发电机灭磁及过电压保护介绍(NR)
发电机灭磁与过电压保护
1绪论随着我国电力工业的发展，对发电机安全稳定运行提出了更高的要求，励磁系统性能的优劣是机组安全运行的关键之一。
当发电机内部故障或停机时，继电保护装置能快速把发电机与系统断开。
但电机的惯性使转子转速不能突变，储藏在励磁绕组中的磁场能也不能迅速消失，励磁电流突变势必在转子绕组两端引起相当大的暂态过电压，这将造成电机内部绝缘损坏等问题。
因此，发电机出现故障停机时必须把转子励磁绕组的磁场能尽快地减弱到可能小的程度，这就是所说的灭磁。
灭磁的关键是：断流和消磁。
相应的灭磁保护装置主要包括两大部分，一是磁场断路器或灭磁开关，二是吸能限压元件，即灭磁电阻。
灭磁开关起断流和部分消磁的作用；灭磁电阻起消磁耗能的作用。
所论述的灭磁方式、设计灭磁方案都是围绕断流和消磁来展开。
目前常用的磁场断路器及非线性电阻灭磁系统，在某些电站的实际运行中曾发生灭磁失败致烧毁励磁系统设备事故，暴露了灭磁系统在参数设计及设备选择上存在的一些问题，包括磁场断路器的性能参数要求及其选择计算方法、灭磁电阻容量要求及其选择计算方法、对灭磁时间的要求、发电机应考虑的严重灭磁工况等。
本文试图对这些问题进行分析，并以这些依据设计出合理的灭磁方案。
2 灭磁方式及原理2.1灭磁方式灭磁系统从原理上分有两种：灭磁开关耗能型灭磁方式和灭磁电阻耗能型灭磁（或移能型灭磁方式）。
灭磁开关耗能型灭磁方式的原理是利用开关断口上的电弧燃烧来消耗转子能量以达到灭磁的目的。
灭磁时直接跳灭磁开关，切断转子电流灭磁。
灭磁开关跳开后，切断了供电电源和转子绕组的电流回路。
但励磁绕组具有很大电感，在开断直流时，会在断口两端产生很高的过电压，该过电压将会使断口开断所产生的电弧维持燃烧，直到磁场储能在电弧上全部消耗，转变为热能。
最终因能量耗尽，电弧不能维持燃烧，断口熄弧开断。
这种灭磁方式对开关的要求较高：①开关在分断转子电流时，要维持电弧的燃烧来消耗能量，并控制电弧电压在安全范围内，不能强力吹弧。
发电机组的灭磁方法和作用
发电机组的灭磁方法和作用发电机组的灭磁方法和作用逆变灭磁利用三相全控桥的逆变工作状态，控制角由小于90°的整流运行状态，突然后退到大于90°的某一适当角度，此时励磁电源改变极性，以反电势形式加于励磁绕组，使转子电流迅速衰减到零的灭磁过程称为逆变灭磁。
这种灭磁方式将转子储能迅速地反馈到三相全控桥的交流侧电源中去，不需放电电阻或灭弧栅，是一种简便实用的灭磁方法。
由于无触点、不燃弧、不产生大量热量，因而灭磁可靠。
反电势愈大，灭磁速度愈快。
三相全控桥逆变时产生的反电势与其交流侧电源电势成正比，因此反电势的数值受到一定限制，同时为防止“逆变颠覆”而设的最大控制max（或最小逆变角min）的限制，也在一定程度上降低了反电势。
所以，单独逆变灭磁，受交流电源电压的限制，逆变灭磁时，励磁电流虽直线下降，但逆变时所施加的反电势数值比灭弧栅灭磁方式要小，因此电流衰减率较小，灭磁时间相对较长，但过电压倍数也很低。
非线性电阻灭磁励磁系统正常停机，调节器自动逆变灭磁; 事故停机，跳灭磁开关将磁场能量转移到耗能电阻灭磁。
当发电机处于滑极等非正常运行状态时，将在转子回路中产生很高的感应电压，此时安装在转子回路中的转子过电压检测单元A61模块将检测到转子正向过电压信号，马上触发V62可控硅元件，将耗能电阻单元FR并入转子回路，通过耗能电阻的吸能作用，将产生的过电压能量消除；而转子回路的反向过电压信号则直接经过V61二极管接入耗能电阻吸能，以确保发电机转子始终不会出现开路，从而可靠地保护转子绝缘不会遭受破坏。
由于这种保护的存在，转子绕组会产生相反的磁场，抵消定子负序电流产生的反转磁场，以保护转子表面及转子护环不至于烧坏。
灭磁电阻的作用发电机的励磁绕组就是一个具有较大电感的线圈，在正常情况下，励磁电流在发电机转子上产生较强的磁场。
当发电机内部故障时，需要迅速切断励磁电流，除去发电机的磁场，以免事故扩大。
但是，用开关直接切断这种具有较大电感的电路中的电流是很困难的。
浅谈发电机转子灭磁及过电压保护装置的原理
浅谈发电机转子灭磁及过电压保护装置的原理【摘要】本文阐述了发电机转子灭磁及过电压保护装置的工作原理，并对发电机转子灭磁及过电压保护装置的工作原理进行了详细分析。
【关键词】发电机；转子；灭磁；过电压保护；应用；跨接器灭磁系统和过电压保护装置都是发电机励磁系统的重要主成部分。
由于电力系统比较复杂，发电机常常会发生一些故障，会影响电力系统的稳定，如发电机定子绕组接地、转子滑环直接短路、整流装置故障等。
这些故障均需要快速切除励磁电源，对发电机进行灭磁。
1、发电机转子灭磁的工作原理发电机运行时，如有突发事件发生时，发电机继电保护跳开灭磁开关，这时由于发电机在运行中突然切掉励磁电源，转子绕组储存着大量能量需要释放，此时若不采取任何措施就突然断开励磁电流，必然会使转子绕组两端形成过电压，由于过电压的产生会给转子造成巨大冲击，甚至会使转子的绝缘层被击穿。
因此，在快速断开励磁电源的同时，必须要采取一定的措施先消耗掉转子绕组中的电磁能，这一过程，通常被称为灭磁。
灭磁的方式：线性电阻灭磁、非线性电阻灭磁等等。
1.1本文所研究的第一种灭磁方式是直流氧化锌非线性电阻灭磁方式。
其具体的工作原理见附图1所示：其中If转子中的电流、FR1为氧化锌非线性电阻、FMK为灭磁开关、Uo为励磁电压、LP为整流电源、Uk为灭磁开关弧压、UR为氧化锌非线性电阻残压。
若要使转子电流衰减至零，必须在转子两端加一个与其励磁电源电势相反的电势U。
灭磁方程式为公式（1）：Ldi/dt+U=O可见电感中电流衰减率正比于反向电势U，反向电势越大，灭磁时间越短。
但反向电势受转子绝缘水平限制，反向电势不能超过转子绝缘允许值因此最理想的灭磁方式是灭磁电压保持恒定，电流保持一个固定的变化率，电流按直线规律衰减至零。
由于氧化锌非线性电阻残压UR变化很小，灭磁时近似于恒压，即UR=U。
发电机正常运行时转子电压低，氧化锌非线性电阻呈高阻态，漏电流仅为微安级。
灭磁时，灭磁开关FMK跳开，切开励磁电源。
电气讲义(发电机灭磁)
电气讲义发电机灭磁开关目录1.何为发电机励磁和自动灭磁开关（灭磁讲座之一）P2-52.何为自动灭磁开关的弧压（灭磁讲座之二）P5-83.如何测量灭磁开关弧压（灭磁讲座之三）P8-134.如何进行和分析灭磁开关弧压试验（灭磁讲座之四）P13-185.确定灭磁开关弧压的三大心得（灭磁讲座之五）P19-226.灭磁开关技术标准的学习心得（灭磁讲座之六）P23-277.HPB和CEX06灭磁开关参数比较（灭磁讲座之七）P28-318.自动灭磁开关插图学习（灭磁讲座之八.终结篇）P32-41何为发电机励磁和自动灭磁开关（灭磁讲座之一）何为发电机励磁和自动灭磁开关？由发电机、变压器和输电设备构成的电力系统，只向广大用户提供一种产品，那就是电。
衡量这种产品的质量指标主要有两个，一个是频率，一个是电压。
保证频率的稳定需要发电机调速器，保证电压的稳定需要发电机励磁装置。
从结构上讲，发电机分为静止的定子和旋转的转子，励磁装置向转子提供可以调节的直流电流产生旋转磁场，旋转磁场切割定子线圈产生交流的感应电势，感应电势经过输电线路向用户提供电力。
用户的电压过低就增加励磁，电压过高就减少励磁，最终保持电力系统电压的稳定，这是直流励磁的同步发电机励磁装置的最基本原理。
目前还有少量的交流励磁的同步发电机，例如双馈风力发电机，此时的励磁装置输出可以调整幅值和频率的交流励磁电源，励磁的作用不仅只是稳定电压，还可以小范围的稳定频率。
无论何种励磁，只有在发电机正常运行时需要励磁，当发电机停机备用、检修和故障时，我们都需要快速安全的减小励磁，使发电机的磁通降低到接近于零的过程称为灭磁过程。
最简单的灭磁方式是断开转子绕组。
但是由于回路电感很大，在转子绕组两端产生相当大的过电压，会使绝缘击穿。
因此，灭磁时必须使转子绕组接至放电电阻或反电势上。
执行这种操作的电器称为自动灭磁开关。
同步发电机安全可靠的灭磁，是一个不仅关系到励磁系统本身安全，而且直接关系到整个电力系统安全运行的大问题。
大中型发电机灭磁及过压保护装置条件
大中型发电机灭磁及过压保护装置条件嘿，伙计们！今天我们来聊聊大中型发电机灭磁及过压保护装置的条件，这可是个非常重要的话题哦！你们知道吗，发电机就像是我们家里的电器一样，也需要定期保养和维护，才能保证正常运行。
那么，什么是灭磁及过压保护装置呢？它们又是如何工作的呢？别着急，我会一一为大家解答的。
我们来聊聊灭磁。
灭磁，顾名思义，就是让发电机“熄火”的意思。
在某些特殊情况下，比如说发电机出现异常振动、噪音过大等问题时，我们需要及时采取措施，让发电机“休息”一下，避免进一步损坏。
这时候，灭磁就派上用场了。
灭磁装置会通过控制发电机的励磁电流，使其迅速降低到一个安全范围内，从而实现灭磁的目的。
这样一来，发电机就可以暂时停机，等待问题解决后再重新启动。
接下来，我们来说说过压保护。
过压保护，顾名思义，就是防止发电机输出过高电压的保护措施。
你们知道吗，过高的电压不仅会对发电机造成损害，还可能对周围的设备和人员造成安全隐患。
因此，我们需要采取一定的措施，确保发电机的输出电压在一个安全范围内。
过压保护装置会实时监测发电机的输出电压，一旦发现电压过高，就会立即切断发电机与电网之间的连接，以防止事故的发生。
等到电压恢复正常后，过压保护装置会再次启动发电机，让它继续为我们的电力需求提供支持。
那么，灭磁及过压保护装置的条件是什么呢？其实，这些条件主要包括以下几点：1. 灭磁及过压保护装置需要具备灵敏的反应速度。
这意味着它们能够在短时间内判断出发电机是否存在异常情况，并及时采取相应的措施。
这样一来，我们就可以避免因为反应迟钝而导致的事故发生。
2. 灭磁及过压保护装置需要具备稳定的性能。
这意味着它们在长时间运行过程中不会出现故障或者误动作。
只有这样，我们才能放心地将发电机交给它们来“照顾”。
3. 灭磁及过压保护装置需要具备良好的互操作性。
这意味着它们能够与其他控制系统相互配合，共同保障发电机的安全运行。
这样一来，我们就可以根据实际情况灵活调整保护措施，提高整个系统的安全性。
励磁系统灭磁及过压保护2003
励磁系统灭磁及过压保护1.1灭磁概述灭磁系统的作用是当发电机内部及外部发生诸如短路及接地等事故时迅速切断发电机的励磁，并将储存在励磁绕组中的磁场能量快速的消耗在灭磁回路中。
应说明的是，当采用发电机-变压器组接线时，在发电机外部至变压器，以及与主断路器连接的导线上出线故障时，发电机也需要快速灭磁。
当发电机定子绕组发生接地时，将产生接地故障电流。
如果发电机中性点经高阻抗接地，一个定子线棒的绝缘被击穿，故障电流较小，则铁芯损伤不会太严重。
如果故障电流较大，除击穿线棒绝缘外，还将有严重的铜和铁芯的烧损，这种故障至少需要更换损坏的绝缘，甚至部分地拆修发电机的定子铁芯。
因此，有的制造厂认为，发电机可以不采用灭磁开关，对于生产具有无刷励磁系统机组的厂家，更倾向于这一观点。
因为在小电流故障时，并不需要快速灭磁，而当大故障电流时，快速灭磁能否限制铜线绕组以及铁芯的损坏程度仍有争议。
更多的厂家认为如果不采用快速灭磁装置，则在某些场合，本来很小的损坏会导致更大的烧损故障，因此，采用简单而有效的快速灭磁装置还是必要的。
如上所述，对发电机灭磁系统的主要要求是可靠而迅速地消耗储存在发电机中的磁场能量。
最简单的灭磁方式是切断发电机的励磁绕组与电源的连接。
但是，这样将使励磁绕组两端产生较高的过电压，危机到主机绝缘的安全。
为此，灭磁时必须使励磁绕组接至可使磁场能量耗损的闭合回路中。
另外，在实现灭磁方式的依据上，各国的观点不尽相同，例如在灭磁原理上有两种不同的方式，即耗能型灭磁装置和移能型灭磁装置。
耗能型灭磁装置的作用原理是将磁能消耗在灭磁开关装置中，当灭磁开关主触头打开后，储存在发电机励磁回路中的磁场能量形成电弧并在燃烧室中燃烧，将电能转换为热能直至熄弧。
国内应用最为广泛的DM-2型灭弧栅灭磁装置即属于此类产品。
同时，由于这种灭磁开关多与发电机励磁绕组串联连接，故称这种灭磁方式为串联灭磁。
与上述灭磁方式对应的是移能型灭磁装置，在这种灭磁方式中，磁场能量不由灭磁开关装置耗能，而是由灭磁开关将磁场能量转移到线性或非线性电阻耗能元件中。
大型发电机灭磁及转子过压保护分析
大型发电机灭磁及转子过压保护分析一、大型发电机灭磁保护分析发电机的磁通条件主要包括磁通电压和磁通电流。
通常情况下，发电机的磁通电压保持在一个较稳定的水平，而磁通电流主要由励磁系统提供。
如果发电机的磁通电流突然消失，就会导致转子失去磁场，进而引发故障。
为了解决这个问题，需要设置一个灭磁保护装置。
这个装置通常由灭磁继电器和灭磁电阻组成。
当发电机的磁通电流消失时，灭磁继电器会自动动作，将灭磁电阻接入发电机的励磁回路中，降低励磁系统的电压，从而实现转子灭磁保护。
转子过压保护是为了保护发电机转子，防止转子因过电压而受损。
转子过压保护主要是通过监测发电机的电压条件来实现的。
发电机的电压条件主要包括线电压和相电压。
通常情况下，发电机的电压处于一个较稳定的水平。
但如果发生线电压或相电压突然升高，就会导致转子过电压，进而引发故障。
为了解决这个问题，需要设置一个转子过压保护装置。
这个装置通常由过压继电器和过压限流电阻组成。
当发电机的电压超过设定值时，过压继电器会自动动作，将过压限流电阻接入发电机的线路中，限制过电压的传输，从而实现转子过压保护。
三、大型发电机灭磁及转子过压保护方法1.灭磁保护方法：（1）使用灭磁继电器和灭磁电阻进行保护，实现灭磁电阻的接入和断开。
（2）设置灭磁电流监测装置，当发电机的磁通电流消失时，自动动作灭磁保护。
2.转子过压保护方法：（1）使用过压继电器和过压限流电阻进行保护，实现过压限流电阻的接入和断开。
（2）设置过压电压监测装置，当发电机的电压超过设定值时，自动动作过压保护。
以上是大型发电机灭磁及转子过压保护的分析及相关方法。
这些保护措施对于确保发电机的安全运行非常重要，可以有效避免由于转子失去磁场或过电压而引起的故障，提高发电机的可靠性和稳定性。
发电厂和电力系统中应严格执行相关的保护措施，并进行定期的检修和维护，以确保发电机的正常运行。
灭磁与转子过电压保护
技术讲座讲稿灭磁与转子过电压保护2004年1０月灭磁与转子过电压保护1.非线性电阻所谓非线性电阻是指加于此电阻两端的电压与通过的电流呈非线性关系，其电阻值随电流值的增大而减少。
作为非线性电阻的材料一般用碳化硅和氧化锌。
就非线性特性而言，氧化锌电阻优于碳化硅。
在评价非线性电阻特性时，通常以非线性电阻系数β来表征,此系数仅与电阻阀片的材质有关。
碳化硅S ｉC 非线性电阻β＝0．25~0.5；氧化锌ZnO 非线性电阻β=0.025～0.０5。
U GU DU CU对于氧化锌非线性电阻，标志其特征的主要数据有: （1）导通电压U D (U 1０m Ａ）当元件的漏电流为１0mA 时的外加电压值，其后如果电压继续上升，流过非线性压敏元件的电流将迅速增大，为此，定义在导通电压U D 以下的区域为截止区，U D 以上的区域为导通区。
(2）残压U Ｃ(U 残）当元件流过100A 电流时,非线性电阻两端的残压值。
对于氧化锌非线性灭磁电阻元件而言,在正常工作及导通条件下流多的漏电流均会引起元件部分分子结构的损坏并影响到元件的使用寿命，为此正常工作电压的选择不宜过高。
（３）荷电率SU G 为元件工作电压，此值影响到元件的老化寿命。
荷电率比值取得越高，元件的漏电流也越大，从而加速老化过程。
一般S ≤０.5为宜。
U ｆN ——额定励磁电压 U f0——空载励磁电压 U ac ——阳极电压Ｕm ｉn ——最小工作电压 COS α=U ｆ０/ U ａc /1.35U min = 2U ac S ＩN(120+α) Ｓ=︱U min ︱/U D2.灭磁开关2.1 名词、术语2.1.1 断路器按规定条件,对配电电路、电动机或其他用电设备实行通断操作并起保护作用，即当电路内出现过载、短路或欠电压等情况时能自动分断电路的开关电器。
2．１．２磁场断路器用于配合非线性(或线性）电阻分断发电机励磁回路的断路器。
2．２条件发电机成功灭磁的条件,是磁场断路器在分断过程中主触头上的弧压应足够高以保证转子电流全部转移至灭磁电阻，且主触头可以承受此转移过程中的燃弧弧能。
发电机灭磁和过压保护系统介绍
2、灭磁系统的分类及原理介绍
灭磁可分为两大类：正常停机灭磁和事故停机灭磁
正常停机灭磁 :跳灭磁开关, 逆变灭磁
事故停机灭磁: (1)直流灭磁
串联式耗能型灭磁开关
机械开关+线性电阻 移能型灭磁开关+非线性电阻
灭磁可分为两大类：正常停机灭磁和事故停机灭磁
正常停机灭磁 :逆变灭磁
事故停机灭磁: (1)直流灭磁
串联式耗能型灭磁开关
机械开关+线性电阻 移能型灭磁开关+非线性电阻
(2)交流灭磁
(3)冗余灭磁
正常停机逆变灭磁
对于三相全控晶闸管整流励磁 方式的发电机组正常停机，常 采用逆变灭磁。
逆变灭磁要求整流桥交流进线 电压正常，以保证可控硅整流 桥换相正确。
交流灭磁成功的必要条件是：
(1) 加在灭磁电阻回路的电压大于该回路的转折电压，则灭磁 电阻回路导通，励磁电源回路续流的两只元件因电压反偏而截止， 开关因断口电压低而熄弧。在灭磁电阻回路转折电压一定的情况下 ，因交流线电压负半波的作用，对开关弧压的要求降低了。
(2) 整流回路必须是可控硅全控整流桥而不能是二极管整流桥 或带续流二极管的可控硅半控整流桥。
图2 耗能式灭磁开关灭磁的原理
这类开关早先从苏联引进，上世纪60年代左右用得很多，国产型号 有DM2,DM3–1500/2500等，其优点：原理比较简单，灭磁速度快。
缺点： (1)由于灭磁时磁场能量全都消耗在开关中，开关体积较大
(2) 机械结构复杂，维护检修困难
(3) 小电流下磁吹力不够时易造成主触头烧环 (4) 如果磁场能量过大，超过开关容量会烧毁开关
发电机保护简介
1.发电机失磁保护失磁保护作为发电机励磁电流异常下降或完全消失的失磁故障保护。
由整定值自动随有功功率变化的励磁低电压Ufd(P)、系统低电压、静稳阻抗、TV断线等判据构成，分别动作于发信号和解列灭磁。
励磁低电压Ufd(P)判据和静稳阻抗判据均与静稳边界有关，可检测发电机是否因失磁而失去静态稳定。
静稳阻抗判据在失磁后静稳边界时动作。
TV断线判据在满足以下两个条件中任一条件：│Ua+Ub+Uc－3U0│≥Uset(电压门坎)或三相电压均低于8V，且0.1A<Ia<Iset(电流门坎)时判为TV二次回路断线，将失磁保护闭锁。
│Ua+Ub+Uc-3U0│≥Uset用于判别TV单相或两相断线，低压判据判断三相失压。
在电力系统短路或短路切除等非失磁因素引起系统振荡时，保护采取措施闭锁Ufd(P)，可防止保护误出口。
励磁低电压Ufd(P)判据动作后经t1（2s）发出失磁信号。
励磁低电压Ufd(P)判据、静稳阻抗判据均满足且无TV二次回路断线时经t2（6s）发出跳闸指令。
励磁低电压Ufd(P)判据、静稳阻抗、系统低电压判据均满足且无TV二次回路断线时经t3（1s）发出跳闸指令。
2.发电机过激磁保护过激磁保护是反应发电机因频率降低或者电压过高引起铁芯工作磁密过高的保护。
过激磁保护分高、低两段定值，低定值经固定延时5s发出信号和降低励磁电压（降低励磁电压、励磁电流的功能暂未用），高定值经反时限动作于解列灭磁。
反时限延时上限为5秒，下限为200秒。
3.发电机定子接地保护发电机定子接地保护作为发电机定子单相接地故障保护，由基波零序电压部分和三次谐波电压两部分组成，基波零序电压保护机端至机尾95%区域的定子绕组单相接地故障，由反映发电机机端零序电压原理构成，经时限t1（3s）动作于解列灭磁；三次谐波电压保护机尾至机端30%区域的定子绕组单相接地故障，由发电机中性点和机端三次谐波原理构成，经时限t2（5s）动作于信号。
发电机灭磁及过电压保护介绍(NR)资料
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开关及移能方式
• 交流侧灭磁开关
2）在交流侧开关分断后仍保存触发脉冲或变流元 件为整流二极管，假设当前导通的桥臂为+A和-C， 开关B相没有电流直接分断，如果弧压没有将电流 转移到灭磁电阻回路，经过60度后，经过脉冲触发， 要将电流换至+B相，B相断口已分断，换相失败， 仍在+A和-C中流通，再过60度后，-A相触发脉冲， 电流由-C相转至-A相，最终形成A相上下桥臂直通， 形成转子回路短接灭磁（Um=0），流过交流开关电 流衰减至零，断口电弧熄灭，但由于零电压灭磁， 灭磁时间会比较长，按转子时间常数进行衰减。
灭磁耗能方式
• 非线性电阻耗能方式
灭磁过程中转子两端电压不变，电流直线下降，非 线性电阻阻值随流过电流减小而增大，非线性电阻 特性为：
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U Ki
β称为非线性系数，β愈小，电流衰减过程中励磁
电压的变化愈小。
灭磁耗能方式
• 非线性电阻耗能方式
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灭磁用非线性电阻主要是SiC和ZnO，ZnO国内生产， SiC国外进口，ZnO非线性系数为0.046，SiC非线性系 数为0.3，就非线性性能看，ZnO非线性灭磁电阻要优 越得多。ZnO非线性灭磁电阻，采购容易，价格便宜， 灭磁残压容易控制，灭磁速度快 。SiC非线性灭磁电阻体积比较小 ，耐用性较好。采用非线性电阻 在灭磁残压的控制上，需要格外 小心，避免开关的配合不合理， 导致灭磁的事故。
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灭磁耗能方式
• 逆变灭磁方式
如果给发电机转子提供直流电流的变流器采用可控 硅全控桥型式，当控制角大于90°时，整流装置输 出电压为负，励磁电流也相应的从正到负，但当励 磁电流衰减到零时，由于整流装置不能反向导通而 截止。灭磁过程中相当于在转子绕组上加固定反向 电压，磁场能量通过可控硅换流装置反馈回励磁电 源。
发电机励磁之灭磁系统简介解读
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灭磁特点
励磁回路分断过程中产生的电压将在开关断口处产生电 弧，这不仅延迟励磁电源分断的时间，也影响开关分 断的可靠性。 灭磁过程中平均灭磁功率越大，磁场消除得越快，故障 电流所存在的时间就越短，所产生损害就越小。 平均灭磁功率为灭磁过程中瞬时功率平均值，瞬时功率 为：P=U*I，
灭磁越快，灭磁等效电阻就越大，灭磁过程中所产生反 向过电压就越高，对设备有产生绝缘损坏的危险。
理想灭磁过程
在整个灭磁过程中，在最大灭磁电压作用下， 灭磁电压维持不变，即UL=Umax,灭磁瞬时功
率P=Umax*if即为最大灭磁功率，那么平均
灭磁功率为最大灭磁功率，灭磁时间最短且 灭磁电压满足要求。
UL
If t
灭磁主要技术指标
1）励磁回路可靠开断技术 2）灭磁过电压控制技术 3）灭磁容量设计技术 4）过电压保护设计技术
+ Ud + U FBK FBK + UL
IL
-作电压： 大于转子上的最大工作电压（按照 130%变压器额定电压产生的最大输出直流电压）。 额定工作电流： 大于转子最大长期连续工作电流
（按照110%发电机额定励磁电流计算）
开断电流能力： 大于转子强励电流和短路电流 开断电压能力： 大于灭磁电阻上电压和可控硅整流 桥输出电压之和。
IL
U FBK U d U FR U FR U10 mA U FBK U d U10 mA
+ UR
-
-
灭磁电阻种类
氧化锌非线性电阻，其伏安 特性的表达式为：U CI 式中： U—非线性电阻两端的电压 I—过非线性电阻的电流 C—材料系数 β —非线性电阻的系数
大中型发电机灭磁及过压保护装置条件
大中型发电机灭磁及过压保护装置条件在我们日常生活中，电力是不可或缺的。
而发电机作为发电的主要设备，其安全运行对于保障供电至关重要。
本文将从理论和实践两个方面，详细介绍大中型发电机灭磁及过压保护装置的条件。
一、1.1 灭磁条件1.1.1 什么是灭磁？灭磁是指在发电机运行过程中，当出现异常情况时，通过控制发电机的励磁电流，使发电机失去磁场，从而达到保护发电机的目的。
1.1.2 灭磁的原因大中型发电机灭磁的原因有很多，主要包括以下几点：(1)发电机内部故障，如绕组短路、转子断条等。
(2)外部故障，如输电线路跳闸、母线故障等。
(3)误操作，如操作人员误触灭磁按钮等。
1.1.3 灭磁的条件根据实际情况，通常需要满足以下条件才能进行灭磁操作：(1)发电机内部故障已经排除或者预计在短时间内无法恢复。
(2)外部故障已经得到解决或者预计在短时间内不会影响发电机的正常运行。
(3)操作人员已经确认灭磁操作的安全性和必要性。
二、2.1 过压保护条件2.1.1 什么是过压？过压是指在发电机运行过程中，由于各种原因导致的电压超过额定值的现象。
过高的电压会对发电机的绝缘材料造成损伤，甚至可能导致发电机损坏。
2.1.2 过压的原因大中型发电机过压的原因主要包括以下几点：(1)系统负荷增加，导致电压上升。
(2)输电线路故障，导致电压波动。
(3)发电机本身的问题，如冷却系统故障、调速器失灵等。
2.1.3 过压保护的条件根据实际情况，通常需要满足以下条件才能启动过压保护：(1)发电机的电压超过额定值的5%;(2)经过一段时间后，电压仍然没有降到正常范围。
(3)过压保护已经触发，但无法迅速恢复到正常状态。
三、3.1 综合保护条件为了确保大中型发电机的安全运行，通常需要将灭磁和过压保护功能集成在一起，形成综合保护装置。
这种综合保护装置能够实时监测发电机的运行状态，一旦发现异常情况，就会自动启动相应的保护措施。
3.1.1 综合保护装置的构成综合保护装置主要由以下几个部分组成：(1)传感器：用于实时监测发电机的电压、电流等参数。
某大型水轮发电机励磁系统的灭磁及过电压保护原理Microsoft Word 文档
某电厂机组励磁系统过电压保护及灭磁摘要：文章详细介绍了某水电厂机组励磁系统过电压保护及灭磁装置的构成及其工作原理，总结了励磁系统过电压保护及灭磁装置的运行效果。
关键词：水力发电机组；励磁系统；灭磁；过电压；保护1 某水电厂励磁（转子）过电压保护及灭磁方案某电厂励磁系统为南瑞电控公司生产的机端自并励、三相全控桥式整流系统，励磁调节器为该公司的SAVR-2000型双微机励磁调节器。
灭磁方式采用灭磁开关灭磁、压敏电阻灭磁、逆变灭磁等方式，机组正常停机时由调节器控制三相全控桥式整流电路逆变灭磁，在事故停机时由压敏电阻和灭磁开关（移能型）联合灭磁。
过电压保护采用直流侧的压敏电阻和交流侧的阻容吸收过电压保护装置，其原理图如电路图1所示。
图1：棉花滩水电厂励磁（转子）过电压保护及灭磁原理图1.1阻容吸收保护原理根据可控硅三相全控整流桥的工作原理，在可控硅换相过程中，由于在换相的两相之间存在瞬间短路电流，这一瞬间短路电流将不可避免地在交流回路的电感上产生换相过电压，因此，在三相全控整流桥的交流侧设计阻容吸收保护回路，其原理如图2。
在可控硅换相过程中，任意二相电流突变而在LB次级绕组产生的过电压，都可以经过二极管D1~D6对电容C3充电，从而得到缓冲，限制了过电压。
而换相后，C3上的电荷经过R3释放掉，等待下一个周期再次吸收。
图2：阻容吸收保护原理图二极管D1~D6的作用：①防止C上的电荷向励磁回路释放，避免叠加可控硅换相时的瞬间短路电流，损坏可控硅管；②避免电容C和回路电感产生振荡；③使三相共用一组体积大、价格高的高压电容C3，节省资金。
C1和R1回路及C2和R2回路的作用：使C1C2 C3形成串联回路对转子回路进行滤波。
GRC回路各设备参数如表1表1：GRC回路设备参数励磁绕组在实际运行中还有可能遭受以下过电压：①定子出口开关非同期并网，或突然甩负荷跳闸，使定子电流发生阶跃突变，使发电机气隙及铁心中磁通急剧变化，进而在交链的转子励磁绕组中感应出过电压；②定子出线短路、接地，或遭雷击等事故时，定子侧产生各种故障过电压，这些过电压会经过定子绕与转子绕组的耦合、励磁变初级与次级绕组的耦合，感应到转子回路里。
发电机转子灭磁及过压保护压敏电阻的选择
摘要 : 利用压敏电阻作发电机转子灭磁及过压保护 , 是目前最常用的一 种方法。压敏 电阻如何与 发电机转 子的参数相 配 合 , 关系到机组灭磁和过压保护的成败。文章以左江及其它 元件的事故 为 例 , 对发电机转子灭磁及过压保护进行探讨 , 并提出了一些见解。 关键词 : 发电机转子 ; 灭磁降压 ; 压敏电阻 ; 可控硅整流桥 中图分类号 : T M 864 文献标识码 : B 文章编号 : 1671- 8380( 2006) 05- 0042- 03
44
广西电力
2006 年第 5 期
从强励倍数及绝缘耐压参数选择限压值为 860 V, 这是机组能正常运行的参数。当转子跳灭磁开关 产生高电压达 860 V 时, 就由压敏电阻导通泄能。 5 3 压敏电阻串联片数的选择 压敏电阻的外型规格是 90, 单片的阻断电压在 450~ 500 V 范围, 压敏电阻的伏安特性由图 2 所示。 用 QS1 型可控硅测试仪测量配置, 配置时, 选择特性 基本一致的 2 片串联( 共 16 组) , 在组装后投运前, 整 组重测并作图, 并应基本满足图 2 的特性要求: 整组电压 : UZ = ( 450~ 500) 下限值) ; 限压倍数 K v= 900/ 215 = 4 1 该倍数已躲过了机组的强励倍数和转子的绝缘 耐压值。 发电机正常发电时, 转子电压为 215 V 左右 , 达 不到压敏电阻的阻断电压值, 压敏电阻在线性区工 作, 而当灭磁开关跳闸的瞬间, 产生的高电压超过压 敏电阻的阻断值而导通, 磁场能量通过压敏电阻而消 能。压敏电阻导通后, 内阻小, 电流大, 耗能快, 线圈 两端电压下降快, 见图 2 转折曲线, 一般在 0 5 s 后, 电流衰减变得很小, 剩余的能量不再构成威胁发电机 的转子绝缘和整流桥元件。压敏电阻自动恢复为高 阻状态, 见图 2 的直线部分 , 达到理想的灭磁要求。 5 4 压敏电阻并联支路数的选择 压敏电阻并 联支路泄 能快, 在 0 5~ 1 s 内 完 成。在灭磁开关跳闸时的瞬间 , 反向电压能击穿压 敏电阻, 由图 2 可知在非线性区工作, 内阻很小 , 与 转子线圈直流电阻 ( 0 165 ) 之比, 是微不足道的 , 阀片内阻可以忽略不计。那么 , 在图 1 中, 转子的线 圈内阻可看成是一个直流电阻 , 而开关断开的瞬间 过渡过程 , 可认为是原励磁额定电流 I d = 962 A。 消能通路: 从压敏电阻 Ry W R = UI d t = I d R t = 962
说明书：励磁系统的过电压保护与灭磁部分
5.3.励磁系统的过电压保护与灭磁部分5.3.1.1.概述灭磁的作用是当发电机内部及外部发生诸如短路及接地等事故时迅速切断发电机的励磁，将蓄藏在励磁绕组中的磁场能量快速消耗在灭磁回路中，并在事故中保护励磁设备。
过电压保护的作用是当发电器转子上意外出现瞬间过高的能量（诸如雷击）时在不切断发电机的励磁的情况下吸收这部分能量，使整个机组持续运行。
这部分设备包括串联在转子回路中的磁场断路器S101、并联在转子回路中的灭磁电阻R101与过电压保护监测继电器K120、用于控制灭磁电阻投入的触发电路板（KJQ-V2）组成。
是否切除励磁设备（即判断是灭磁还是过电压保护）则是AVR通过S101、K120以及整流桥输出的状态来进行判断。
整个灭磁及过电压保护回路原理图如下所示：图表-5.1 灭磁及过电压保护回路5.3.1.2.两种灭磁方式与灭磁过程在采用交流励磁机或自励晶闸管励磁系统中，灭磁方式多数采用磁场断路器加线性或非线性电阻灭磁（快速灭磁），并和逆变灭磁配合使用。
5.3.1.2.1.逆变灭磁发电机正常停机灭磁时大多数情况下采用这种灭磁方式。
调节器接停机命令后，将控制角设置到逆变角150°，通过整流桥逆变来消耗转子中储存的能量，并不跳磁场断路器，也不需要灭磁电阻投入工作。
当励磁电流减为零后，灭磁过程结束。
5.3.1.2.2.快速灭磁当发电机事故紧急跳闸时，就必须使用快速灭磁方式。
快速灭磁有两种方式：一种是耗能型的，即将磁场能量消耗在磁场断路器中。
这种方式对磁场断路器的触头有较高的要求，并搭配灭弧栅来达到吹弧灭磁。
由于这些制约因素，这种灭磁方式只适用于励磁电流很小的工况，所以已经近乎淘汰。
另一种灭磁方式是移能型的，即将磁场能量由磁场断路器转移到线性或非线性电阻耗能元件中。
概述中所示的图5.1就是移能型灭磁方式。
发电机事故跳闸时，采用磁场断路器配合跨接器及线性电阻移能灭磁。
收到磁场断路器跳闸命令后，触发电路板（KJQ-V2）先触发灭磁回路可控硅，投入灭磁电阻R101；接着直流磁场断路器S101断口分断，磁场能量经灭磁电阻消耗。
同步发电机灭磁及转子过电压保护
同步发电机灭磁及转子过电压保护上海鑫日电气科技有限公司一概述随着大型同步发电机组单机容量的不断增大，特别是采用具有高顶值自励可控硅励磁系统，对灭磁及转子过电压保护的技术要求已提到了一定的高度。
用常规的磁场断路器及非线性电阻相结合的方式已不能满足大型同步发电机组正常可靠灭磁的要求。
在电站实际运行的过程中，由于灭磁失败，引起磁场断路器烧毁以及因灭磁不力而造成转子过压击穿励磁设备的事故屡见不鲜。
因此人们长期以来一直在致力于研究用新的方法来解决直流电感性负载的大电流开断领域这一难以攻克的课题。
二同步发电机的灭磁及技术要求同步发电机的灭磁，即把储藏在同步发电机转子回路中的磁场能量消耗掉。
由于电力系统的不断扩大和大型同步发电机组单机客量的增大，快速切除故障电流是确保电力系统稳定和安全运行的重要条件，特别是当发电机内部或外部（包括机端变，励磁变及主变，出口母线等）出现短路或接地故障时，必须快速切断励磁电流，并在尽短的时间内消耗掉储藏在发电机励磁绕组中的能量。
在电站实际运行的过程中，曾出现过因灭磁失败而引起转子过压，造成磁极击穿，烧毁磁场断路器及励磁设备等严重事故，甚至还出现过因灭磁时间过长，烧毁定子绕组及因主变短路时未能迅速灭磁断流，造成主变绕组烧损，外罩炸裂的恶性事故。
由此可见，快速可靠的灭磁及有效的限制转子过电压措施成了大型发电机组安全运行至关重要的问题。
设计大型同步发电机的灭磁系统，通常应满足以下基本的技术要求：1．必须满足各种运行状况下可靠灭磁的要求。
大型同步发电机组励磁电流的不断增长，转子绕组的电感越来越大，转子所储存的磁场能量也相应随之增大，所以大型机组的灭磁装置必须满足有足够大的灭磁容量，他除了在正常及机端短路等强励状况下能可靠灭磁外，特别是对于具有高顶值系数的自励可控硅系统，还必须满足在空载误强励、三相短路等极限状况下可靠灭磁的要求。
2．满足快速灭磁的要求，尽可能实现接近理想灭磁时间。
大型发电机组虽然采用了现代快速灵敏的继电保护装置，但这种保护装置的作用是当发电机出现故障时，能尽快地将机组解列，但即使机组已经解列，可故障电流依然存在，不论发电机的故障是一相短路还是部分绕组短路，在故障电流期间，损坏的程度是随绝缘燃烧和铜线熔化的时间而增加，所以只有在发电机解列的同时，采用快速灭磁才是限制故障电流和使绕组免于全部烧毁最充分有效的措施。
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关键词: 水力发电机组;励磁系统;灭磁;过电压;保护 1 某水电厂励磁(转子)过电压保护及灭磁方案某电厂励磁系统为南瑞电控公司生产的机端自并励、三相全控桥式整流系统，励磁调节器为该公司的SAVR-2000型双微机励磁调节器。
灭磁方式采用灭磁开关灭磁、压敏电阻灭磁、逆变灭磁等方式，机组正常停机时由调节器控制三相全控桥式整流电路逆变灭磁，在事故停机时由压敏电阻和灭磁开关(移能型)联合灭磁。
过电压保护采用直流侧的压敏电阻和交流侧的阻容吸收过电压保护装置，其原理图如电路图1所示。
图1:棉花滩水电厂励磁(转子)过电压保护及灭磁原理图1.1 阻容吸收保护原理根据可控硅三相全控整流桥的工作原理，在可控硅换相过程中，由于在换相的两相之间存在瞬间短路电流，这一瞬间短路电流将不可避免地在交流回路的电感上产生换相过电压，因此，在三相全控整流桥的交流侧设计阻容吸收保护回路，其原理如图2。
在可控硅换相过程中，任意二相电流突变而在LB次级绕组产生的过电压，都可以经过二极管D1~D6对电容C3充电，从而得到缓冲，限制了过电压。
而换相后，C3上的电荷经过R3释放掉，等待下一个周期再次吸收。
图2:阻容吸收保护原理图二极管D1~D6的作用:?防止C上的电荷向励磁回路释放，避免叠加可控硅换相时的瞬间短路电流，损坏可控硅管;?避免电容C和回路电感产生振荡;?使三相共用一组体积大、价格高的高压电容C3，节省资金。
C1和R1回路及C2和R2回路的作用:使C1 C2 C3形成串联回路对转子回路进行滤波。
GRC回路各设备参数如表1 表1:GRC回路设备参数励磁绕组在实际运行中还有可能遭受以下过电压:定子出口开关非同期并网，或突然甩负荷跳闸，使定子电流发生阶跃突变，使发电机气隙及铁心中磁通急剧变化，进而在交链的转子励磁绕组中感应出过电压;定子出线短路、接地，或遭雷击等事故时，定子侧产生各种故障过电压，这些过电压会经过定子绕与转子绕组的耦合、励磁变初级与次级绕组的耦合，感应到转子回路里。
1、同步发电机励磁系统介绍(NR)
台套 台套 台套 台台套套
输柜输柜及机至至灭数中出数出数容柜磁量频少少电量电量量数，开电22个个量，型源流流关整整过式型，，，流流式元元灭电器器压件件磁，，保参参电整整护数数阻流流型参，，数机机器器式，
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励磁系统类型介绍
30
- 三机交流励磁机励磁系统
在积压节数三电倍和机较不数励励网小利23451磁低磁故，），））））系电障励方发；励高发励统流时磁磁电磁电便起主电系机系机始，电硬要源统励统轴厂提励反有特可磁时系设供磁馈永点控电间较备系附足磁部流统加布常：够长机的置必控分由数，提强须制；二较（容供励具；调极大易倍备，节产，管不数高器生整对受强；机流电+可励系械供压控统电振给快硅影压动速，）倍响调过；体，
积分
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励磁电压 机端电压
Efd
发电机 Ut
串联PID
励磁电压 机端电压
发电机 Efd
Ut
并联PID
发电机励磁系统
• 励磁调节器结构图
2015/1/10
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发电机励磁系统
• 励磁系统设备
励磁功率单元（SCR）
16
可强单过隔智数传控迫风电离能字感硅风机压开测均器全冷保关控流\双控护风桥机
4
发电机励磁系统
78 励励磁磁变机压起器励设备
11
11901 发励轴电磁电机机压磁磁抑场场制接接设地地备检检测测 111
单台位套 台套 台套 台台套套 台套 台台套套 台台台套套套
电通元电通元型通至灭类通至起数数电压讯件流讯件式道磁型道励量量阻少少保方参方参、数开，数型，，参22个个护式数式数过容型量关量式型数整整参，，电，量（式，，式，流流数机机人灭压人、交电器器，柜柜机参机电容磁流设，，机数数数压参界电界或计整整柜量量变数面阻面直参流流数比配型配流数器器量等置置式）输输，，及，出出操容操起电电作量作励面，面流输流板过板出，，，，
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报告内容
– – – – – – 灭磁主要任务及要件 灭磁耗能方式 灭磁开关及移能方式 灭磁装置设计 转子过电压保护 轴电压抑制介绍
灭磁主要任务及要件
• 灭磁主要任务
灭磁定义：灭磁就是把转子励磁绕组中磁场储能尽快 地衰减到可能小的程度。最简单的办法是将励磁回路断 开，但励磁绕组具有很大的电感，突断断开，会在两端 产生很高的过电压，因此，在断开励磁电源的同时，还 应将转子励磁绕组自动接入至放电电阻或其它吸收能量 装置上去，把磁场中储存的能量迅速消耗掉。 灭磁任务：断开励磁电源，保证励磁电源不再向转子 供能量；接通放电设备，将转子励磁电流由开关强迫转 移至放电设备；消耗磁场能量，快速消耗磁场能量，保 证机组故障电源维持时间最短
报告内容
– – – – – – 灭磁主要任务及要件 灭磁耗能方式 灭磁开关及移能方式 灭磁装置设计 转子过电压保护 轴电压抑制介绍
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开关及移能方式
• 励磁电源分断条件
灭磁开关MK分断时，由发电机励磁绕组大电感的 作用，将在MK常开主断口间产生高电压并形成电弧 击穿，也就是说励磁电源并没有与发电机励磁绕组 断开，而是通过电弧连接在一起，只有电弧熄灭后， 才能算真正意义上的断开。
Uac Uk Ur
开关及移能方式
• 交流侧灭磁开关
交流灭磁本质上与直流侧开关没有不同，对于 功率变流器来说，在任一时刻，交流侧有两相与发 电机励磁绕组形成直流回路，交流侧开关不论在何 时分断，其分断的仍是直流电流，而不是交流电流， 这与配电系统的交流开关分断性质完全不同（负载 电流有过零点），如果励磁电流if不能转移发生转 移，同样在交流开关断口处（同一时刻只有两个断 口有弧，另一个断口无电流断开）产生电弧和形成 弧压，只时弧压后续发展与直流侧开关不同。
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灭磁耗能方式
• 逆变灭磁方式
如果给发电机转子提供直流电流的变流器采用可控 硅全控桥型式，当控制角大于90°时，整流装置输 出电压为负，励磁电流也相应的从正到负，但当励 磁电流衰减到零时，由于整流装置不能反向导通而 截止。灭磁过程中相当于在转子绕组上加固定反向 电压，磁场能量通过可控硅换流装置反馈回励磁电 源。
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灭磁耗能方式
• 逆变灭磁方式
逆变灭磁较机械灭磁的优点是没有机械操作，
动作可靠，而且没有延时。灭磁时转子过电压低。
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因此可控硅励磁以逆变灭磁为正常工况下主要灭磁
方式。 为了提高灭磁可靠性，避免变流器故障时发电 机无法灭磁，一般都采用正常时逆变灭磁及故障时 灭磁开关+灭磁电阻灭磁两种灭磁方式。
灭磁耗能方式
• 线性电阻耗能方式
8
考虑阻尼绕组后，发电机空载额定电压按灭磁 回路时间常数和阻尼绕组回路时间常数之和指数衰 减，时间较长。 控制灭磁过程中磁场绕组过电压，近年来趋向 取较小的灭磁电阻值，从灭磁电阻R为5倍磁场电阻r， 减小到R=(1～３)r。 线性电阻不能直接与转子并联，必须配备常闭 灭磁主触头或电子触发的跨接器，在灭磁时，常闭 灭磁主触头闭合或跨接器导通，线性电阻接入灭磁 回路。
• Q轴磁通衰减
发电机在带负载工况灭磁时，除Ｄ轴磁通分量外，
还有Ｑ轴磁通分量，该分量的衰减决定于Ｑ轴阻尼，
15
目前采用的快速灭磁只能影响Ｄ轴磁通，不能加速
Ｑ轴磁通的衰减，因此提出来了在灭磁时将发电机
出口三相短路，使磁通移向Ｄ轴，以加快灭磁速度 的方案。这个措施使灭磁过程复杂，而且误动作将 造成严重后果，所以在工业上未有采用。
Uk Ik
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23
SCR
MK
MK
If
SCR
MK D
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Uscr
Um
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Im
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开关及移能方式
• 直流侧灭磁开关
直流侧灭磁开关灭磁方式在国内是主要的灭磁方式， 回路简洁，操作简单，运行可靠。主回路有明显的开 断触头，在励磁系统内部故障的时候，可以开断励磁 主回路，切断故障源，快速的衰减发电机励磁绕组磁 场，将发电机保护在最小事故内。
3
灭磁主要任务及要件
• 灭磁速度评价
（a）发电机电压衰减的时间常数TED； （b）也有用灭磁等值时间TEQ表示：
1 ia dt I a0 0 1 TEQ va dt Va 0 0
4
TEQ
式中Ia 为发电机灭磁时的静子电流，即电弧中 流过的电流，iao为其超始电流。 Va为灭磁时的电机电势，它与ia成正比。 （c）从开始灭磁到发电机静子电压小于维持电 弧电压的时间TM；
6
灭磁耗能方式
• 线性电阻耗能方式
常规线性电阻灭磁，简单可靠。如忽略阻尼绕组， 发电机空载额定电压灭磁时，其端电压按指数衰减。 如发电机额定电压为18000V，R=0时，下降到峰值为 200V的时间需TM0=4.84T1，R=5r时，TM1=0.8T1， T1=L/r发电机励磁回路时间常数。
7
灭磁耗能方式
灭磁耗能方式
• 非线性电阻耗能方式
对于汽轮发电机，因整体铸造的转子阻尼很强， 即T2较大，因此不强调快速灭磁，采用线性电阻作为 灭磁电阻，可靠性高，更为合适。国内高能氧化锌 非线性电阻发展较快。而且选择过快的灭磁方案实 际上对发电机转子会带来不利因素，因为在灭磁的 过程，如果励磁电流下降过快，可能导致阻尼绕组 （由涡流效应等价的绕组）感应电流过大，从而导 致转子铁芯过热。 在水轮发电机上非线性电阻特别是ZnO非线性灭 磁电阻，除作为灭磁电阻外，还兼作转子过电压保 护，因此，应用广泛
27
开关及移能方式
• 交流侧灭磁开关
2）在交流侧开关分断后仍保存触发脉冲或变流元 件为整流二极管，假设当前导通的桥臂为+A和-C， 开关B相没有电流直接分断，如果弧压没有将电流 转移到灭磁电阻回路，经过60度后，经过脉冲触发， 要将电流换至+B相，B相断口已分断，换相失败， 仍在+A和-C中流通，再过60度后，-A相触发脉冲， 电流由-C相转至-A相，最终形成A相上下桥臂直通， 形成转子回路短接灭磁（Um=0），流过交流开关电 流衰减至零，断口电弧熄灭，但由于零电压灭磁， 灭磁时间会比较长，按转子时间常数进行衰减。
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Um UK
即只要灭磁开关断口弧压大于最大灭磁电流所需 灭磁电阻电压，就可励磁电源分断，并完成能量 转移。由此可见采取中断脉冲措施，可以降低灭 磁开关弧压要求，但同时中断脉冲措施的可靠执 行，也成为安全灭磁的条件。
开关及移能方式
• 直流侧灭磁开关
对于线性电阻或SiC非线性电阻，则必须常闭主 触头，如果灭磁开关没有常闭主触头，则线性电阻或 SiC非线性电阻必须串联一个跨接器（CrowBar），正 常运行时，跨接器CB断开，流过电流为零，灭磁时， 控制跨接器导通，完成灭磁。这样，必须保证电子跨 接器可靠动作才能可靠灭磁 。
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开关及移能方式
• 交流侧灭磁开关
1）在交流侧开关分断时中断换流器触发脉冲，由 于不能够进行换流，励磁电流将一直在中断脉冲前 导通的两个可控硅中流通（如前分析），直接将励 磁变压器的交流电压串入直流回路，使得在交流电 压负半波的时候，弧压与交流 电压幅值之后大于灭磁电压Um， 使电流转入灭磁电阻回路，流 过交流开关的电流衰减至零， 断口电弧熄灭，交流开关切断 励磁电源
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开关及移能方式
• 励磁电源分断辅助措施
二是中断脉冲，控制励磁调节器突然中断可控 硅换流器触发脉冲，脉冲中断后，在励磁绕组电感 反电势作用下，原导通可控硅继续导通，其它可控 硅不再导通，则励磁电源Uac与发电机励磁绕组串联 的电路，则USCR变为交流正弦波，叠加上开关弧压后， 灭磁电阻两端电压呈大小交替变换，当为Uac正半波 时，Um比弧压UK小，不易换流； 当Uac负半波时，Um比弧压UK大， 容易换流。
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开关及移能方式
• 交流侧灭磁开关
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对于汽轮发电机，一转子电感较小，储存能量小一些； 同时转子涡流形成的阻尼作用较强，同时考虑Ｑ轴磁 通的影响，快速灭磁效果不显著。因此，汽轮发电机 组灭磁时可以选择较低的灭磁电压Um，甚至可以采用 零灭磁电压（短路灭磁）方式，从而降低灭磁开关弧 CB dx 压的要求，这样可以将 灭磁开关布置在交流侧，SCR Z2 Z1 以交流侧开关代替直流 AC Rd Rb 侧开关，也称为 G 交流灭磁 Ld
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开关及移能方式
• 交流侧灭磁开关
对于交流侧开关灭磁，为保证励磁电流能正确 转移至灭磁电阻回路中，在跳开交流侧开关之前， 必须配合中断可控硅的触发脉冲措施。 但如果考虑到机端三相短路，不能够串入交流 电压，如果交流开关弧压不能大于灭磁电压Um，就 不成功能够进行灭磁，开关断口电弧不能很快熄灭， 就会损坏交流开关。因此，采用交流开关灭磁方式 时，灭磁电压Um设计较低，或者采用跨接器短路灭 磁。保证交流开关弧压大于灭磁电压Um
灭磁耗能方式
• 非线性电阻耗能方式
灭磁过程中转子两端电压不变，电流直线下降，非 线性电阻阻值随流过电流减小而增大，非线性电阻 特性为：
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U Ki
β称为非线性系数，β愈小，电流衰减过程中励磁
电压的变化愈小。
灭磁耗能方式
• 非线性电阻耗能方式
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灭磁用非线性电阻主要是SiC和ZnO，ZnO国内生产， SiC国外进口，ZnO非线性系数为0.046，SiC非线性系 数为0.3，就非线性性能看，ZnO非线性灭磁电阻要优 越得多。ZnO非线性灭磁电阻，采购容易，价格便宜， 灭磁残压容易控制，灭磁速度快 。SiC非线性灭磁电阻体积比较小 ，耐用性较好。采用非线性电阻 在灭磁残压的控制上，需要格外 小心，避免开关的配合不合理， 导致灭磁的事故。
Uk Ik
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Uk Ik
SCR
MK