电气制动原理及其实际应用.ppt

电气制动及其在大型抽水蓄电气制动及其在大型抽水蓄能机组中的应用能机组中的应用2002.11 西安广州蓄能水电厂郭海峰 水轮发电机组共同关键问题:制动停机起动、停机频繁较大转动惯量短时间内不能自主停下长时间处于低速运转状态,对机组的推力轴承极为不利 传统机械制动的缺点 金属粉尘污染机组机械故障卡涩其它安全运行隐患 电气制动的优点 安全环保简便高效 电气制动机械制动现代大型水电厂的制动要求 电气制动的原理电气制动的原理 基本工作原理 纯电感电枢反应 电流与转速的关系式 忽略定子直流电组 R 后定子绕组中的短路电流是一恒定值 不随机组转速的降低而变化 各种制动力矩与转速的关系 损耗产生的原因制动功率制动力矩水轮机转轮水阻损耗发电机风摩擦损耗轴承摩擦损耗定子绕组铜损耗常数电气制动力矩与转速的关系 励磁电流恒定不变的情况下：电气制动力矩与转速之间成反比过早地进行电气制动对缩短停机时间帮助不大高速区 l水轮机转轮的水阻力矩起主要制动作用 转速相对较低区间内 l定子绕组短路铜耗形成的电气制动力矩起主要作用 其他的制动力矩l随着转速的下降而急剧下降只有电气制动功率与转速无关 电气制动过程的持续时间计算微分方程实现方式定子三相短路制动高压侧短路制动逆变制动接线示意图优点转动能量消耗在短路的发电机定子里，实现方便变压器可提供附加制动损耗，制动效果甚佳能量可以回馈到电网缺点高压短路开关操作寿命要求高容量受电力电子器件功率所限，不能太大应用情况世界范围内目前应用最广泛国内：无；国外：应用较少，主要在前苏联地区我国的潘家口抽水蓄能电站等几种常用电气制动方式的比较广州抽水蓄能电厂的电气制动广州抽水蓄能电厂 目前世界最大的抽水蓄能电厂 8台300MW的电动发电机组 lA厂:4 x 300MW ALSTOMlB厂:4 x 300MW SIEMENS机组参数 额定功率：300 MW定子额定电压：18 kV定子额定电流：10.692 kA 额定励磁电压：330 V额定励磁电流：1818 A转动惯量：3300 tm2 制动励磁电流：1090 A电气制动计算时间：153 s广蓄电气制动的评价 运行近10年l可靠l稳定 制动过程中机组温升小于5 广蓄电气制动的构成制动情况（投入速度）自然减速时间（s）电气制动减速时 间（s）机械制动减速时 间（s）总时间（s）正常（电：50%Vn；机：5%Vn）1801005285仅 机 械 制 动（20%Vn）186/56242故障情况（25%Vn）143/71214广蓄机组在各种情况下制动过程时间统计表广蓄电气制动运行控制流程图广蓄电气制动刀的参数型号：SB250最大电压：24kV额定电压：18kV额定电流：12000A关合容量：8000A（在6%额定电压下）短时耐受电流：60kA(3秒)广蓄电气制动的评价 运行近10年l可靠l稳定 制动过程中机组温升小于5 多发问题:l位置接点l间接传动机构l快速刀闸缓冲块等 电气制动在实际应用中应注意的几个问题 短路制动刀的选型 控制回路的设计 l停机命令 l断路器在跳闸位置 l转速l刀闸位置l励磁信息l机械闭锁l电气闭锁制动电流的选择 l调整励磁电流l制动电流增大l更好制动效果 l一味追求缩短时间l安全风险 l以额定定子电流为标准 l适当追求时间时：1.1至1.3倍额定定子电流 结论 简单，可靠，良好制动效果，满足现代大型水电厂制动要求 无噪音、污染，是一种理想的环保技术 易自动控制，适合现代控制电气制动与励磁统一规划设计，减少设备，节省投资 谢谢