勵磁繞組存儲的能量，使轉(zhuǎn)子電流盡快地衰減以快速降低發(fā)電機(jī)電動勢和短路電流。研究表明，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓降低至500V以下時，發(fā)電機(jī)內(nèi)部短路的電弧將不能維持而自動熄滅。大、中型發(fā)電機(jī)定子的殘壓通?？蛇_(dá)300V，故有文獻(xiàn)提出，滅磁過程中當(dāng)由轉(zhuǎn)子勵磁電流產(chǎn)生的發(fā)電機(jī)定子電壓降低到200V時，可認(rèn)為短路電流將不能繼續(xù)維持而滅磁結(jié)束?！　“l(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)故障失控誤強(qiáng)勵時，如采用晶閘管整流勵磁電源的自并勵發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)失控誤強(qiáng)勵時，可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)過電壓或發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子及勵磁變壓器過電流。繼電保護(hù)動作使發(fā)電機(jī)（或發(fā)電機(jī)一變壓器組）斷路器跳閘后，并不能消除發(fā)電機(jī)的過電壓或發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子及勵磁變壓器的過電流故障。為避免或減少由于過電壓或過電流造成發(fā)電設(shè)備的損壞及縮小事故的影響，在繼電保護(hù)動作跳閘的同時必須投入發(fā)電機(jī)滅磁系統(tǒng)，以盡快地降低發(fā)電機(jī)電動勢，降低發(fā)電機(jī)電壓及轉(zhuǎn)子和勵磁變壓器的電流。

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