非線性電阻串聯(lián)滅磁方案探討

1、非線性電阻串聯(lián)滅磁方案探討 陳賢明 呂宏水 劉國(guó)華 王偉 朱曉東 ( 國(guó)電自動(dòng)化研究院 電氣控制研究所 南京323信箱 , 210003)摘要：通常大型發(fā)電機(jī)采用非線性電阻滅磁，按常規(guī)，非線性電阻并接在磁場(chǎng)絕繞組兩端，這種接法已得到普遍采用，沒碰到什么問題，然而隨著巨型水輪發(fā)電機(jī)，如三峽700Mw的發(fā)電機(jī)投運(yùn)，磁場(chǎng)電壓和電流都十分大，這種情況下，用上述并聯(lián)接法，為使非線性電阻在滅磁時(shí)投入，對(duì)滅磁開關(guān)的開斷弧壓要求愈來愈高，這意味著滅磁開關(guān)除了要通過大電流，并且在開斷時(shí)需產(chǎn)生很高弧壓，這就導(dǎo)致滅磁開關(guān)十分巨大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，運(yùn)行維護(hù)工作量大。為此本文對(duì)滅磁時(shí)將非線性電阻并接在滅磁開關(guān)兩端，

2、串入磁場(chǎng)回路的方案進(jìn)行探討，這時(shí)對(duì)滅磁開關(guān)開斷弧壓要求可降低至非線性電阻的殘壓，并且能達(dá)到并聯(lián)支路滅磁的相同效果，無須增加設(shè)備，為此，對(duì)其機(jī)理進(jìn)行了自并勵(lì)發(fā)電機(jī)空載誤強(qiáng)勵(lì)滅磁的仿真，給出了予想的結(jié)果。關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)，非線性電阻 ，滅磁，串聯(lián) 0). 前言 大型發(fā)電機(jī)的滅磁對(duì)發(fā)電機(jī)安全是極其重要的，尤其隨著國(guó)內(nèi)三峽水電廠的26臺(tái)700Mw水輪發(fā)電機(jī)的陸續(xù)投運(yùn)，以及下一個(gè)10年，可能有多達(dá)近百臺(tái)這類機(jī)組投運(yùn)，滅磁問題的合理解決，顯然十分迫切。在上世紀(jì)70年代未，采用磁場(chǎng)開關(guān)加非線性電阻的滅磁方案得到發(fā)展，它和用線性電阻滅磁的方案類似，滅磁電阻并接于磁場(chǎng)繞組兩端，由于用非線性電阻時(shí)在滅磁過程中，加于

3、磁場(chǎng)繞組的反電壓基本不變，因此它的滅磁速度遠(yuǎn)比用線性電阻要快。它也是屬于移能式滅磁，滅磁時(shí)磁場(chǎng)能量主要由非線性電阻吸收，滅磁開關(guān)主要起開斷作用，這種滅磁方式優(yōu)點(diǎn)之一，可根據(jù)發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)能量的大小，配置非線性電阻的能容，十分靈活，因此曾得到推廣應(yīng)用，也受到廣大的電廠運(yùn)行人員的歡迎。 只是近年在如三峽700Mw這類大型發(fā)電機(jī)應(yīng)用上，遇到了新問題，因這類發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電壓、勵(lì)磁電流都十分大，要滿足用非線性電阻滅磁，對(duì)滅磁開關(guān)的開斷時(shí)弧壓Uk的要求高，能實(shí)現(xiàn)可靠移能滅磁的關(guān)鍵是，磁場(chǎng)開關(guān)的開斷弧壓必須大於，勵(lì)磁電源的最高電壓及非線性電阻的殘壓之和，現(xiàn)以三峽水電廠700Mw機(jī)組ABB公司提供的數(shù)據(jù)為例， 額

4、定勵(lì)磁電壓、電流 475.9V ,4158A 整流變壓器付邊線電壓=1200v,假定同空載誤強(qiáng)勵(lì)使發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓上升1.3倍，這時(shí)勵(lì)磁電源最大電壓為=1.321200=2210V如果非線性電阻殘壓選為2000v，則要求磁場(chǎng)開關(guān)開斷時(shí)的弧壓不小于4300V，如還留有一些裕量，就得要求開斷弧壓達(dá)5000V，通常帶滅弧柵的分隔短弧的滅磁開關(guān)，每個(gè)滅弧柵間隔電壓為2530V，要達(dá)到5000V就需要200167滅弧柵間隔,實(shí)際上難以做在一只開關(guān)上，需要分成多只開關(guān)串聯(lián)完成，三峽發(fā)電機(jī)用的直流滅磁開關(guān)就是由8只開關(guān)串聯(lián)而成。 我國(guó)過去曾使用過串聯(lián)式帶滅弧柵的自動(dòng)滅磁開關(guān)滅磁，它的滅磁速度快，如國(guó)內(nèi)的DM2

5、型的自動(dòng)滅磁開關(guān)，曾經(jīng)得到廣泛采用，在滅弧時(shí)利用開關(guān)斷開時(shí)的滅弧電壓，將磁場(chǎng)能量消耗在開關(guān)的滅弧室內(nèi)，在磁場(chǎng)電流衰減到零前，滅弧電壓基本不變，這個(gè)特性應(yīng)該說和非線性電阻，尤其是氧化鋅ZnO的伏安特性相近，這就使作者聯(lián)想到用ZnO串聯(lián)來滅磁，即將非線性電阻跨接于磁場(chǎng)開關(guān)的兩端，這時(shí)對(duì)磁場(chǎng)開關(guān)開斷弧壓的要求，實(shí)際上只要到達(dá)非線性電阻的殘壓就夠了，如仍以上述三峽發(fā)電機(jī)為例，對(duì)開關(guān)開斷弧壓的要求可降到2000v就夠了。1).非線性電阻對(duì)滅磁開關(guān)弧壓的要求圖1 非線性電阻并聯(lián)滅磁線路U 電源電壓 Uk磁場(chǎng)開關(guān)FB斷開時(shí)的開斷弧壓I 磁場(chǎng)電流 e 磁場(chǎng)繞組自感電勢(shì) R 非線性電阻通常用圖1所示的并聯(lián)非線性

6、電阻支路滅磁，需要依賴滅磁開關(guān)的開斷弧壓，事實(shí)上開關(guān)FB斷開時(shí)，磁場(chǎng)電流i減小，磁場(chǎng)繞組產(chǎn)生與電流變化率正比的感應(yīng)電勢(shì)e，后者可按回路電勢(shì)合成為零確定，在這里即 UUk+e=0， 得出Uk=U+e，而e是加于非線性電阻上，要使其導(dǎo)通，應(yīng)不小于非線性電阻的殘壓。也就是說滅磁開關(guān)的開斷弧壓要大於電源電壓加非線性電阻的殘壓。圖2 非線性電阻串聯(lián)滅磁線路U 電源電壓 Uk磁場(chǎng)開關(guān)FB斷開時(shí)的開斷弧壓 e 磁場(chǎng)繞組自感電勢(shì) R 非線性電阻圖2是本文探討的非線性電阻R串聯(lián)的滅磁線路，發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，磁場(chǎng)開關(guān)FB閉合。非線性電阻R被FB短路，沒有電流通過，滅磁開關(guān)跳開時(shí)，產(chǎn)生的開斷弧壓Uk直接加到非線性電

7、阻R上，如Uk大或等于非線性電阻的殘壓，則磁場(chǎng)電流流經(jīng)非線性電阻及磁場(chǎng)繞組，其滅磁過程應(yīng)和非線性電阻并聯(lián)滅磁沒有太大的不同。唯一的不同是串聯(lián)滅磁時(shí)，磁場(chǎng)的電源電壓U仍可能加在回路中，但通常，對(duì)含有非線性電阻的電路講，它的作用很小，在滅磁時(shí)如可控硅整流電路交流側(cè)也同時(shí)拉開。那U就不存在了。如果發(fā)電機(jī)采用的自并勵(lì)系統(tǒng)，則U隨著勵(lì)磁電流i衰減而很快下降，起不了什么作用。為了評(píng)估電源電壓U加于和磁場(chǎng)繞組串聯(lián)的非線性電阻的電路中產(chǎn)生的電流，假定圖2中的磁場(chǎng)開關(guān)FB是開斷的，加上不同的電源電壓U，求穩(wěn)定后的電流，這時(shí)的電路方程為:其中Ux為非線性電阻R上的電壓降。通常Ux可表示Ux=ki 現(xiàn)在假定r=0.

8、098 L=0.99H 非線性電阻用ZnO =0.046 滅磁時(shí)當(dāng)磁場(chǎng)電流為4158A時(shí)殘壓取2000v ，可得k=1363。對(duì)不同的U值求穩(wěn)定電流，應(yīng)指出這里L(fēng)對(duì)電流大小沒作用，只是起延時(shí)的作用，對(duì)上述方程仿真結(jié)果如下表:U v200019001800170016001500I a116465129010731.38U v14001300120011001000900I a1.7850.36.063.01.001.1ma從表中可知當(dāng)電壓U到1000v時(shí)，該電路的穩(wěn)定電流i只有1ma，實(shí)際已不起作用，大型發(fā)電機(jī)強(qiáng)勵(lì)電壓很小有超過1000vdc，當(dāng)然如果在上述勵(lì)磁電源空載誤強(qiáng)勵(lì)1.3倍的2210

9、vac下，整流電壓中300Hz分量因直流側(cè)磁場(chǎng)電感十分大，不起作用磁場(chǎng)電流大小取決于直流電壓，為防止非線性電阻損壞，更為妥當(dāng)?shù)氖菙嚅_直流磁場(chǎng)開關(guān)的同時(shí)，也切斷晶閘管整流橋交流側(cè)電源。本文將研究自并勵(lì)發(fā)電機(jī)在空載誤強(qiáng)勵(lì)下用非線性電阻串聯(lián)滅磁的多種情況。2.非線性電阻串聯(lián)滅磁仿真為了對(duì)非線性電阻串聯(lián)滅磁的情況進(jìn)一步了解，現(xiàn)在以三峽水電廠700Mw自并勵(lì)發(fā)電機(jī)空載誤強(qiáng)勵(lì)滅磁為例，進(jìn)行仿真，首先列出同步發(fā)電機(jī)空載時(shí)在d,q軸坐標(biāo)內(nèi)的park微分方程. 空載時(shí)定子電流Id=iq=0,q軸磁鏈q=0 電壓方程：定子： (1) (2)磁場(chǎng)： (3)阻尼繞組： (4)磁鏈方程：: 定子： (5)磁場(chǎng)： (6)

10、阻尼繞組： (7)同時(shí)考慮發(fā)電機(jī)在同步速旋轉(zhuǎn)，即P=2f，再將磁鏈方程代入電壓方程后得 (8) (9) (10) (11)其中微分算子S=d/dt=p 按Simulink習(xí)慣書寫。方程(8)至(11)便是水輪發(fā)電機(jī)空載的微分方程組。圖3是自并勵(lì)發(fā)電機(jī)的主線路，Tr是晶閘管整流橋，EPT是勵(lì)磁變壓器，它的起勵(lì)和運(yùn)行需要?jiǎng)?lì)磁調(diào)節(jié)器(AVR)進(jìn)行閉環(huán)控制，因其動(dòng)態(tài)性能優(yōu)良、響應(yīng)快，用的都是靜止設(shè)備，維護(hù)容易，現(xiàn)在無論汽輪發(fā)電機(jī)和水輪發(fā)電機(jī)上，均得到廣泛應(yīng)用，這也是本文針對(duì)它研究的原因。 圖3 發(fā)電機(jī)的自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng) 注意非線性電阻串聯(lián)滅磁時(shí)方程10中還須加上 項(xiàng)。 眾所周知同步發(fā)電機(jī)空載特性是非線性

11、的，應(yīng)該指出,在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面合理設(shè)計(jì)的水輪發(fā)電機(jī)，其在標(biāo)幺制中的空載特性不應(yīng)和下述常規(guī)空載特性 Uo=f(if) (標(biāo)幺制) 相差太大。 表 1 常規(guī)空載特性 (前 2行)Uo0 0.551.01.211.331.4if0 0.51.01.52.02.5Uo0 0.551.01.1941.3221.4121 單位勵(lì)磁電流if對(duì)應(yīng)著機(jī)端的額定電壓(Uo=1單位電壓)為在仿真計(jì)算中便于計(jì)及空載特性的非線性，采用了文獻(xiàn)1 推薦的表達(dá)式：如 if Ib 則 Uo=(M* if)/(N+ if) , (13)其中Ib 是上述2個(gè)函數(shù)交點(diǎn)的勵(lì)磁電流.如果實(shí)際的空載特性己知，就可用試湊法逐步確定合適的系數(shù)

12、 L, M, N。對(duì)常規(guī)空載特性可采用以下值: L=1.1, M=1.95, N=0.95. 將它們代入(12),(13)中可得 Ib =0.823. 表1中的下2行為替代的空載特性 U0。 替代空載特性U0和常規(guī)空載特性U0 的誤差很小，在工程應(yīng)用中完全允許。對(duì)應(yīng)于發(fā)電機(jī)空氣隙主磁鏈的直軸互感Lad 當(dāng) if Ib =0.823 則 Lad =Uo / , 亦即, Lad =M/(N+)=1.95/ (0.95+) (15) 系數(shù) 是用來求 Lad的實(shí)際值，亨利圖4 是 發(fā)電機(jī)空載及空載誤強(qiáng)勵(lì)仿真的Simulink總結(jié)構(gòu)圖，子模塊SGmdl是同步發(fā)電機(jī)在d,q軸下的數(shù)學(xué)模型，子模塊PID是自

13、并勵(lì)發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器（AVR）的核心，它的輸入有電壓給定Ref，另一個(gè)輸入In1是端(額定相電壓=11547v)電壓U0的測(cè)量值的標(biāo)幺值，開關(guān)Switch2及定時(shí)器Timer用于控制空載誤強(qiáng)勵(lì)的瞬刻，這里誤強(qiáng)勵(lì)時(shí)假定端壓測(cè)量值出錯(cuò)，降至0.9額定值，PID輸出是三相全控整流橋晶閘管的觸發(fā)控制角，它經(jīng)Cos取值 圖4 發(fā)電機(jī)空載及空載誤強(qiáng)勵(lì)仿真的Simulink總結(jié)構(gòu)圖后，和來自端電壓U0及勵(lì)磁變壓器變比及有關(guān)整流系數(shù)相乘后，得到了自并勵(lì)系統(tǒng)的勵(lì)磁電壓，經(jīng)開關(guān)Switch4送到開關(guān)Switch1去進(jìn)入磁場(chǎng)繞組，Uf0=5v是自并勵(lì)系統(tǒng)的點(diǎn)火電壓，定時(shí)器Timer1 是用來控制滅磁瞬刻的， Switc

14、h4開關(guān)可用來控制滅磁瞬刻整流橋交流進(jìn)線側(cè)的開關(guān)的通斷，如斷，則輸入0。 如該0值輸入代以從勵(lì)磁變壓器進(jìn)線側(cè)的50周波的線電壓，就可仿真滅磁時(shí)封鎖脈沖而不切整流橋進(jìn)線開關(guān)的情況。Switch3是用來控制逆變滅磁的逆變角為2.62弧度(即150)，圖6是圖5中”SGmdl”子模塊的同步發(fā)電機(jī)模型。圖6 同步發(fā)電機(jī)模型SGmdl其中”Mdl in d,q，”是d,q軸同步發(fā)電機(jī)空載的圖7 d,q軸坐標(biāo)的空載同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖模型，如圖7所示。圖7下部為d軸阻尼繞組方程11，它的左上部Inductance1代表考慮了方程14,15飽和效應(yīng)的d軸有關(guān)電感，右部為計(jì)算Ud,Uq的方程8,9。注意這里計(jì)算U

15、d的微分用了差分代替。圖7中部帶二極管”diode”模塊部分是計(jì)算磁場(chǎng)電流的方程10，當(dāng)滅磁信號(hào)clk1來時(shí)非線性電阻投入。模塊”de-ex”用來計(jì)算滅磁時(shí)磁能的。3. 仿真實(shí)例 現(xiàn)以ABB公司為三峽左岸水電廠提供的水輪發(fā)電機(jī)數(shù)據(jù)為例，其主要數(shù)據(jù)如下：額定功率 700Mw 額定電壓 20kv 額定轉(zhuǎn)速 75轉(zhuǎn)/分 額定功率因數(shù) 0.9 額定勵(lì)磁電壓、電流475.9V 、4158A 空載額定電壓下勵(lì)磁電壓，電流 191.8V、2352A，采用靜止自并勵(lì)系統(tǒng)。 (不飽和值/飽和值) 和 本仿真中轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)繞組電阻采用空載時(shí)的和130C的平均值即：rfd=(191.8/2352+0.1144)/2=0

16、.098空載勵(lì)磁電壓用計(jì)算值 Uf=2352*0.098=230.5v磁場(chǎng)繞組自感計(jì)算Lf=0.098*10.1=0.99H 假設(shè)磁場(chǎng)繞組漏感 Lfs 2 Lfs =0.187H 在本例中，假定ABB的水輪發(fā)電機(jī)空載特性為常規(guī)特性替代特性，即表1中第2，3行，此空載特性的轉(zhuǎn)折點(diǎn)為Uo=0.905, if=0.823并假定非線性電阻是氧化鋅=0.046,其非線性系數(shù)k=1363。在本例中假定空載發(fā)電機(jī)因輸入勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的端電壓測(cè)量(0.9)錯(cuò)誤，引起誤強(qiáng)勵(lì)(由Timer控制)，經(jīng)1秒鐘后(由Timer1控制)磁場(chǎng)開關(guān)分?jǐn)?，接入與磁場(chǎng)開關(guān)兩端并聯(lián)的ZnO非線性電阻滅磁，滅磁時(shí)除了直流磁場(chǎng)開關(guān)FB斷開

17、外,分為幾種情況：A).滅磁時(shí)晶閘管整流橋交流側(cè)開關(guān)不分?jǐn)唷).滅磁時(shí)晶閘管整流橋交流側(cè)開關(guān)同時(shí)或先分?jǐn)?。C).滅磁時(shí)晶閘管整流橋逆變。D).滅磁時(shí)晶閘管整流橋封鎖觸發(fā)脈沖。仿真開始前,為了核實(shí)所給發(fā)電機(jī)參數(shù)是否正確，令定時(shí)器Timer,Timer1不工作，運(yùn)行圖4的Simulink總結(jié)構(gòu)圖。從運(yùn)行后該圖上的多亇數(shù)字表可看出，當(dāng)PID調(diào)節(jié)器給定輸入Ref為1(即額定相電壓)時(shí)，穩(wěn)定后磁場(chǎng)電流為2355a, 磁場(chǎng)電壓為229.4v，而機(jī)端相電壓為11560V，將它們和本仿真采用的發(fā)電機(jī)空載數(shù)據(jù)十分相近。由此可判斷所給各參數(shù)值基本正確。在以下4種情況仿真中，都假定發(fā)電機(jī)己處於空載額定電壓下，在t

18、=16”時(shí)，定時(shí)器Timer動(dòng)作，自并勵(lì)發(fā)電機(jī)發(fā)生空載誤強(qiáng)勵(lì)，在t=17”時(shí)，定時(shí)器Timer1動(dòng)作，磁場(chǎng)開關(guān)分閘開始滅磁。圖8表示了滅磁時(shí)晶閘管整流橋交流側(cè)進(jìn)線開關(guān)不分?jǐn)鄷r(shí)的仿真結(jié)果，圖8A是磁場(chǎng)電流if和勵(lì)磁電壓Uf，8B是端電壓U0及其d,q軸分量Ud,Uq ，8C是非線性電阻ZnO的電壓Ux和d軸阻尼繞組電流，可看出誤強(qiáng)勵(lì)后，磁場(chǎng)電流升高到5950A左右，發(fā)電機(jī)端電壓由11547v上升到16535v，誤強(qiáng)勵(lì)時(shí)勵(lì)磁電壓因自并勵(lì)正反饋的作用竟高達(dá)2000v左右，從圖8D知滅磁時(shí)磁場(chǎng)繞組反電壓較低，這是它唯一的優(yōu)點(diǎn)，從圖8E的磁能圖看出這時(shí)ZnO吸收磁能達(dá)35.72兆焦，而整個(gè)滅磁時(shí)間(指滅

19、磁開始至磁場(chǎng)電流if為零)長(zhǎng)達(dá)6.28”，雖然最終能滅磁，但是實(shí)際中是不宜采用。 圖9表示了滅磁時(shí)整流橋交流進(jìn)線開關(guān)同時(shí)分?jǐn)嗟姆抡娼Y(jié)果，圖9的A,B,C,D,E和圖8的類似，誤強(qiáng)勵(lì)階段是相同的，滅磁時(shí)因交流進(jìn)線開關(guān)切斷了電源，沒有了圖8中正反饋?zhàn)饔?，滅磁速度加快，滅磁時(shí)間降至1.7”，而氧化鋅ZnO吸能為6.725兆焦。滅磁時(shí)加在磁場(chǎng)繞組上的反壓大小(圖9D)和ZnO電壓Ux相等，是完全可在實(shí)際中應(yīng)用的。圖10表示了滅磁時(shí)整流橋逆變的仿真結(jié)果，圖10的A,B,C,D,E和圖8的類似，由于逆變磁場(chǎng)能量部分反饋到交流側(cè)，此時(shí)ZnO的吸能只有3.765兆焦，而滅磁時(shí)間僅為0.9156”，是比較理想的

20、滅磁情況，其前提是此時(shí)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器工作必須正常，應(yīng)指出從圖10D可看出在滅磁時(shí)加在磁場(chǎng)繞組的反壓為勵(lì)磁逆變電壓和ZnO電壓Ux之和，靠近4000伏，超過允許范圍。圖11表示了滅磁時(shí)整流橋晶閘管的全部脈沖被封鎖時(shí)的仿真結(jié)果。這時(shí)整流橋原來導(dǎo)通的二臂繼續(xù)導(dǎo)通，現(xiàn)假定整流橋進(jìn)線電壓是勵(lì)磁變壓器1.3倍額定交流線電壓，其幅值為：1.321200V=2210v注意由于磁場(chǎng)電路電感很大，即使這么大的交流電壓加上，由於這時(shí)交流電抗很大，經(jīng)仿真證明其穩(wěn)定交流電流僅為3/(2)=2.12a，實(shí)際上由於整流橋是單向?qū)ǎ?dāng)磁場(chǎng)電流過零時(shí)，晶閘管關(guān)斷后，因無觸發(fā)脈沖，不可能通過反向電流，所以磁場(chǎng)電壓和d軸阻繞組電流中

21、的50周波分量只存在磁場(chǎng)電流不為零前。這種情況下滅磁時(shí)間為2秒，氧化鋅吸能為7.35兆焦。其主要缺點(diǎn)也是在滅磁時(shí)加于磁場(chǎng)繞組的反壓(見圖11D)超過了4000V。4).結(jié)論本文詳細(xì)研究了將非線性電阻(尤其是氧化鋅ZnO)并聯(lián)于磁場(chǎng)開關(guān)兩端的”非線性電阻串聯(lián)滅磁”的方案，其主要目的是為降低傳統(tǒng)的并聯(lián)滅磁對(duì)磁場(chǎng)開關(guān)開斷弧壓的要求，從而簡(jiǎn)化磁場(chǎng)開關(guān)結(jié)構(gòu)，降低成本，本方案對(duì)開斷弧壓的要求，是不低于非線性電阻的殘壓。在前面分析的4種情況可看出對(duì)自并勵(lì)發(fā)電機(jī)講，滅磁時(shí)除了直流磁場(chǎng)開關(guān)FB分?jǐn)嗤?A情況，即整流橋交流側(cè)進(jìn)線開關(guān)不分?jǐn)鄷r(shí)，雖也能滅磁，但滅磁時(shí)間過長(zhǎng)，ZnO吸能太大，本例內(nèi)達(dá)35.72兆焦，因此

22、不可取的，不能采用。B情況, 即同時(shí)或先跳交流側(cè)進(jìn)線開關(guān)，能很快滅磁，對(duì)ZnO能容要求也不高(7.0兆焦)后二種情況可適用于整流橋交流側(cè)無進(jìn)線開關(guān)的情況。當(dāng)然在滅磁瞬刻整流橋能逆變，部分能量回送電網(wǎng)，滅磁更快，ZnO吸能也小了，但其前題是勵(lì)磁調(diào)節(jié)器必須工作正常，但這屬于過分樂觀的情況。 如滅磁同時(shí)封鎖觸發(fā)脈沖，即使勵(lì)磁調(diào)節(jié)器工作不正常都可用，它們的共同缺點(diǎn)是，滅磁動(dòng)作后，加於磁場(chǎng)繞組的反電壓都會(huì)超過允許值，應(yīng)用它們時(shí)，磁場(chǎng)繞組應(yīng)配有足夠能容的反向過電壓限制器(CROW跨接器)。本文對(duì)串聯(lián)非線性電阻滅磁的方案，針對(duì)水輪發(fā)電機(jī)空載誤強(qiáng)勵(lì)滅磁進(jìn)行了祥細(xì)分析，在現(xiàn)有的裝備ZnO并聯(lián)滅磁的電廠，如果整流

23、橋交流側(cè)有進(jìn)線開關(guān)可以不增加任何設(shè)備，只要改接一下磁場(chǎng)電路就可實(shí)現(xiàn)降低磁場(chǎng)開關(guān)開斷弧壓的要求，對(duì)無交流側(cè)進(jìn)線開關(guān)的情況，必需加裝有足夠能容量的反向電壓限制器。還應(yīng)特別指出的，本方案中非線性電阻在發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，被磁場(chǎng)開關(guān)短路，不易老化，因此它的壽命會(huì)比傳統(tǒng)的并聯(lián)聯(lián)接、長(zhǎng)期處于勵(lì)磁電壓下的非線性電阻要長(zhǎng)。 (A) (B) (C)（D）,（E）圖8 整流橋進(jìn)線開關(guān)不分?jǐn)鄷r(shí)滅磁仿真結(jié)果 (A) (B) (C)(D),(E)圖9 整流橋進(jìn)線開關(guān)分?jǐn)鄷r(shí)滅磁仿真結(jié)果 (A) (B) (C)(D),(E)圖10 整流橋逆變時(shí)滅磁仿真結(jié)果 (A) (B) (C)(D),(E)圖11 封鎖晶閘管整流橋全部觸發(fā)

24、脈沖時(shí)滅磁仿真結(jié)果 參考文獻(xiàn)”同步發(fā)電機(jī)通用空載特性及其分析表達(dá)式”前蘇聯(lián)No.2-3,1945第45-54頁 (俄文)Tolwenski B.A Universal no-load characteristic of Synchronous generator and its analysis expressionPp45-54 No.2-3,1945 “Review of Electric-Force Factory” Former USSR (Russian)2）陳賢明，朱曉東，王偉等 “水輪發(fā)電機(jī)突然三相短路后滅磁研究” 2006 No.3第3845頁CHEN,Xianming, ZH

25、U,Xiaodong WANG,Wei et al. A StudyOn De-excitation of Hydraulic generator after abrupt three-phase short-circuit .pp38-45 No.3 ,2006 Automation of hydro-electric stations3）邱曉林等 ”基于Matlab的動(dòng)態(tài)模型與系統(tǒng)仿真工具Simulink 3.0/4.X” 西安交通大學(xué)出版社 2003年10月QIU,Xiaolin et al Oct.2003 published by Xian Jiatong University A

26、Study on De-excitation with Serial Connected Varistor CHEN,Xianming LU,Hongshui LIU,Guohua WANG,Wei ZHU,Xiaodong ( Nanjing Automation Research Institute, Nanjing 210003)Abstract: Usually de-excitation(DE) of large generators with varistor is adopted nowadays. Conventionally, Varistor is connected parallel to field winding. But as the larger hydraulic generator, such as Three-Gouge 700Mw generator put into operation, field current and voltage of it is very large. In order to let varistor put into action