一种励磁滑环母排系统及励磁系统滑环极性调整方法

摘要

本发明公开了一种励磁滑环母排系统及励磁系统滑环极性调整方法，上述系统包括灭磁开关、发电机、分流器及母线，该系统还包括一三联端子，所述母线包括从功率柜来的母线及灭磁开关的出线负极母线，其中，从功率柜来的母线的正极通过三联端子连接到发电机上，从功率柜来的母线负极直接连接至灭磁开关输入端上；所述灭磁开关输出端的负极母线通过三联端子以及分流器连接到发电机上。利用该系统，通过调整各三联端子间的短连接，能够使300MW发电机励磁系统可以进行正、负极互换，已消除阴极效应所产生的滑环两集电极磨损。

说明书

技术领域

本方法属于发电机励磁系统领域，特别涉及一种通过改变励磁滑环母排系统来调整滑环极性的方法。

背景技术

供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备统称为励磁系统，发电机励磁系统是发电机主设备之一，其电气连接方式如图1所示，而发电机滑环架与刷握、碳刷是励磁系统的重要组成部分，其性能优劣（尤其在滑环磨损方面）对电厂的经济性有重要影响。

如不及时对滑环正负极性调换，将会产生阴极效应，而造成滑环两极磨损不平衡、碳刷磨损严重，滑环发热甚至烧毁。这势必造成材料上的浪费，增加发电机日常维护费用，同时严重威胁机组安全运行。对此各厂无实际有效的手段来解决此类状况，只是利用发电机检修周期（每年1次小修，四年1次大修），对发电机励磁系统中的滑环及刷握进行检、维，尽量减少励磁系统滑环出现磨损、发热现象。

当前的状况为国内300MW发电机组，励磁系统无可调极的装置，造成励磁滑环母排正、负极性不可调极。

国内诸多电厂虽已经意识到滑环磨损所带来的经济上、设备上的危害，但因300MW以上机组励磁电流较大，同时在改造过程中因正、负极母排长短不均衡造成的均流性偏差（偏差过大会造成发电机保护动作），母排连接点过多造成的热稳定性难以遏制，母排连接均为铜排硬连接方式无法转接等问题无法解决，使得300MW发电机组正、负极性调换只停留在理论阶段。

原本根据300MW发电机组励磁系统自身特点，只能安装等级在HS11B-4000/209型或4000以上（电流在4000A以上）双头闸刀，来实现励磁正、负极性对调。但HS11B-4000/209型以上（含4000型）双头闸刀生产完成后的实际体型过于庞大，重量约有1000公斤，根本无法在灭磁柜（100mm×120mm×230mm、宽×深×高)中安装。如另行增加柜子，则因设计整体方式改变，励磁系统设计厂家不愿意对其进行设计，并且4000A以上双头闸刀在分、合刀闸时以非人力所能操作。因此想利用开关厂家设计的双头闸刀来实现正、负极调换几乎是不可能实现的。

发明内容

本发明针对现在工艺存在的不足，本发明提供一种励磁滑环母排系统，使300MW发电机励磁系统可以进行正、负极互换，已消除阴极效应所产生的滑环两集电极磨损。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种励磁滑环母排系统，包括灭磁开关、发电机、分流器及母线，该系统还包括一三联端子，所述母线包括从功率柜来的母线及灭磁开关的出线负极母线，其中，从功率柜来的母线的正极通过三联端子连接到发电机上，从功率柜来的母线负极直接连接至灭磁开关输入端上；所述灭磁开关输出端的负极母线通过三联端子以及分流器连接到发电机上。

所述三联端子为采用带极性的铜排触点，具体的说，所述三联端子包括三对并排分布的触点，第一对触点的正极与第二第三对触点的负极在同一排，第一对触点的负极与第二第三对触点的正极在同一排。

从功率柜来的母线的正极有两条支路，分别连接到第一对触点的正极和第三对触点的正极，再从第二对触点的正极引出连接至发电机；灭磁开关输出端的负极母线有两条支路，分别连接到第一对触点的负极和第三对触点的负极，再从第二对触点的负极引出经分流器连接至发电机。

所述三联端子各触点间的短连接方式为：

第一对触点的正极与第二对触点的负极相连，第一对触点的负极与第二对触点的正极相连。

所述三联端子各触点间的短连接方式为：

第二对触点的负极与第三对触点的负极相连，第二对触点的正极与第三对触点的正极相连。

该系统安装在灭磁开关柜中，在所述灭磁开关柜中设置一环氧板作为底座，将铜排触点并排固定在底座上，每对触点间距离相等。

一种励磁系统滑环极性调整方法，该方法提供一三联端子，所述三联端子包括三对并排分布的触点，第一对触点的正极与第二第三对触点的负极在同一排，第一对触点的负极与第二第三对触点的正极在同一排；所述三联端子各触点间的连接方式为：

方式一，第一对触点的正极与第二对触点的负极相连，第一对触点的负极与第二对触点的正极相连；

方式二，第二对触点的负极与第三对触点的负极相连，第二对触点的正极与第三对触点的正极相连；

将该三联端子连接到发电机的励磁母排中去，通过将三联端子各触点的连接在方式一和方式二间进行切换，改变励磁系统滑环极性。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

现利用HS11B-4000/209型的设计原理，参照IEC62271-200-2003《高压开关设备和控制设备》、IEC265《隔离开关总则》及GBJ149-90《电气装置安装工程母线装置施工及验收规范》标准，自行设计出一种新的连接体—“三联端子”，用于励磁滑环母排系统中，调节励磁系统滑环的极性。它的优点在于：体积小，操作方便、重量轻。

整体设计理念是去除一些不必要的零部件，在符合国家标准要求的范围内，减少材质重量，使整体重量保持约250斤左右，能有效安装在灭磁柜中。并且使所有设计、绝缘标准、安装尺寸完全符合国家标准要求。

本发明提供的励磁滑环母排系统，设计了一种新型的三联端子，将其应用到发电机励磁母排中，其采用铜排构成带极性的触点系统，各触点连接到功率柜中以及发电机组的滑环架上，通过改变各端子间的连接方式，改变发电机滑环的正、负极；

励磁系统实行正、负极对换后消除阴极效应，并有效保持发电机滑环两集电极磨损量的平衡，消除正、负极碳刷损耗异常；

该系统结构简单，操作方便，体积轻巧，无需通过发电机自身的极性调整，在需要调换极性时，只需一名检修工将三联端子上的短接铜排按极性更换即可实现发电机滑环的正、负极对调；因此在机组检修期间无需另行增加工作量，即可开展正常检修工作。

并且该系统合理利用了励磁系统灭磁柜中的有限空间，不仅符合国标，更体现了现代工业的轻量化趋势。

附图说明

图1是本现有技术中励磁滑环母排系统的原理示意图；

图2是本发明励磁滑环母排系统的原理示意图；

图3是本发明励磁滑环母排系统的操作接线图；

图4是本发明励磁滑环母排系统的操作接线图；

其中，1-灭磁开关、2-发电机、3-分流器；

A-第一对触点的正极、a-第一对触点的负极、B-第二对触点的负极、b-第二对触点的正极、c1-第三对触点的负极、c2-第三对触点的正极。

具体实施方式

本发明提供一种励磁滑环母排系统及励磁系统滑环极性调整方法，为使本发明的目的，技术方案及效果更加清楚，明确，以及参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图2所示的励磁滑环母排系统，包括灭磁开关1、发电机2、分流器3及母线，该系统还包括一三联端子，所述母线包括从功率柜来的母线及灭磁开关1的出线负极母线，其中，从功率柜来的母线的正极通过三联端子连接到发电机2上，从功率柜来的母线负极直接连接至灭磁开关1输入端上；所述灭磁开关2输出端的负极母线通过三联端子以及分流器3连接到发电机上。

三联端子的结构如图3及图4所示，在满足300MW发电机励磁电流、电压需要的同时，尽量减轻重量，使其能在开关柜内正常安装，特采用35mm厚环氧板为底座，6节400X120X20mm铜排（长、宽、厚）等距穿过底板，用螺丝固定，并且该设计数据完全符合国家标准。

设计数据：底板为500mm×800mm×35mm（长、宽、厚）环氧板；端子上、中、下固定点连接铜排（含短接短接铜排）尺寸为120mm×20mm（宽、厚）。操作方式：利用18寸螺栓人工固定调节铜排。

具体的说，三联端子包括三对并排分布的触点Aa、Bb、c1c2，第一对触点的正极A与第二第三对触点的负极B、c1在同一排，第一对触点的负极a与第二第三对触点的正极b、c1在同一排。本实施例中，三联端子三对触点的分布如图3所示，第一对触点正极A在上，负极a在下，第二第三对触点均为负极在上，正极在下。

然后将其加在励磁系统中灭磁开关1和滑环之间母排连接点上，从功率柜来的母线的正极有两条支路，分别连接到第一对触点的正极A和第三对触点的正极c2，再从第二对触点的正极b引出连接至发电机的滑环架；灭磁开关1输出端的负极母线有两条支路，分别连接到第一对触点的负极a和第三对触点的负极c1，再从第二对触点的负极B引出经分流器连接至发电机的滑环架。这样可以不再另行截断母排连接，以保持母排完整性，减少母排因接点过多造成热稳定性变差，而引起故障发生。

三联端子各触点间有两种连接方，具体为：

方式一，第一对触点的正极A与第二对触点的负极B相连，第一对触点的负极a与第二对触点的正极b相连；

方式二，第二对触点的负极b与第三对触点的负极c2相连，第二对触点的正极B与第三对触点的正极c1相连。

将该三联端子连接到发电机的励磁母排中去，通过将三联端子各触点的连接在方式一和方式二间进行切换，改变励磁系统滑环极性。励磁滑环极性的调整周期以一个大修周期为准，在需要调换极性时，只需一名检修工将三联端子上的短接铜排按极性更换即可实现正、负极对调。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。