电气制动原理及其实际应用

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电气制动及其在大型抽水蓄能机组中的应用,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,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,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,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,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300,MW,的电动发电机组,A,厂:4,x 300MW ALSTOM,B,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,tm,2,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,可靠,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）,180,100,5,285,仅机械制动（20%,Vn）,186,/,56,242,故障情况（25%,Vn）,143,/,71,214,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：24,kV,额定电压：18,kV,额定电流：12000,A,关合容量：8000,A（,在6%额定电压下）,短时耐受电流：60,kA(3,秒),广蓄电气制动的评价,运行近10年,可靠,稳定,制动过程中机组温升小于5,多发问题:,位置接点,间接传动机构,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,停机命令,断路器在跳闸位置,转速,刀闸位置,励磁信息,机械闭锁,电气闭锁,制动电流的选择,调整励磁电流,制动电流增大,更好制动效果,一味追求缩短时间,安全风险,以额定定子电流为标准,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,