基于plc控制的水輪機(jī)電氣制動(dòng)系統(tǒng)分析與研究(原稿)

1、 （吉林敦化抽水蓄能有限公司吉林省 133700）摘要：隨著國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，環(huán)境問題日益嚴(yán)峻，各行各業(yè)對于能源需求量逐漸增大，新能源的推廣應(yīng)用成為未來發(fā)展的主要趨勢。尤其是水力發(fā)電這一清潔能源的發(fā)電方式逐漸加大推廣和應(yīng)用力度，其中，水輪機(jī)組是水力發(fā)電中不可或缺的組成部分，水輪機(jī)電氣制動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行安全穩(wěn)定，對推力瓦油膜能夠起到良好的保護(hù)作用，從而能夠延長電氣制動(dòng)系統(tǒng)的使用年限，對于水力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行具有重要的意義。關(guān)鍵詞：PLC；水輪

2、機(jī)；電氣制動(dòng)系統(tǒng)引言水輪發(fā)電是我國重要的發(fā)電形式之一，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)中發(fā)揮了巨大的作用，通過水輪機(jī)的應(yīng)用能夠在電力用電高峰時(shí)快速補(bǔ)充電能，緩解用電緊張。但水輪機(jī)在使用過程中也存在諸多問題，尤其是在停止的過程中，由于慣性導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行時(shí)間相對較短，推力軸容易出現(xiàn)損壞等情況。因此，為了降低故障情況的發(fā)生，在水輪機(jī)運(yùn)行過程中，通常會(huì)采取電氣制動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)用，通過PLC 進(jìn)行邏輯控制，能夠確保每個(gè)操作步驟都能夠有嚴(yán)密的邏輯互鎖線，防止出現(xiàn)故障。一、

3、電氣制動(dòng)概述水輪發(fā)電機(jī)組的傳統(tǒng)制動(dòng)方式一般采用機(jī)械制動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)是：運(yùn)行可靠，線圈便產(chǎn)生一強(qiáng)大的短路電流（一般將此電流控制在額定值左右） 。依據(jù)同步發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)原理，電樞反應(yīng)的直軸分量僅體現(xiàn)為加磁或去磁，不反應(yīng)有功轉(zhuǎn)矩，而電樞反應(yīng)的交軸分量則體現(xiàn)為一個(gè)有功轉(zhuǎn)矩，其方向與原有速度方向相反，其量值為：式中，Tet 為電氣制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；IF 為發(fā)電機(jī)電氣制動(dòng)短路電流；Xd 為發(fā)電機(jī)同步電抗；R 為發(fā)電機(jī)定子繞組電阻；S 為轉(zhuǎn)速比。在電氣制動(dòng)過程

4、中，由于給轉(zhuǎn)子繞組加的是恒定勵(lì)磁電流，所以隨著轉(zhuǎn)速的降低，發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電勢和直軸同步電抗按比例減小，使發(fā)電機(jī)定子繞組上的制動(dòng)電流幅值保持恒定，而頻率逐漸減小。2、電氣制動(dòng)系統(tǒng)的主要構(gòu)成2.1 基于 PLC 控制電氣制動(dòng)系統(tǒng)的主要構(gòu)成通過基于 PLC 控制的水輪機(jī)電氣制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，結(jié)合三相短路法能夠?qū)崿F(xiàn)電氣制動(dòng)。作為一套獨(dú)立的電氣制動(dòng)系統(tǒng)，必須包括制動(dòng)電源輸入輸出開關(guān)各一臺(tái)、定子短路刀閘一臺(tái)、電氣變電箱以及 PLC 等外部控制回路。由