水轮发电机组电气制动技术分析

姜承佳 荣伟 罗程

重庆水轮机厂有限责任公司，重庆 402283

摘要:介绍了电气制动的工作原理，它基于同步电机管接头反应。与机械制动相比，电气制动具有制动扭矩高、制动速度高、清洁无污染等优点。但是，随着推力轴承外壳的大幅改善，机械制动变得越来越可能。考虑到新形势下水轮发电机使用电气制动技术时存在的一些问题，如安装电气制动装置造成的资本问题和位置的复杂性、过度制动电流和用电气制制动装置暴露在车辆实际操作中的短启动间隔等误操作，提出了在电气制动力装置实际操作中的对策。

关键词:电气制动;水轮发电机;制动技术

1引言

从20世纪80年代后期开始，电气制动技术逐渐取代了机械制动，在大中型水电站得到了广泛的应用。但是，随着机械生产技术的改进和完善，装置推力轴承的材料有了很大的改善，机械制动的缺失正在逐步改善。另一方面，作为电动制动力装置安装的单元，实际上发现了各种缺陷，电动制动装置的使用由于电动位移设备的增加而对机柜的布置造成困难。因此，在新形势下，有必要进一步研究如何使用电气制动的功能，以及针对目前的缺点采取的对策。

2原理

电源系统与发电机分离后，设备停止工作，但此时设备的旋转部分仍然是具有很大的惯性，不能在短时间内立即停止。装置轴承上油膜的形成与装置的转速密切相关。因此，如果装置长时间低速旋转，油膜将被破坏，装置的旋转部分之间发生摩擦，导致零件损坏。因此，正常情况下，电源系统不允许装置的轴承以惯性低速旋转。利用同步电机的电枢反应，磁化发电机转子后，三相固定器短路，电流到达转子线圈，以与惯性相反的方向产生制动转矩，引导装置快速停止。这是电气制动技术的原理。其中有计算制动转矩的公式:

如果发生器集需要停止工作，监控系统将首先发送停止命令，励磁调节器将发出删除此处的命令。此时，电动制动器立即切换到待机模式。如果满足以下五个条件，系统将发出电气制动命令:首先关闭系统油开关。第二，单位接到关闭命令；第三，装置的导向叶片全部关闭。第四，管制低于额定速度的80%。第五，单元没有电气缺陷。在此基础上，进一步判断设备的速度是否低于额定速度的60%、设备的开关是否打开、设备是否有电气故障、发生设备的电压是否低于此处电压的10%。满足这些条件后，电气制动程序将以低于上述4点的速度启动和返回，并按照指示暂停制动。

3需要注意的问题

3.1风扇过滤器的清洁

设备停止工作前，如果电源上的风扇过滤器滤网脏了，冷却系统可能会发出错误的警报，导致风机切换。风机开关出现故障时，必须停止操作，报告故障信号，卸下过滤滤网，尽快清理。但是，如果电源的过滤网导致错误信号超过3倍，则会导致励磁系统内部停机和电气制动失败。在这种情况下，除了清除过滤器滤网外，还需要重新启动系统。

3.2定期关机和重新启动

接到离开电闸的命令后，如果这里调节器的两个内部通道的逻辑状态不能同步变化，则电闸无法正常启动。因此，必须定期进行重新启动操作，以避免在水轮机运行过程中启动电气制动时发生故障。

3.3ECT结束

每次操作后，应及时切换系统并注销，以免因错误信号的影响而引起系统崩溃。

3.4输入速度和电流选择

电气制动技术采用三相状态短路技术，能更好地与转子兴奋模式交互。制动速度可以在装置额定速度的40%~60%的范围内随机选择，泛体的制动电流一般可以选择为涡轮发电机装置额定电流的1.0~1.2倍。要想以低速缩短装置的工作时间，可以增加制动电流。

4应用过程

4.1程序启动

如果设备需要停止工作，监控系统将向电气控制系统发送输入命令，以激活电气制动控制逻辑，从而允许在控制逻辑下运行制动程序本身。电气制动程序启动后，相应的发电机组数量将发生如下变化:

1.设置和自定义值选择

将兴奋控制模式从自动更改为手动，设置相应的手动参数，并将兴奋限流器固定值的限制值设置为2。

2.励磁电源向换

首先，必须关闭电源，将电源模式更改为单独的励磁模式，整流器的正极电压也从原来的 更改为一般的 。

3.监测信号

启动电气制动程序后，电源模式和控制模式的更改将返回并显示回监控系统，励磁开始后将显示“开始”信号。

4.2返回和系统还原

发电机的速度下降到0时，监测系统会立即发送逆制制动信号，因此励磁装置会自动停止工作，恢复正常状态。这里结束后，将控制模式切换回自动控制模式，然后指示监控系统断开制动开关，并将手动设置值和限制值设置为1。功率模式还将切换回自批准模式，原型的名义电压恢复到 ，然后电气制动系统恢复到初始状态。

4.3应用程序控制过程

1.制动操作回路

为了防止发电机正常运行期间意外打开短路开关，必须将油开关和命令连接起来，以便在工作回路上依次打开制动器。因此，当油开关关闭时，电气制动系统的

电源将被锁定，在监控系统发出关闭命令之前，电气制动系统不会打开，错误信号将被解锁，以防止发送错误信号。

2.设备故障信号处理

在以下三种情况下，电气制动装置向监控系统发送信号，装置自动将电气制动模式更改为机械制动模式:第一，熔断保险丝，电气制动装置出现故障，电源无法正常工作。第二，由于无法关闭直流开关、交流开关和短路开关，制动器失败。第三，单位速度不能在规定的时间降到规定的值。

3.信号输出监测

为了满足水电自动化的要求，以下电气制动设备需要适当的信号，如直流开关、交流开关、短路开关、装置故障动作、制动系统复位、制动故障和制动的成功启动。

5参数设定和保护

5.1参数的选择和优化

水轮发电机运转时，制动电流是非常重要的参数。根据表示电气制动转矩的公式，直接与电气制动电流的平方成正比。使用水轮发电机，制动电流越大，电气制动的效果就越好，但如果稳定电流过大，就会影响线圈的绝缘特性。在处理过程中，必须理解制动行为和制动电流之间的关系，并进行调整以实现优化，如果其间没有任何问题。最好从生成器集的相关数据中确定预制动电流的范围，然后不断优化，再确定制动电流的最佳值。目前电气制动电流的广泛使用值一般是等级固定器 倍。

5.2保护

电气制动装置运转时，由于整流变压器的影响，可能会发生短路导致事故。因此，电气设备需要采取必要的保护措施，电气制动系统需要自我保护。例如，直流变压器和三相状态短路断路器的两侧安装了过流保护装置，在事故发生时，电气制动装置可以安全地退出。

5.3各种保护措施的协调

电气制动激活后，随着转速的变化，水轮发电机的稳定电流发生变化，转速降低，制动电流相应减少。例如，在中性接地水轮发电机中，当速度下降到额定速度的1/3时，振荡器绕组的谐波电位会产生共振，线圈的二次电压会抑制电弧，从而导致定子保护对接地的不适当操作。在这种情况下，谐振电路产生的电容试剂的变量可以通过将制动开关短路到地面来消除，动制动器的短路点往往位于差动保护区，
，因此制动器的保护作用可能导致差动保护的误操作。因此，在观察电气制动的保护条件后，有必要短路或切断电流变压器电路的差动保护。

6结束语

电气制动技术可以有效地解决液压涡轮发电机低转速引起的旋转部件损坏问题，但在实际应用中，需要严格控制启动电气制动装置的条件。另外，要保持风机过滤器滤网对电源的清洁，断电后定期重新启动发生系统，取消ECT登记时间，并适当选择电动制动器的输入速度和制动电流。为了提高电气制动技术的性能，必须优化电气制动的参数，安装电气制动系统的自我保护，确保电气制动技术中水轮发电机工具包的正确使用，确保电气制动和其他保护装置之间的协调。

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