[发明专利]一种氧化锌灭磁电阻组件安全性评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及发电机灭磁系统使用的氧化锌非线性灭磁电阻现场实测、仿真计算和安全性评估领域，具体地说是一种将基于氧化锌组件伏安特性和机组灭磁电阻配置方式下推演定义的氧化锌组件压敏电压安全性临界指标换算为压敏电压安全性临界值，并根据氧化锌组件现场实测压敏电压数据，将最小压敏电压值与其他组件平均压敏电压的比值同该安全性临界值比较获得安全性结论的安全性评估方法。

背景技术

发电机灭磁系统是发变组故障过程中最后一道防线，只有在发变组和其他相关系统故障过程中快速、可靠灭磁才能保证发变组等主设备的安全，目前在国内的大型发电机组静态励磁系统中广泛使用氧化锌(ZnO)非线性灭磁电阻，灭磁电阻的安全可靠性在灭磁过程中对实现快速、可靠灭磁起到至关重要的作用。

由于缺少准确、统一的基于实测数据的评估计算方法，目前在氧化锌非线性灭磁电阻投运后发电厂一般都只是定期进行氧化锌灭磁电阻组件的压敏电压和泄漏电流数据测量。在测得数据后，只能粗略的看到各组件的特性变化程度和变化趋势，却无法准确的判定当前测量数据下的氧化锌灭磁电阻组件安全性。当测量后发现个别组件特性变化较大时，也难以做出是否退出该组件运行的决定。目前，相关标准仅仅粗略的规定了当电阻片实测压敏电压变化率大于5％标称压敏电压时判定为失效。但是当个别组件实测压敏电压出现明显变化，但未超过5％时，由于该氧化锌电阻实际投运的安全性与发电机技术参数、灭磁系统配置方式、灭磁电阻配置参数以及其他正常组件的实测参数均相关，难以简单的通过经验或参考标准来判定该氧化锌组件是否可以继续投入运行。因此，大型发电机组的灭磁系统在严重故障工况下灭磁时，由于氧化锌灭磁电阻特性变化而带来的安全性不确定问题使得发电机组及其灭磁系统在运行时面临很大风险。

目前，氧化锌灭磁电阻是否符合要求都是简单的现场测试和经验判断为准，但是在标准规定的故障工况下灭磁时，国内缺乏基于现场实测数据的简单可行、精确有效的安全性评估方法。使用方无法准确的把握出现特性变化的氧化锌灭磁电阻组件是否依然能满足严重故障工况灭磁要求，容易导致灭磁系统不能起到全面的保护作用，在严重故障过程中可能出现特性发生变化的氧化锌电阻组件烧毁进而无法实现快速、可靠灭磁而导致励磁系统和灭磁系统本身、发电机、主变压器等主设备受损。甚至出现个别氧化锌电阻组件烧毁而产生连锁反应，导致事故扩大的严重后果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种基于机组最大灭磁能量和实测组件压敏电压来精确判定氧化锌灭磁电阻组件安全性的方法，以解决目前发电机组配套的成套氧化锌非线性灭磁电阻在个别组件出现压敏电压明显变化后的成套氧化锌灭磁电阻运行安全性评估和判定困难的问题。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种氧化锌灭磁电阻组件安全性评估方法，其步骤如下：1)根据氧化锌非线性电阻伏安特性，基于机组灭磁电阻配置方式，推演定义一个氧化锌灭磁电阻压敏电压安全性临界指标K；

2)对需要安全评估的整套氧化锌灭磁电阻进行现场测试，测取并联组成整套氧化锌灭磁电阻的各单个氧化锌灭磁电阻组件的压敏电压数据；

3)从步骤2)实测的所有压敏电压数据中获取整套氧化锌灭磁电阻中的最小压敏电压值U_n10mAmin，并计算其他所有氧化锌灭磁电阻组件的平均压敏电压值U_{n10mAave(N-1)}；

4)计算步骤3)中最小压敏电压值与平均压敏电压值的比值U_n10mAmin/U_{n10mAave(N-1)}；

5)根据发电机组和励磁系统参数，以氧化锌灭磁电阻实测压敏电压为基础数据进行发电机空载误强励和定子出口三相短路两种严重工况下的灭磁仿真，得到两种工况下灭磁时整套氧化锌灭磁电阻消耗的最大灭磁能量；

6)根据最大灭磁能量和制造厂给出的氧化锌灭磁电阻组件最大允许能量，将氧化锌灭磁电阻压敏电压安全性临界指标K换算为组件安全性临界值K_act；

7)将最小压敏电压值与平均压敏电压值的比值U_n10mAmin/U_{n10mAave(N-1)}与机组在当前灭磁电阻配置方式下的组件安全性临界值K_act进行比较，当最小压敏电压值与平均压敏电压值的比值≥K_act时，该组件满足安全性要求，否则判定该组件不安全。

进一步，步骤1)中，所述的氧化锌灭磁电阻压敏电压安全性临界指标K推演定义如下：