发电机转子灭磁与过电压保护装置的应用
发电机转子灭磁系统及过电压保护的改造
（） 移 能 型 灭磁 开关 代 替 耗 能 型 灭 磁 开 关 。移 能 型 灭 磁 ２用 开关 在 灭 磁 时 基 本 不 吸 收 能量 ， 是依 靠 迅 速 建 立 足 够 的 弧压 而
开 通 Ｚ Ｏ 电阻 吸 能 。 ｎ
（） 用 质 量 好 、 片 能量 高 和 漏 电流 小的 Ｚ ０。合 理 配置 ３选 单 ｎ
图 ２ 改 造 后 系 统 接 线
４２ ＭＢ 转 子过 电压 保护 的原 理 ． Ｆ ３ １
转 子 灭磁 电 阻 （Ｒ１及 转 予 过 电 压保 护 （Ｒ ， Ｒ ） 工 作 Ｆ ） Ｆ ２Ｆ ３的
Ｆ ￣ １转 子 过 电 压 保 护 增 加 了励 磁 网 路 电源 侧 过 电压 保 ＭＩ ３
组 及 电源 设 备 。
４３４ 增 加 发 电机 发 生 非 全 相 及 大滑 差异 步运 行 过 压 保 护 ．．
囊量一
？ 一
—
— ＿ ＿Ｉ
１ ０
－
Ｆ ３ ＭＢ １转 子 过 电压 保 护 增 加 发 电机 发 牛 非 全 相 及 大 滑 差 异 步运 行 过 压 保 护 器 Ｆ ２ 当 出现 非 全 市 及 人 滑 差 异 步 运 行 而 Ｒ， Ｈ 产 生剧 烈 正 反 向过 电压 时 ，Ｒ Ｆ ２元 件 投 入 运 行 ，将 绕 组 两边 的 电压 牢 牢 的 限 制 在 安 全 的 范 围 内 ， 保 发 电机 转 子 始 终 有 一 流 确 通 通 道 ， 电 流通 过 。此 电流 在 转 予 绕 组 中 产 生 相 反磁 场 ， 消 使 抵 定 子 负序 电流 产 生 的 反 转 磁 场 ， 时 Ｆ ２可埘 转 子 正 向 过 电 压 同 Ｒ 进 行 保 护 。从 而 可 靠 地 保 护 转 了 表 而 和 护环 不 至 于烧 坏 。
高坝洲水电站发电机转子灭磁与过电压保护
件的 Ｚ Ｏ非线性 电阻的工作特性 。 ｎ ２ Ｚ
Ｚ Ｏ 非 线 性 电 阻 的 主 要 功 能 是 辨 别 和 限 制 瞬 ｎ
时过 电压 ， 复使 用不损 坏 其电压 范 围从 几伏 到几 反 千伏 ， 电流范 围从几 毫安 到几 千安 ， 吸收 能量能力 从 几焦 到几 千焦 。
流 的 大 小 与 电 压 、 度 等 有 关 ， 压 、 度 升 高 都 会 温 电 温
使漏 电流增 大 使压敏 电 阻器 可靠 工作 ， 电流必 要 漏
收 稿 日期 ：２ ０ — １ ３ ０ ２０ — １
须 尽 可 能 小 一 般 说 来 ． 电流 可 控 制 在 １ ０ 漏 ０ Ａ
图 １ Ｚ Ｏ 电 阻 伏 安 特 性 曲线 ｎ
在 Ｚ Ｏ 非 线 性 电 阻 的 伏 安 特 性 中 ， 据 通 过 的 ｎ 根 电 流 大 小 可 分 为 ３ 区域 ． 小 电 流 区 、 电 流 区 和 个 即 中 大 电 流 区 在 小 电流 区外 施 电 压 小 于 压 敏 电 压 ， 阻 电
关 键 词 ：发 电 机 转 子 ；无 磁 ；过 电 压 ；非 线 性 电 阻
中图分类 号 ： ＴＶ７ ４ ４ ３ ．
０ ｇ 言 ｌ
随着 同步 发 电机 容 量 、 磁 电压 的不 断提 高 和 励 可 控 硅静 止式 励磁 装 置 系统 的广 泛使 用 ， 同步 发 电 机 转 子 的灭 磁 与 过 电 压 问 题 显 得 更 加 突 出 ， 而 越 因 来越 引起重视 。 近几 年来 ， 的电站 的发 电机 转 子灭 有 磁 与过 电压保 护 回路 ， 因设计 不 合理 、 选用 的元器 件 不 合格 、 试验不 规范 等因素 影 响 ， 生转子被 击 穿或 发 装 置 被 烧 毁 等 事 故 。 时 ， 为 发 电 机 转 子 灭 磁 与 过 同 作 电压保 护 重要 组件 的非 线性 电阻 元件 ＋ 因存在 性 能 老 化 问题 ＋ 故对 于那 些早期 投产 的发 电机组 ， 电机 发 转 子灭 磁与过 电压保 护装 置也存 在 一定 的隐患 。因 此 ， 文结 合 高坝 洲水 电站 的发 电机转 子 灭磁 与过 本 电压保 护 装置 来探 讨 该 类保 护 的一般 性 原理 、 能 性 及 试验 分析 ． 以供使 用该类 装置 的用 户参考 。
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
张 亚萍 哈尔滨 电机厂有限责任公 司
【 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 压与交 流断路器断 口电压之和 。 如假定 ： Ｕ ｓ ＝ Ｕ ｓ Ａ ＋ Ｕ ｓ Ｃ 其 中： Ｕ ｓ ： 为两个断 口电压之和 ， 则满足灭 磁电流 换流 条件的表 达式 为 ： Ｕｓ ｍ￣ ＞Ｕ Ｒｍ± Ｕ ｎ ｎ 式 中： Ｕ ｓ ｍ一 交流断 路器断 口电压最大值 ； ＵＲ ｍ一 非线性 电阻导通最大值 ； ＵＴ ｍ一 励磁变 线
ＬＰ为 整 流 电源 、 Ｕｋ为灭 磁 开 关
弧 压、 Ｕ Ｒ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
时只有两个 断口流过 电流 并建立弧 压。 灭磁时应满 足的换 流条件为： Ｕ Ｒｍ￣ ＜２ Ｕ ｓ ｍ＋ － ／ ２ ＵＴ ｍ 将 断 路 器 接 于直 流 侧 ， 三 个 断 口串联 连 接 ， 灭 磁 时 三个 断 口 均建立弧压， 其值 将 是 接 在 交 流 侧 的 １ ． ５ 倍， 更 容 易满 足 换 流 条 件 ：
在 满足 公式 （ ３ ） 时； Ｕ ｋ ＞ ￣ Ｕｏ ＋ ＵＲ 。 电流被 迫流 入灭磁 过电压保 护 器中， 转子 绕组中所储能 量被氧化锌 非线 性电阻 消耗 ， 且氧化锌 良好 的 伏安特 性保证 了这部分能 量几乎以恒压 的形式消耗 ， 确保了发 电机 组的 安全 。 以上 灭磁方式 为直流氧化锌 电阻灭磁方 式 。 １ ． ２ 本文所 研 究的第二 种灭磁 方式 为 ： 交流 电压 灭磁 方式 。 交流灭 磁基本 思路是 在断开功率整流柜 输入端 交流断路器前 ， 首先切 断三相全 控整流桥 的触发脉 冲， 然后进 行灭磁 。 交 流断 路器断 流作用 主要 是利用 电流 过零这一 特性 实现 的 。 但 是
发电机励磁转子过电压保护功能检测方法应用实践研究
发电机励磁转子过电压保护功能检测方法应用实践研究摘要: 介绍了某型燃机发电机励磁转子过电压保护装置的配置功能。
根据燃机发电机励磁转子过电压保护功能检测要求，结合现场工程实践，在分析当前发电机励磁系统过电压保护功能传统检测方法的基础上，通过采用一次和二次相结合的检测方法对公司发电机励磁转子过电压保护功能进行检测的应用实践，总结完善一种新颖实用且相对安全的励磁转子过压保护功能检测方法，这对优化改进发电机励磁转子过电压保护功能检测方法，提高检测过程的安全性、正确性和便捷性，确保发电机励磁系统过电压保护装置安全可靠运行，具有较好的借鉴意义。
关键词: 发电机励磁转子过电压保护检测方法一次和二次相结合安全性新颖实用优化改进1.引言发电机励磁转子过电压保护功能是防止发电机励磁系统运行中产生的过电压危害转子绕组及相关回路的重要保护技术手段。
发电机转子过电压保护的配置，主要由非线性吸能电阻器（如氧化锌ZnO）、可控硅器件、触发器等部件组成。
目前可控硅整流静止励磁系统已在大中型同步发电机中广泛采用，在发电机运行时励磁可控硅整流换相及停机灭磁等正常工况和空载误强励、机端短路、励磁失控、机组内部故障等严重事故状态以及其他各种异常工况时，转子回路中会产生很高的过电压，这些过电压如不采取措施进行及时有效抑制就有可能危及发电机励磁绕组对转子铁芯之间的绝缘和可控硅整流桥，一旦这些部位的绝缘被过电压击穿将造成发电机事故停机和更大的经济损失，这就反应出发电机励磁转子过电压保护功能配置的重要性。
在实际工程的应用实践中，就需要总结优化一套安全可靠且操作简便的检测方法来对发电机转子过电压保护装置的元件参数和工作可靠性进行周期性的检查和测试，从而保证发电机转子过电压保护装置的工作可靠性，进而提高发电机组的安全可靠运行性能。
结合工程应用实践，本文介绍了某型燃机发电机转子过电压保护装置配置和工作原理，结合该型燃机励磁系统转子过电压保护装置检测工作的现场实际，总结优化出该型转子过电压保护装置检测工作的改进方法，对同型发电机转子过电压保护装置的检测工作有一定借鉴意义。
发电机转子过电压及保护分析
电位 进 行 实 时检 测 ．检 测 出测 点 电位 结 果 为＋ Ｉ Ｏ Ｖ。 可 以 模 拟
电压 、 转 子 电 流 均逐 渐 增 大 ． 并持续上升。
因 此 处 于正 常运 行 状 态 ． 单 个 发 电机 不 会 对 电 网 的 电压 、 频 率 作， １ ＃机 励 磁 调 节 器屏 “ 伏， 赫兹报警” 信 号 灯 点 亮 。从 电站 集 造 成影 响 ．此 时 单独 的发 电机 调 节 励磁 电 流 就 会 影 响 发 电机 控 系 统 历 史 记 录 画 面 各 种 参 数 曲线 及 １ ＃机 组 故 障 录 渡 图 分 输 出的 无功 分量 ．调 节发 电机 输入 机械 能 可 以 改 变 发 电 机 输 析得 出． 从 机 组 异 常 运 行 到 保 护 动 作持 续 了 １ ． １ ｍ ｉ ｎ ， 并 且 在 保 出的有 功 分 量 。输 出 的 实 际功 率 可 以 由 发 电 机 定 子 电流 数 值
护动作前 ４ ５ ｓ由 １ ＃发 变 组 保 护 Ｂ柜 向 电站 集控 系统 发 “ 发 变
组 定 时 限过 激 磁 ” 声 光报 警 信 号 。集 控 室 大屏 幕 显 示 １ ＃机 组
无功功率逐渐增 大， ＤＣＳ画 面 显 示 无 功 、 机 端 三 相 电压 及 转 子
反 映出来。
４ ． ２ 励磁 电流控 制器
需要 自动励 磁 调 节 器将 电 压 恢 复 为 规 定 电 压 。 频 率 的 是 取 决 于发 电机 的机 械 能 大 小。发 电机 在 并 入 大 王 运 行后 ， 可将 大网
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。
发电机灭磁及转子过电压保护的改进
统 ，灭磁 及过 电压 回路 如下 （ 图 １ 。 见 ）
１ １ 灭磁 开 关结 构及参数 ．
量直流电机的励磁 回路 中，作为机组事故状态下励
磁 回路 的快速 灭磁 保护 ，也 可用 于切换 空 载或 额定
黄丹 电 厂 灭磁 开 关 在 ２ ０ ０ ５年技 改 为 科 大 创 新
股份有 限 公 司科 聚分 公 司 生产 的 Ｄ Ｘ —８ ０ ／ Ｍ ２ ０ —２ ｌ
技 术交流
１２ 过 电 压 保 护 及 灭磁 过 程 原 理 ．
ＳＡ Ｌ Ｙ Ｒ ＰＷ Ｒ ０１ ｏ，Ｔｔ ｏ６ Ｍ Ｌ Ｈ Ｄ Ｏ Ｏ Ｅ ２１Ｎ５ ｏ ｌ ｌ１ ａＮ
图 ｌ 中采用 大 功 率 限 压 二极 管 Ｖ １和 Ｖ ２反 Ｂ Ｂ
Ｊ
极性 并联 ，再 串联 过 流继 电器 Ｋ 和 电阻 Ｒ ，运 行 ｌ １ 中当绕 组 两 端 出 现 过 电 压 时 ，根 据 电 压 的极 性 ，
过 电压
０ 引 言
同步发 电机 灭磁 最早 是用 灭磁 开关 加线 性 电阻
的办法 ，灭 磁 时开关 的 常闭触 头先 闭合 ，接 通带 线 性 电阻的灭 磁 回路 ，然后 断开 灭磁 开关 的 常开 主发 电机 中至 今
仍 在使 用 ，但 由于其 灭磁 速度 取决 于灭 磁 电阻 的大 小 ，灭磁 电阻取得 越 大 ，灭 磁 速度就 越 快 ，同时 引 起 的反 向 电压 也越 高 ，因而导 致灭磁 速度 不够 快 。
随着 技术 的进 步 ，采用 灭磁 开关 加非 线性 电阻 灭磁 的方 法得 到广 泛 的应用 ，由于非 线性 电阻在灭 磁过 程 中磁场 绕组 反 电压基本 不 变 ，因此 它 的灭 磁
＋
Ｋ１
发电机灭磁及转子过电压保护装置的改进
广西水利水 电
Ｇ ＷＡ Ｅ Ｒ Ｋ Ｘ Ｔ Ｒ ｔ￣ＵＲ Ｅ Ｃ Ｓ＆ Ｈ Ｒ Ｐ ＷＥ Ｅ ＧＩ Ｅ Ｒ Ｎ ＹＤ Ｏ Ｏ Ｒ Ｎ Ｎ Ｅ Ｉ Ｇ ２ ０ （ ） ０ ８ ５
２
型 同 步 发 电机 Ｚ ｏ 快 速 灭 磁 ｎ
从 １ － 增 加 到 １ 时 ， ０２ ０ 电压 只增 加 一 倍 ， 可见 电压
经历一段 时间后会 发生偏 移 ， 易导致 装置 的误动 。 容
１ ２ 配 备的线性 电 阻灭磁速 度较慢 ．
３ ０ ０ ０
２ ０００
１０ ０ ０
在采 用 耗 能 型 的 Ｄ Ｍ２灭 磁 开 关 的 同 时 ， 配 还
备了线性电阻用于发电机灭磁。在灭磁开关分断时 通过辅助 触 头将 灭 磁 电 阻 并 人发 电机 转 子 进 行 灭
端并 接一特制的换流熔丝 ， 开关分断后建 立低弧压使
励磁 电 流 转 入 熔 丝 中 ， 丝熔 断 产生 预 定 高压 ， 熔 使
ＲＮ 导通 电压较 其他 组高 ） 加熔断器 ， （ 不 这样 就 可 以 保证 整个装 置无 开路现 象 。
２ ２ 快 速灭磁 ．
ＭＢ型同步发电机 Ｚ Ｏ快速灭磁及转子过压保 ｎ 护装置以 Ｚ Ｏ电阻作为主保护元件 ， ｎ 过电压能量吸
收元件 直 接并接 在 被保 护 设 备 两端 ， 因此 该装 置 具 有 良好 的过 电压 保 护性 能 ， 动作可靠 ， 容量大 。正 能 常工作 时 ， 功耗 小 ， 动作值 稳定 ， 自动 返 回， 以单 可 可 独 作 为 发 电机 转 子 过 电 压保 护 使 用 ， 可 和 ＤＭ２ 亦
及 转 子 过 压 保 护 装 置 的 原 理 及
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
发电机转子过电压及保护
科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY INFORM TION 2008NO.06SCI ENCE &TECHNOLOGY I NFORMATI ON 工程技术大型同步发电机在运行时常因一些故障或其它的原因使转子系统出现过电压,分析发电机转子过电压产生的原因并采取相应的措施对电力系统的安全运行有重要的意义。
通常当发电机组出现二相、三相突然短路、失步、非同期合闸、灭磁、非全相运行时,会产生转子系统的过电压。
另外可控硅励磁电源出现的换相尖峰过电压以及从交流侧通过励磁变压器和气隙传递过来的大气过电压和电网操作过电压也会出现在转子系统中。
这些过电压产生的条件不同、强弱不同,因此应当采取不同的保护方法。
一般来说,由于铁磁材料的阻尼作用,大气过压和电网操作过电压传递到转子系统上已很微弱,不会超过其它种类过电压的强度和持续时间,可以不自行考虑。
由于过电压产生的原因不同,因此不同的过电压有其自身的特点。
灭磁过电压时间短、能量集中;非全相或大滑差异步运行时过电压剧烈,时间不定,其能量无法估计;可控硅换相尖峰过电压时间极短,但持续时间极长。
灭磁过电压的问题,十几年来已引起充分的注意,并已重视和熟悉。
非全相及大滑差异步运行虽出现较少,但危害很大,应引起重视。
可控硅电源换相引起的尖峰过电压是一步机组误强励,误失磁的根本原因,必须采取保护措施。
过电压保护的基本元件一般大多选用氧化锌压敏电阻阀片。
其原因有四,一是阀片单位体积能容量大,可做到300J/cm 3,单只阀片可做到20K J/只。
二是保护特性好,阀片流过100A 的电压和流过100mA 的电压比值仅为1.5倍(即U 100A /U 10mA =1.5=K 1,K 1称为残压比)。
三是漏电流小,二分之一U 10m A 电压下的电流I<50uA 。
四是寿命长,阀片能在持续运行电压U e =0.75U 10mA 下工作100年。
根据氧化锌电阻的基本性能参数并对各种过电压的特点进行分析,就可以合理地使用阀片对各类过电压进行有效的保护。
发电机灭磁过压保护装置的测及分析
发电机灭磁过压保护装置的测及分析摘要：灭磁就是在发电机组的内部发生故障时，在转子绝缘允许的情况下，尽快地将发电机转子绕组中励磁电流所产生的磁场减弱到尽可能小的过程。
氧化锌非线性电阻由于其灭磁速度快，限压效果好等特点，已经被国内大中型发电机组广泛采用，所以对于氧化锌电阻的常规监测也显得尤为重要，灭磁装置作为发电机组安全的最后屏障，其运行的可靠性和安全性也被各大电厂所重视。
关键词：灭磁电阻漏电流导通值一、发电机励磁的参数及灭磁装置的工作原理介绍励磁系统正常停机，调节器自动逆变灭磁；事故停机，跳灭磁开关FMK将磁场能量转移到高能氧化锌非线性电阻60FR 中灭磁。
当发电机处于非正常运行状态时，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CF1模块将检测到转子正向过电压信号，触发60SCR可控硅元件，非线性电阻60FR电阻导通将产生的过电压抑制。
二、对灭磁过压保护装的测试1、试验方案1.1转子绕组侧保护特性试验：1.1.1正向触发回路元件特性测试，1.1.2反向过电压保护整定值特性测试、将1#功率柜、2#功率柜、3#功率柜的交流刀闸断开，灭磁开关分闸，将灭磁专用测试台的交流高压直接接在转子正负两端。
同时按图接上录波器（示波器分压电阻10：1）手动升压T1调压器，观察录波器波形，当保护装置动作时，保存录波波形。
以上试验进行两次。
保护特性测试电路图转子侧正向过电压触发电压保护特性测试（第1次）正向过电压保护触发值2130V，反向过电压保护整定值1000V。
转子侧正向过电压触发电压保护特性测试（第2次）1.2转子侧氧化锌特性测试。
试验仪器：HK-II氧化锌直流参数测试仪万用表实验前用万用表测量60R1~60R18熔断器，熔断器导通正常。
拆除熔断器，用氧化锌直流参数测试仪测试转子侧氧化锌的电气参数。
转子侧氧化锌单元U10mA电压及漏电流测试结果气温25 °c1.3转子侧氧化锌反向限压保护特性测试。
发电机灭磁及过电压保护介绍NR模板ppt课件
灭磁耗能方式
7
• 线性电阻耗能方式
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。
灭磁主要任务及要件
3
• 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：
T EQ
1
Ia0
i
0
a
dt
T EQ
1
Va0
v
0
a
dt
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
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
采 用 PP管 及 配 件： 根据给 水设计 图配置 好PP管 及配件 ，用管 件在管 材垂直 角切断 管材， 边剪边 旋转， 以保证 切口面 的圆度 ，保持 熔接部 位干净 无污物
灭磁耗能方式
采 用 PP管 及 配 件： 根据给 水设计 图配置 好PP管 及配件 ，用管 件在管 材垂直 角切断 管材， 边剪边 旋转， 以保证 切口面 的圆度 ，保持 熔接部 位干净 无污物
报告内容
15
– 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
转子过电压保护装置试验设备的研制与应用
管跨接器组成 。在《 Ｄ Ｌ ／ Ｔ ４ ８ ９— ２ ０ ０ ６大中型水轮 发电机 静 止整流励 磁 系统及装 置试 验规程 》 和 《 Ｄ Ｌ ／ Ｔ ４ ９ １—２ ０ ０ ８大 中型水 轮 发 电机 自并 励 励 磁 系统及装置运行和检修 规程》 的相关条款 中， 均 要求 进行 转子 过 电压保 护装 置测 试 。而 目前转 子 过电压保护装置还没有专用测试设备 ， 现场测试 时通常使用施加交流电压利用示波器查看波形的 方法 进行 测试 ， 效 率较低 且 测试 精度 不高 ， 因此需 要研制出一套能方便现场试验的测试设备。
在（ （ Ｄ Ｌ ／ Ｔ ４ ８ ９ — ２ ０ ０ ６大 中型水轮发 电机静止 整流励磁系统及装 置试 验规程》 中， 其测试要 求
规定 如下 ：
非线性电阻试验 ： 对于氧化锌 电阻 ， 应逐支路 测试元件压 敏电压 ｕ 。 。 ， 测试 ０ ． ５倍 ｕ ｏ ｍ Ａ 直流 电压时 的泄漏 电流。其 泄漏 电流值 应小 于 １ ０ ０
Ｕ２
倍压电路倍数及输出电压计算 ： 考 虑到带负 载后的电源压降问题 ， 因此选择 ８ 倍压整流。按
最 大 交流 输 入 电 压 为 ２ ５ ０ Ｖ计 算 ， 则 输 出 空载 电
１ 概
述
处 于开路 状 态 ； 当转 子 正 向电 压 大 于 过 电压 整 定
发 电机励 磁 系统ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ转子 过 电压保 护装 置 的主要 作 用是 防止 发 电机运 行 和操作 过程 中产 生危 及转 子 绕组 的过 电压 。装 置 一 般 由非 线 性 电 阻 、 晶 闸
大型发电机灭磁及转子过压保护分析
型 同步发 电机组 灭磁 及过 压保 护 。 发 电机 逆 变灭磁 方式 ：
大 型机 组励磁 电流不 断增加 ， 转子 的 电感 越来越
大 ， 子所储存 的磁 场能 量也 随之增 大 ， 以大 型 机 转 所
２１ ０ ２年 ５月 第 ｌ ５卷 第 ５期
２１ ０ ２，Ｖｏ ，１ ｌ ５，Ｎｏ ５ ．
贵 州 电 力 技 术
ＧＵＩ ＨＯＵ ＬＥＣＴＲＩ ＰＯＷ ＥＲ Ｚ Ｅ Ｃ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
专题研讨
Ｓｐ ｃａ ｐ ｔｓ ｅ ｉｌＲｅ ｏ
大 型 发 电机 灭 磁 及 转 子 过 压 保 护 分 析
一
大型 机 组 的 出 口母 线 电压 很 高 ， 这种 高 压 机 在
组 中 ， 怕 只要有 维 持发 电机 母 线 电压 １％ 的励 磁 那 ０ 残压 ， 这种 残压 也足 以维 持故 障处 电弧 ， 为此 大型 发
电机组 的灭 磁应 更加 彻底 。
适 当角度 ， 时励磁 电源 改变极 性 ， 此 以反 电势 形式
・
４１ ．
贵 州 电 力 技 术
第 １ ５卷
加 于励 磁绕 组 ， 转 子 电 流迅 速 衰 减 到 零 的灭 磁 过 使
程 称 为逆变 灭磁 。
电
机
一
可 硅 控 三相 式 流 桥 整
一
图 ２ 汽 轮 发 电 机 转 子产 生轴 电压 原 理 图
由于轴 瓦 与 轴之 间 的 油膜 可 以认 为是 一 电容 ， 同时转 子绕组 与轴 之 间 也存 在 分 布 电容 ， 样 在 转 这
在 电站 的实 际运 行 过 程 中 ， 曾多 次 出现灭 磁 失 败 而引起 转 子过压 ， 成转 子磁 极击 穿 ， 毁灭 磁 开 造 烧 关 及励 磁设 备等 重大 事故 。甚 至 出现 因灭 磁 时间过 长， 以致 在 主变压 器 内部短路 时 未能迅 速 灭磁 断流 ， 造 成主 变绕 组严重 烧损 ， 外罩 炸 裂 的恶 性 事故 ， 经济
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。
灭磁及转子过电压保护
直流侧过电压保护动作整定值的选择原则：
1）在任何运行情况下，应高于最大整流电压的峰值，低于整流器的最大允许电压值；
2）在任何运行情况下，应高于灭磁装置正常动作时产生的过电压值；
3）在任何运行情况下，应保证励磁绕组两端过电压时的瞬时值不超过出厂试验时绕组对地耐压试验电压幅值的70%。
要求动作的分散性不大于±10%。
在任何运行情况下，过电压保护器应使得整流器的输出过电压瞬时值不超过出厂试验时绕组对地耐压试验电压幅值的30%。
过电压保护动作应可靠，并能自动恢复，采用的元件容量应有足够的裕度。
过电压保护氧化锌非线性电阻应满足：
灭磁装置及灭磁氧化锌非线性电阻应满足：
灭磁装置应满足：灭磁过程中，励磁绕组反向电压应控制在不低于出厂试验时绕组对地耐压试验电压幅值的30%，不超过出厂试验时绕组对地耐压试验电压幅值的50%。
起励电源的容量：应不大于发电机空载励磁电流的10%。
ABBUN5000励磁系统灭磁及过电压保护原理分析
ABB UN5000励磁系统灭磁及过电压保护原理分析摘要：本文主要介绍了某电厂1000MW发电机组ABB UN5000励磁系统的灭磁原理及转子过压保护的实现，跨接器在实现移能灭磁和转子过电压保护中发挥着决定性的作用，对其工作原理及动作流程的掌握，有助于在正常运行中发生设备异常情况时能够准确的进行故障分析和定位。
关键词：UN5000励磁系统灭磁转子过电压跨接器灭磁开关0引言励磁系统是电厂中重要的电气系统，包括供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备。
励磁系统在发电机运行时起稳定机端电压、调节发电机之间无功分配、提高系统稳定性的作用。
当发电机出现故障时，为保护发电机及其相关的电气设备，防止事故扩大造成额外的损失，除了将发电机及时从电网解列、切除励磁电源外，还要启动励磁系统中的灭磁装置，以迅速降低转子电流，将发电机机端电压尽快降为零。
目前，发电机励磁系统大多采用移能型的灭磁方案，即将转子能量转移到灭磁电阻上消耗掉。
1 UN5000自并励静止励磁系统灭磁原理目前发电机的正常解列停机方式采用发变组程跳逆功率保护完成，即汽机打闸后，通过主汽门关闭接点加上发电机逆功率信号启动程跳逆功率保护解列停机，保护同时发出命令跳闸灭磁开关。
ABB UN5000励磁系统采用可控硅跨接器实现移能灭磁，灭磁系统有以下部件构成：灭磁开关Q02、灭磁电阻R02、可控硅晶闸管F02及触发单元A02等，如图（1）所示。
图（1）ABB UN5000励磁系统灭磁及过电压保护原理图1.1主要元器件功能(1) V1-V3 可控硅晶闸管：转子正、反向过电压导通晶闸管。
当其任意一个导通时，灭磁电阻就并入到转子线圈吸收转子能量。
(2) K1，K2，K3 灭磁开关跳闸继电器：当灭磁开关跳闸时，继电器 K1 或K2 动作，直接触发V2 和 V3 可控硅，投入灭磁电阻。
串联在 K1 和K2 继电器线圈的电阻是操作电压选择电阻；K2 线圈两端的电容起延时作用，可以让这 2 个继电器先后动作；K3 是备用继电器，没有使用。
发电机灭磁及转子过电压保护回路改造
［ 关键词】 同步发 电机
１原有灭磁与转子过 电压保护装置存在的问题 ．
原 有 灭 磁 与转 子 过 电压 保 护 装 置 是 中 国 科 学 院 等 离 子 物 理 研 究所 ９ ４ 年 的产 品 。灭 磁 开 关是 Ｄ ２型 ， 开 关 结 构 复 杂 ， 灭 磁 能 力 有 限 ， 励 时 Ｍ 该 其 强 灭磁 时 间长 ， 灭磁 时 发 电 机 转 子 回 路承 受 电 压 过 高 ， 子 和 转 子 的安 全 受 定 到严 重 威 胁 。 转 子 过 电压 保 护 装 置 的 Ｚ Ｏ电阻 体 积 小 ， 容 量 小 ， 量 多 ， ｎ 能 数
ｗ ３５ ＷｏＷｏｌ２（ｆ ｆ） Ｌ ＝ ｄ Ｒ（ ） ｎ：（— ）ｆ ｆ ／ Ｌ０ ０ ，ｆ Ｔ ０ ｆ ℃ ， ＝ Ｉ２ ｏ 巧 式 中 ： 一转 子绕 组 的最 大储 能 ； ｗ ＷＯ ｆ 一转 子 绕 组 的 空 载 储 能 ；
由此 可 以 得 知 ： ｗ ＝（－ ） ｆ （— ） ｉ２ Ｉ ２ ＝ ３ ５ ． ／ （ ｄ Ｒ（Ｏ ｔ ） ３ ５ Ｗｏ ３ ５ ＂ ／ （ ｆ ） （－ ） ｉ ２Ｔ ０ ｆｓ Ｉｏ ＝ Ｄ Ｔ ＂ ２
３ 元器件选配及参数选择 ． ３ １ 电机及主励磁机参数 ．发
发电 机类型 上 海汽轮 发电 机 额定励磁电流 １５Ａ ６ ０ 额定励碰电压 Ｕ ０
＝２ ５ ６Ｖ
励磁方式
强励时间
三机励敲
１Ｓ Ｏ
强励倍数
转子绕组直流电阻 ‰
２俯
空载勋磁电滤
Ｉ 定于绕组三 开 相 路时 ，
３ ２２灭磁 残 压 ．．
２ ２转子系统产 生的过 电压工况 ． 发 电机 转 子 系 统 产 生过 电压 工 况 有 多 种 ， 常 见 的有 ： 最 （） １灭磁过 电压 ： 此种过 电压时 间短 ， 能量集中： （） ２ 由于 发 电机 非 全 相 或 大 滑 差 异 步 运 行 而 产 生 的转 子 系 统 过 电压 ， 此 种 过 电压 能 量大 ， 坏 力 强 ， 时 间 无 法 预测 ； 破 且 （） 子 正 向 过 电压 ； ３转 （） ４ 电源侧过 电压 ； 综上所述 ， 一个完备的保护方案必须能够对上述各种过 电压都有保护 功 能 ，Ｍ ３ Ｆ Ｂ １型过 电压 保 护 装 置 就 是针 对 上 述 过 电压 进 行 选 配 保 护 元 件 。 ２ ３ Ｆ Ｂ 型 过 电 压保 护 装 置过 电压 保 护 元 件 ． Ｍ ３ １ （） 电机 灭磁 过 电 压保 护 组件 Ｆ １对 灭磁 过 电 压 进 行 保 护 ， 过 对 １发 Ｒ： 通 灭 磁 能 量 的 计 算 ， 相 应 量 的 Ｚ Ｏ电 阻 进 行 并 串组 装 ， 各 阀片 做 全 电 流 选 ｎ 对 测试 ， 用均 能的原则对 阀片进行合理 的组合匹配 ， 证各并联支路 的能量 保
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过 容许值 Ｕ （ ｍ 其值通 常 为转 子额 定励 磁 电压 的 ４～ ５倍 ）
前 提下 ， 灭磁 过程 时间越短 越好 。 由于 转子感应 电压 与转 子 电流 的变化率成 正 比 ， 因此 ， 想 的灭磁过 程也可 以描 述 为 ， 理
在整 个灭磁过程 中 ， 子电流的衰减率 保持 不变 ， 由衰减率 转 且
而 引起 的转子感应 电压 等于 Ｕｍ。
０ 前言
同步 电机 的快速灭磁是 限制 电机 内部故障扩大 的唯一方
１ 工 作原 理
我 公司发 电机 灭磁 系统 为 ５ ０年代访 苏产品主 要 由灭磁
法。 当发 电机 内部 故 甯 如定 子 接地 、 匝问短路 、 子相 问短 电阻、Ｄ 定 Ｍ２磁 场 断路器组 成 ， 以及 ＤＭ２的控 制 电路和 信号
（ 可靠 的监控 系统 将更 有利于 对系统 的及时优化 ， ２ ） 降低 系统运 行风险和 系统 损耗 ， 降低 员工维护工作 强度 ， 提高事故 情况 下对事故 的及 时、 准确 判断和 正确处理 ， 从而提 高了系统
运行 的可靠性。
参考文 献
【 １ 惠刚． 变电站综合 自动化原理 与 系统 【 ． 】张 Ｍ】北京 ： 中国电
统 的监控 任务 ， 处位置 十分 关键 。将 原有 的单机单 网结 构 所
改为双机双 网结构 ， 设备构成到软 件机制方面 的改 进 ， 从 使得
系统 的运行可 靠性 得到提高 ， 为生产 装置 的长 稳优 运行提供 可 靠的 能源保 证。 同时 ， 为今后 我厂 变 电站综 合 自动化 系 也 统 的组 建提供 良好 的技术借鉴。
力 出版 社 ，０ ４ ２０．
（） ３ 双机双 网的统一 规划 ， 为各 分变 电站 节省 了一 大笔用
于监控 系统 的投 资 ， 且 大大 降低 了 电力监 控保 护系统 的故 并
【］深 圳 汇港 科技 公 司．Ｖ Ｓ ２０ ２ Ｉ一 ０ ０变 电站 综 合 自动 化 系统．
深 圳 ：０ ２ ２０．
障率 ， 由此产生 的直 接和 间接经济效 益不可估量 。
作者 简介 ： 张煜（ ９ ０ ， 甘 肃兰州人 ， １ ８一）男。 中国石油兰州石化公
司动力厂助理工程师 ， 究方 向： 研 电力 自动化 ； 钟锡 鸿（ ９ ８ ， １６ 一）
５ 结语
我 厂变 电站综合 自动化 系统担负着 石化公司东 区 电力系
大 ， 时间愈长 ， 路能量 愈大。 巨大的短路能量将会 烧毁 氧化锌压 敏 电 Ｚ Ｏ 阀片 ） ＤＭＸ磁场 断路器 、 持续 短 ｎ 、 以及一 次ห้องสมุดไป่ตู้
．
绕 组 ， 至使 铁心熔 化 ， 甚 导致 发 电机长 时间不 能恢复运 行 ， 所 二次 的控 制 电路和保护屏 动作信号 电路等组成。装 置采用均
将绝缘 击穿 。因此 ， 断开磁 场 电流 的同时 ， 应将转子励磁 异步运行保 护器 。其作用是 ： 电机 组在 投合和脱离 电源 时 ， 在 还 发
４ 改进后的效果
将双机 双 网结构应 用 到我 厂变 电站综合 自动 化系统 中 ，
经 过一段时 间的运行 ， 收到 了很好 的效果 。具体如 下 ： （） １ 改造后 电力监控 系统 消除 了原 有 系统 存在 的缺 陷 ， 实 现 了真正意义上 的快速 、 高效 、 稳定 、 可靠 ， 运行效果 良好 。
路等 ） 以及 发 电机 一变压 器组 中变压 器短路 时 ， 电保 护虽 电路组成 。其结够复 杂 ， 继 拒动 、 误动频 繁 ， 在小 电流情况下 ， 不
能将 发 电机 自系统 断开 ， 但如不 消灭发 电机磁场 ， 障电流将 能 可靠 灭磁 。现 已通 过技 改将 ５— ９号 发 电机 灭磁 系统 更 故 仍 然存在 。短路 电流和 发 电机 内 电动势 成正 比 ， 路 电流 愈 换 为 Ｆ ３ — ３ ０型 灭磁 及过 电压 保 护装 置 ， 要 由 高能 短 ＭＢ １ ２ ０ 主
２１ ０ ０年 第 ２ ４期 （ 第 １ ９期 ） 总 ５
中 新竣 、 阎高 书金 业
… Ｉ ｃ ＨＩ Ｉ Ｈ ｒ￡ ｆ Ｎ Ｔ Ｅ Ｒ Ｐ ｃ Ｈ ＾ ｉ －
ＮＯ ． ４ ２ ２ 。 ０１ ０
（ ｕ ｌｔ ｅｙ Ｏ．５ Ｃ ｍｕａｉ ｔＮ １ ９） ｖ
以及现 场通过 测试 所发 现 的缺 陷。 而保 障发 电机转 子灭磁 能迅 速消 耗掉 。理 想 的灭磁过 程是 ， 从 在保 证转 子过 电压不 超
与过 电压保护装 置正常安全运行 。
关键词 ： 电机转子 ； 发 灭磁 ； 电压 ； 过 试验接 线图 中图分类号 ： Ｍ３ ２ Ｔ １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ９ ２ ７ ２ １ ２ — １６ ０ １ ０ — ３ ４（ ０ ０）４ ０ ０ — ３
断开 ， 则磁场 电流 瞬间到零 ， 完成 灭磁 。但磁 场绕组具有 很大 靠 ， 寿命 长等优点 ， 能够对 发 电机转子 实现理 想的移 能灭磁和 此 的 电感 的， 突然 断流 会在其 两端产生很 高的感应过 电压 ， 可能 过 电压 保护。 另外 ， 回路还加 装 了发 电机 非全相 及大 滑差
发 电机 转子 灭磁 与过 电压保护装置 的应用
李志勇， 尹蓉江
（ 疆伊 犁河流域 开发 建设管理 中心伊 河水 电中心 ， 新 新疆 巩 留 ８ ５ ０ ３ ４０）
摘要 ： 过对发 电机 转子 灭磁 与过 电压保 护装置 的原理 分析 ， 绕 组 自动 接入 到放 电 电阻或其 他效 能装置 上 ， 磁 路中 的储 通 使
以只有在继 电保护动作 的 同时 ， 而彻底地消 灭磁 场 ， 迅速 才是 能原则 ， 使用计 算机 对 Ｚ Ｏ 阀片进行合 理配 片 ， ｎ 并且 加 强 了
保护发 电机 的最有效 方法。最 简单的 灭磁 方法是将磁场 回路 对 Ｚ Ｏ 阀片 的保 护 ， 装置具有 灭磁 容量 大、 ｎ 使 速度快 、 作可 动