刘家峡水轮发电机的电气制动系统设计

随着工业技术的进一步的发展，PLC越来越广泛的应用于各行各业的工业控制。从最初的数字量控制，模拟量控制到特殊功能控制以及以太网控制。它通过用户存储的应用程序来控制工艺过程。具有可靠性高、稳定性高、实时处理能力强、环境适应性强、使用方便、维护简单等特点。鉴于PLC在控制系统中的优越性，刘家峡水电厂电制动采用日本三菱公司的可编程控制器 FX2N-128MR进行主体控制设计。

一、工艺过程
通常情况下，水轮发电机的制动系统采用气刹或用油刹，采用气刹须设置专门供刹车用的低压供气系统，这在经济上是不合算的，且增加了维护工作量，而采用油刹则需设置制动油泵，且排油不便也不好操作。一些小水电站采用木棒橇刹，虽能解决问题，但劳动强度大又不安全。现在大都采用电制动或电制动和机械制动混合的方式。
电气制动采用定子绕组三相对称短路，转子加励磁使定子绕组有等于最大容量运行工况时电流值的制动电流流过，产生电制动力矩，实现电气制动。发电机制动开关装置作为电气制动系统中的主要设备之一，其功能为用于发电机定子绕组三相对称短路，应具有大容量、能高速合闸、三相联动操作等技术性能。
　　刘家峡水电厂发电机的正常停机制动可采用电气制动，一旦电制动失败，就自动转入气制动,确保水轮发电机制动的万无一失。在发电机转速降至80%额定转速时投入电气制动装置。

二、 电气控制
每台发电机制动开关装置均配置控制柜，柜中包括所需的全部机械和电气控制部件，实现对制动开关装置的远方和现地操作，接收和执行监控系统发出的分、合闸指令并与高压侧单元断路器、励磁和调速系统等实现电气联锁。
在该系统中，灵活的应用了PLC内部强大的时间继电器功能，控制精确。对于PLC本身来说，平均无故障时间很长；再者程序编制逻辑清晰、程序短少，这样决定了PLC的扫描周期很短，工作速度很快，不会出现漏动作、误动作，很成功的应用于电制动的控制。

三、 结束语
日前，国内已有多个水电站的发电机采用电气制动，但效果不尽理想，刘家峡水电厂电气制动由我公司设计、编程、调试，自2003年年初投入使用，运行正常，目前已经有三套机组采用我公司的制动系统，每套运行正常，深得客户的信赖与好评。由此说明：只要熟悉工艺控制过程，合适准确地进行编程，PLC在电制动方面的应用是切实可行的。