發(fā)電機滅磁及過電壓保護介紹(NR)

1、發(fā)電機滅磁及轉(zhuǎn)子過電壓保護發(fā)電機滅磁及轉(zhuǎn)子過電壓保護報告內(nèi)容 滅磁主要任務(wù)及要件 滅磁耗能方式 滅磁開關(guān)及移能方式 滅磁裝置設(shè)計 轉(zhuǎn)子過電壓保護 軸電壓抑制介紹2 滅磁主要任務(wù)滅磁主要任務(wù)滅磁主要任務(wù)及要件3滅磁定義：滅磁定義：滅磁就是把轉(zhuǎn)子勵磁繞組中磁場儲能盡快滅磁就是把轉(zhuǎn)子勵磁繞組中磁場儲能盡快地衰減到可能小的程度。最簡單的辦法是將勵磁回路斷地衰減到可能小的程度。最簡單的辦法是將勵磁回路斷開，但勵磁繞組具有很大的電感，突斷斷開，會在兩端開，但勵磁繞組具有很大的電感，突斷斷開，會在兩端產(chǎn)生很高的過電壓，因此，在斷開勵磁電源的同時，還產(chǎn)生很高的過電壓，因此，在斷開勵磁電源的同時，還應(yīng)將轉(zhuǎn)子勵磁

2、繞組自動接入至放電電阻或其它吸收能量應(yīng)將轉(zhuǎn)子勵磁繞組自動接入至放電電阻或其它吸收能量裝置上去，把磁場中儲存的能量迅速消耗掉。裝置上去，把磁場中儲存的能量迅速消耗掉。滅磁任務(wù)：滅磁任務(wù)：斷開勵磁電源，保證勵磁電源不再向轉(zhuǎn)子斷開勵磁電源，保證勵磁電源不再向轉(zhuǎn)子供能量；接通放電設(shè)備，將轉(zhuǎn)子勵磁電流由開關(guān)強迫轉(zhuǎn)供能量；接通放電設(shè)備，將轉(zhuǎn)子勵磁電流由開關(guān)強迫轉(zhuǎn)移至放電設(shè)備；消耗磁場能量，快速消耗磁場能量，保移至放電設(shè)備；消耗磁場能量，快速消耗磁場能量，保證機組故障電源維持時間最短證機組故障電源維持時間最短 滅磁速度評價滅磁速度評價滅磁主要任務(wù)及要件4（a a）發(fā)電機電壓衰減的時間常數(shù)）發(fā)電機電壓衰減的時

3、間常數(shù)T TEDED；（b b）也有用滅磁等值時間）也有用滅磁等值時間T TEQEQ表示：表示： 式中式中I Ia a 為發(fā)電機滅磁時的靜子電流，即電弧中流為發(fā)電機滅磁時的靜子電流，即電弧中流過的電流，過的電流，i iaoao為其超始電流。為其超始電流。V Va a為滅磁時的電機電勢，它與為滅磁時的電機電勢，它與i ia a成正比。成正比。（c c）從開始滅磁到發(fā)電機靜子電壓小于維持電從開始滅磁到發(fā)電機靜子電壓小于維持電弧電壓的時間弧電壓的時間T TM M； 000011dtvVTdtiITaaEQaaEQ 滅磁裝置基本要求滅磁裝置基本要求滅磁主要任務(wù)及要件5-保證安全可靠滅磁。保證安全可靠滅

4、磁。 a.a.滅磁開關(guān)應(yīng)有足夠的分斷發(fā)電機轉(zhuǎn)子電流能力滅磁開關(guān)應(yīng)有足夠的分斷發(fā)電機轉(zhuǎn)子電流能力 b.b.滅磁反電壓不超過規(guī)定的倍數(shù)滅磁反電壓不超過規(guī)定的倍數(shù) c.c.滅磁裝置的電路和結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單可靠滅磁裝置的電路和結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單可靠 d. d.滅磁裝置要有足夠的容量滅磁裝置要有足夠的容量-滅磁時間應(yīng)盡可能地短暫滅磁時間應(yīng)盡可能地短暫 報告內(nèi)容 滅磁主要任務(wù)及要件 滅磁耗能方式 滅磁開關(guān)及移能方式 滅磁裝置設(shè)計 轉(zhuǎn)子過電壓保護 軸電壓抑制介紹6 線性電阻耗能方式線性電阻耗能方式滅磁耗能方式7常規(guī)線性電阻滅磁，簡單可靠。如忽略阻尼繞組，常規(guī)線性電阻滅磁，簡單可靠。如忽略阻尼繞組，發(fā)電機空載額定電壓滅磁時

5、，其端電壓按指數(shù)衰減。發(fā)電機空載額定電壓滅磁時，其端電壓按指數(shù)衰減。如發(fā)電機額定電壓為如發(fā)電機額定電壓為18000V18000V，R=0R=0時，下降到峰值為時，下降到峰值為200V200V的時間需的時間需T TM0M0=4.84T=4.84T1 1，R=5rR=5r時，時，T TM1M1=0.8T=0.8T1 1，T T1 1=L/r=L/r發(fā)電機勵磁回路時間常數(shù)。發(fā)電機勵磁回路時間常數(shù)。 線性電阻耗能方式線性電阻耗能方式滅磁耗能方式8 考慮阻尼繞組后，發(fā)電機空載額定電壓按滅磁考慮阻尼繞組后，發(fā)電機空載額定電壓按滅磁回路時間常數(shù)和阻尼繞組回路時間常數(shù)之和指數(shù)衰回路時間常數(shù)和阻尼繞組回路時間常

6、數(shù)之和指數(shù)衰減，時間較長。減，時間較長。 控制滅磁過程中磁場繞組過電壓，近年來趨向控制滅磁過程中磁場繞組過電壓，近年來趨向取較小的滅磁電阻值，從滅磁電阻取較小的滅磁電阻值，從滅磁電阻R R為為5 5倍磁場電阻倍磁場電阻r r，減小到減小到R=(1R=(1)r)r。 線性電阻不能直接與轉(zhuǎn)子并聯(lián)，必須配備常閉線性電阻不能直接與轉(zhuǎn)子并聯(lián)，必須配備常閉滅磁主觸頭或電子觸發(fā)的跨接器，在滅磁時，常閉滅磁主觸頭或電子觸發(fā)的跨接器，在滅磁時，常閉滅磁主觸頭閉合或跨接器導通，線性電阻接入滅磁滅磁主觸頭閉合或跨接器導通，線性電阻接入滅磁回路?；芈?。 非線性電阻耗能方式非線性電阻耗能方式滅磁耗能方式9滅磁過程中轉(zhuǎn)子

7、兩端電壓不變，電流直線下降，非滅磁過程中轉(zhuǎn)子兩端電壓不變，電流直線下降，非線性電阻阻值隨流過電流減小而增大，非線性電阻線性電阻阻值隨流過電流減小而增大，非線性電阻特性為：特性為： 稱為非線性系數(shù)，稱為非線性系數(shù)，愈小，電流衰減過程中勵磁愈小，電流衰減過程中勵磁電壓的變化愈小。電壓的變化愈小。 KiU 非線性電阻耗能方式非線性電阻耗能方式滅磁耗能方式10滅磁用非線性電阻主要是滅磁用非線性電阻主要是S Si iC C和和Z Zn nO O，Z Zn nO O國內(nèi)生產(chǎn)，國內(nèi)生產(chǎn)，S Si iC C國外進口，國外進口，Z Zn nO O非線性系數(shù)為非線性系數(shù)為0.0460.046，S Si iC C非

8、線性系非線性系數(shù)為數(shù)為0.30.3，就非線性性能看，就非線性性能看，Z Zn nO O非線性滅磁電阻要優(yōu)非線性滅磁電阻要優(yōu)越得多。越得多。Z Zn nO O非線性滅磁電阻，采購容易，價格便宜，非線性滅磁電阻，采購容易，價格便宜，滅磁殘壓容易控制，滅磁速度快滅磁殘壓容易控制，滅磁速度快。S Si iC C非線性滅磁電阻體積比較小非線性滅磁電阻體積比較小，耐用性較好。采用非線性電阻，耐用性較好。采用非線性電阻在滅磁殘壓的控制上，需要格外在滅磁殘壓的控制上，需要格外小心，避免開關(guān)的配合不合理，小心，避免開關(guān)的配合不合理，導致滅磁的事故。導致滅磁的事故。 非線性電阻耗能方式非線性電阻耗能方式滅磁耗能方

9、式11 對于汽輪發(fā)電機，因整體鑄造的轉(zhuǎn)子阻尼很強，對于汽輪發(fā)電機，因整體鑄造的轉(zhuǎn)子阻尼很強，即即T T2 2較大，因此不強調(diào)快速滅磁，采用線性電阻作為較大，因此不強調(diào)快速滅磁，采用線性電阻作為滅磁電阻，可靠性高，更為合適。國內(nèi)高能氧化鋅滅磁電阻，可靠性高，更為合適。國內(nèi)高能氧化鋅非線性電阻發(fā)展較快。而且選擇過快的滅磁方案實非線性電阻發(fā)展較快。而且選擇過快的滅磁方案實際上對發(fā)電機轉(zhuǎn)子會帶來不利因素，因為在滅磁的際上對發(fā)電機轉(zhuǎn)子會帶來不利因素，因為在滅磁的過程，如果勵磁電流下降過快，可能導致阻尼繞組過程，如果勵磁電流下降過快，可能導致阻尼繞組（由渦流效應(yīng)等價的繞組）感應(yīng)電流過大，從而導（由渦流效應(yīng)

10、等價的繞組）感應(yīng)電流過大，從而導致轉(zhuǎn)子鐵芯過熱。致轉(zhuǎn)子鐵芯過熱。 在水輪發(fā)電機上非線性電阻特別是在水輪發(fā)電機上非線性電阻特別是Z Zn nO O非線性滅非線性滅磁電阻，除作為滅磁電阻外，還兼作轉(zhuǎn)子過電壓保磁電阻，除作為滅磁電阻外，還兼作轉(zhuǎn)子過電壓保護，因此，應(yīng)用廣泛護，因此，應(yīng)用廣泛 滅弧柵耗能方式滅弧柵耗能方式滅磁耗能方式12滅弧柵滅磁就是利用開關(guān)滅磁弧直接吸收發(fā)電機轉(zhuǎn)滅弧柵滅磁就是利用開關(guān)滅磁弧直接吸收發(fā)電機轉(zhuǎn)子的能量，滅弧柵柵片間隙中的電弧壓降基本上是子的能量，滅弧柵柵片間隙中的電弧壓降基本上是定值，不隨電弧電流變化，因此有很好的滅磁效果。定值，不隨電弧電流變化，因此有很好的滅磁效果。國

11、內(nèi)曾廣泛采用的引進自前蘇聯(lián)的國內(nèi)曾廣泛采用的引進自前蘇聯(lián)的DM-2DM-2開關(guān)，就是開關(guān)，就是在滅磁時將電弧吹入滅弧柵滅在滅磁時將電弧吹入滅弧柵滅弧。滅弧柵由很多銅片組成串弧。滅弧柵由很多銅片組成串聯(lián)間隙，每個間隙壓降為聯(lián)間隙，每個間隙壓降為252530V30V。發(fā)電機空載額定電壓滅。發(fā)電機空載額定電壓滅磁時，計及阻尼繞組影響，勵磁時，計及阻尼繞組影響，勵磁繞組、阻尼繞組電流、發(fā)電磁繞組、阻尼繞組電流、發(fā)電機機端電壓的衰減見圖機機端電壓的衰減見圖 逆變滅磁方式逆變滅磁方式滅磁耗能方式13如果給發(fā)電機轉(zhuǎn)子提供直流電流的變流器采用可控如果給發(fā)電機轉(zhuǎn)子提供直流電流的變流器采用可控硅全控橋型式，當控制

12、角大于硅全控橋型式，當控制角大于9090時，整流裝置輸時，整流裝置輸出電壓為負，勵磁電流也相應(yīng)的從正到負，但當勵出電壓為負，勵磁電流也相應(yīng)的從正到負，但當勵磁電流衰減到零時，由于整流裝置不能反向?qū)ǘ烹娏魉p到零時，由于整流裝置不能反向?qū)ǘ刂?。滅磁過程中相當于在轉(zhuǎn)子繞組上加固定反向截止。滅磁過程中相當于在轉(zhuǎn)子繞組上加固定反向電壓，磁場能量通過可控硅換流裝置反饋回勵磁電電壓，磁場能量通過可控硅換流裝置反饋回勵磁電源。源。 逆變滅磁方式逆變滅磁方式滅磁耗能方式14 逆變滅磁較機械滅磁的優(yōu)點是沒有機械操作，逆變滅磁較機械滅磁的優(yōu)點是沒有機械操作，動作可靠，而且沒有延時。滅磁時轉(zhuǎn)子過電壓低。動作

13、可靠，而且沒有延時。滅磁時轉(zhuǎn)子過電壓低。因此可控硅勵磁以逆變滅磁為正常工況下主要滅磁因此可控硅勵磁以逆變滅磁為正常工況下主要滅磁方式。方式。 為了提高滅磁可靠性，避免變流器故障時發(fā)電為了提高滅磁可靠性，避免變流器故障時發(fā)電機無法滅磁，一般都采用正常時逆變滅磁及故障時機無法滅磁，一般都采用正常時逆變滅磁及故障時滅磁開關(guān)滅磁開關(guān)+ +滅磁電阻滅磁兩種滅磁方式滅磁電阻滅磁兩種滅磁方式。 Q Q軸磁通衰減軸磁通衰減滅磁耗能方式15發(fā)電機在帶負載工況滅磁時，除發(fā)電機在帶負載工況滅磁時，除軸磁通分量外，軸磁通分量外，還有還有軸磁通分量，該分量的衰減決定于軸磁通分量，該分量的衰減決定于軸阻尼，軸阻尼，目前采

14、用的快速滅磁只能影響目前采用的快速滅磁只能影響軸磁通，不能加速軸磁通，不能加速軸磁通的衰減，因此提出來了在滅磁時將發(fā)電機軸磁通的衰減，因此提出來了在滅磁時將發(fā)電機出口三相短路，使磁通移向出口三相短路，使磁通移向軸，以加快滅磁速度軸，以加快滅磁速度的方案。這個措施使滅磁過程復雜，而且誤動作將的方案。這個措施使滅磁過程復雜，而且誤動作將造成嚴重后果，所以在工業(yè)上未有采用。造成嚴重后果，所以在工業(yè)上未有采用。 報告內(nèi)容 滅磁主要任務(wù)及要件 滅磁耗能方式 滅磁開關(guān)及移能方式 滅磁裝置設(shè)計 轉(zhuǎn)子過電壓保護 軸電壓抑制介紹16 勵磁電源分斷條件勵磁電源分斷條件開關(guān)及移能方式17 滅磁開關(guān)滅磁開關(guān)MKMK分

15、斷時，由發(fā)電機勵磁繞組大電感的分斷時，由發(fā)電機勵磁繞組大電感的作用，將在作用，將在MKMK常開主斷口間產(chǎn)生高電壓并形成電弧常開主斷口間產(chǎn)生高電壓并形成電弧擊穿，也就是說勵磁電源并沒有與發(fā)電機勵磁繞組擊穿，也就是說勵磁電源并沒有與發(fā)電機勵磁繞組斷開，而是通過電弧連接在一起，只有電弧熄滅后，斷開，而是通過電弧連接在一起，只有電弧熄滅后，才能算真正意義上的斷開。才能算真正意義上的斷開。 GMKSCRMKRUkUscrUmIkIfIm0mfKIII SCRmKSCRKmUUUUUU 勵磁電源分斷條件勵磁電源分斷條件開關(guān)及移能方式18滅磁開關(guān)能否真正分斷勵磁電源，成功將滅磁電流滅磁開關(guān)能否真正分斷勵磁電

16、源，成功將滅磁電流轉(zhuǎn)移至滅磁電阻，本質(zhì)取決于滅磁開關(guān)斷口弧壓與轉(zhuǎn)移至滅磁電阻，本質(zhì)取決于滅磁開關(guān)斷口弧壓與可控硅變流器的電壓之差是否大于滅磁時電流流過可控硅變流器的電壓之差是否大于滅磁時電流流過滅磁電阻所產(chǎn)生的滅磁電壓，常規(guī)設(shè)計可控硅變流滅磁電阻所產(chǎn)生的滅磁電壓，常規(guī)設(shè)計可控硅變流器為交流電壓最大值的器為交流電壓最大值的1.351.35倍，按此要求，對于大倍，按此要求，對于大型發(fā)電機組要求滅磁開關(guān)弧型發(fā)電機組要求滅磁開關(guān)弧壓要達到很高的數(shù)值才能保壓要達到很高的數(shù)值才能保證安全分斷勵磁電源，完成證安全分斷勵磁電源，完成能量轉(zhuǎn)移能量轉(zhuǎn)移 GMKSCRMKRUkUscrUmIkIfIm 勵磁電源分斷

17、輔助措施勵磁電源分斷輔助措施開關(guān)及移能方式19 滅弧柵電壓是一個常數(shù)，不隨電流改變而改變，滅弧柵電壓是一個常數(shù)，不隨電流改變而改變，也就是說，滅磁開關(guān)所產(chǎn)生的弧壓是一個常數(shù)，與也就是說，滅磁開關(guān)所產(chǎn)生的弧壓是一個常數(shù)，與滅磁電流大小無關(guān)。而滅磁電壓滅磁電流大小無關(guān)。而滅磁電壓U Um m是按最惡劣滅磁工是按最惡劣滅磁工況下設(shè)計，實際上也是一個常數(shù)。改變可控硅換流況下設(shè)計，實際上也是一個常數(shù)。改變可控硅換流器（而且必須是可控硅換流器）輸出的電壓，就可器（而且必須是可控硅換流器）輸出的電壓，就可影響滅磁電流的轉(zhuǎn)換條件，有兩種改善滅磁換流的影響滅磁電流的轉(zhuǎn)換條件，有兩種改善滅磁換流的兩個技術(shù)措施：兩

18、個技術(shù)措施： 一是逆變滅磁，分斷開關(guān)時控制脈沖觸發(fā)角度突一是逆變滅磁，分斷開關(guān)時控制脈沖觸發(fā)角度突變至逆變角，可控硅換流器輸出電壓平均值為負值，變至逆變角，可控硅換流器輸出電壓平均值為負值，這樣，即使滅磁開關(guān)弧壓小于將滅磁電流轉(zhuǎn)移至滅這樣，即使滅磁開關(guān)弧壓小于將滅磁電流轉(zhuǎn)移至滅磁電阻的電壓磁電阻的電壓U Um m，也可完成能量轉(zhuǎn)移。，也可完成能量轉(zhuǎn)移。 勵磁電源分斷輔助措施勵磁電源分斷輔助措施開關(guān)及移能方式20 二是中斷脈沖，控制勵磁調(diào)節(jié)器突然中斷可控二是中斷脈沖，控制勵磁調(diào)節(jié)器突然中斷可控硅換流器觸發(fā)脈沖，脈沖中斷后，在勵磁繞組電感硅換流器觸發(fā)脈沖，脈沖中斷后，在勵磁繞組電感反電勢作用下，原

19、導通可控硅繼續(xù)導通，其它可控反電勢作用下，原導通可控硅繼續(xù)導通，其它可控硅不再導通，則勵磁電源硅不再導通，則勵磁電源U Uacac與發(fā)電機勵磁繞組串聯(lián)與發(fā)電機勵磁繞組串聯(lián)的電路，則的電路，則U USCRSCR變?yōu)榻涣髡也?，疊加上開關(guān)弧壓后，變?yōu)榻涣髡也?，疊加上開關(guān)弧壓后，滅磁電阻兩端電壓呈大小交替變換，當為滅磁電阻兩端電壓呈大小交替變換，當為U Uacac正半波正半波時，時，U Um m比弧壓比弧壓U UK K小，不易換流；小，不易換流；當當U Uacac負半波時，負半波時，U Um m比弧壓比弧壓U UK K大，大，容易換流。容易換流。 GMKSCR1MKRUkUscrUr(a)SCR2

20、GSCRMKRUscrUrUACUscr(b)(c) 勵磁電源分斷輔助措施勵磁電源分斷輔助措施開關(guān)及移能方式21采取中斷脈沖措施可改善滅磁時移能條件，但是采取中斷脈沖措施可改善滅磁時移能條件，但是工程設(shè)計時校核滅磁開關(guān)弧壓時，要以最嚴重條工程設(shè)計時校核滅磁開關(guān)弧壓時，要以最嚴重條件考慮，如果勵磁電源短路時，勵磁交流電壓為件考慮，如果勵磁電源短路時，勵磁交流電壓為0 0，滅磁移能條件轉(zhuǎn)化為：，滅磁移能條件轉(zhuǎn)化為：即只要滅磁開關(guān)斷口弧壓大于最大滅磁電流所需即只要滅磁開關(guān)斷口弧壓大于最大滅磁電流所需滅磁電阻電壓，就可勵磁電源分斷，并完成能量滅磁電阻電壓，就可勵磁電源分斷，并完成能量轉(zhuǎn)移。由此可見采取

21、中斷脈沖措施，可以降低滅轉(zhuǎn)移。由此可見采取中斷脈沖措施，可以降低滅磁開關(guān)弧壓要求，但同時中斷脈沖措施的可靠執(zhí)磁開關(guān)弧壓要求，但同時中斷脈沖措施的可靠執(zhí)行，也成為安全滅磁的條件。行，也成為安全滅磁的條件。 KmUU 直流側(cè)滅磁開關(guān)直流側(cè)滅磁開關(guān)開關(guān)及移能方式22 對于線性電阻或?qū)τ诰€性電阻或SiCSiC非線性電阻，則必須常閉主非線性電阻，則必須常閉主觸頭，如果滅磁開關(guān)沒有常閉主觸頭，則線性電阻或觸頭，如果滅磁開關(guān)沒有常閉主觸頭，則線性電阻或SiCSiC非線性電阻必須串聯(lián)一個跨接器（非線性電阻必須串聯(lián)一個跨接器（CrowBarCrowBar），正），正常運行時，跨接器常運行時，跨接器CBCB斷開，

22、流過電流為零，滅磁時，斷開，流過電流為零，滅磁時，控制跨接器導通，完成滅磁。這樣，必須保證電子跨控制跨接器導通，完成滅磁。這樣，必須保證電子跨接器可靠動作才能可靠滅磁接器可靠動作才能可靠滅磁 。 GSCRMKUkUscrUmIkIfImRmLmCB 直流側(cè)滅磁開關(guān)直流側(cè)滅磁開關(guān)開關(guān)及移能方式23 對于非線性特性優(yōu)良對于非線性特性優(yōu)良ZnOZnO非線性電阻，滅磁常閉主非線性電阻，滅磁常閉主觸頭不一定必要，但需要認真核算氧化鋅觸頭不一定必要，但需要認真核算氧化鋅ZnOZnO的滅磁的滅磁殘壓與氧化鋅殘壓與氧化鋅ZnOZnO的荷電率，如果荷電率不能滿足要的荷電率，如果荷電率不能滿足要求，則一般將非線性

23、電阻與逆止二極管求，則一般將非線性電阻與逆止二極管D D串聯(lián)后，并串聯(lián)后，并接至發(fā)電機勵磁繞組接至發(fā)電機勵磁繞組 。 GMKSCRMKRUkUscrUmIkIfImGSCRMKZnOUkUscrUmIkIfImD 直流側(cè)滅磁開關(guān)直流側(cè)滅磁開關(guān)開關(guān)及移能方式24直流側(cè)滅磁開關(guān)滅磁方式在國內(nèi)是主要的滅磁方式，直流側(cè)滅磁開關(guān)滅磁方式在國內(nèi)是主要的滅磁方式，回路簡潔，操作簡單，運行可靠。主回路有明顯的開回路簡潔，操作簡單，運行可靠。主回路有明顯的開斷觸頭，在勵磁系統(tǒng)內(nèi)部故障的時候，可以開斷勵磁斷觸頭，在勵磁系統(tǒng)內(nèi)部故障的時候，可以開斷勵磁主回路，切斷故障源，快速的衰減發(fā)電機勵磁繞組磁主回路，切斷故障源

24、，快速的衰減發(fā)電機勵磁繞組磁場，將發(fā)電機保護在最小事故內(nèi)。場，將發(fā)電機保護在最小事故內(nèi)。 交流側(cè)滅磁開關(guān)交流側(cè)滅磁開關(guān)開關(guān)及移能方式25對于汽輪發(fā)電機，一轉(zhuǎn)子電感較小，儲存能量小一些；對于汽輪發(fā)電機，一轉(zhuǎn)子電感較小，儲存能量小一些；同時轉(zhuǎn)子渦流形成的阻尼作用較強，同時考慮軸磁同時轉(zhuǎn)子渦流形成的阻尼作用較強，同時考慮軸磁通的影響，快速滅磁效果不顯著。因此，汽輪發(fā)電機通的影響，快速滅磁效果不顯著。因此，汽輪發(fā)電機組滅磁時可以選擇較低的滅磁電壓組滅磁時可以選擇較低的滅磁電壓U Um m，甚至可以采用，甚至可以采用零滅磁電壓（短路滅磁）方式，從而降低滅磁開關(guān)弧零滅磁電壓（短路滅磁）方式，從而降低滅磁開

25、關(guān)弧壓的要求，這樣可以將壓的要求，這樣可以將滅磁開關(guān)布置在交流側(cè)，滅磁開關(guān)布置在交流側(cè)，以交流側(cè)開關(guān)代替直流以交流側(cè)開關(guān)代替直流側(cè)開關(guān)，也稱為側(cè)開關(guān)，也稱為交流滅磁交流滅磁 GRdLdRbZ1Z2dxCBSCRACUkUrUac 交流側(cè)滅磁開關(guān)交流側(cè)滅磁開關(guān)開關(guān)及移能方式26 交流滅磁本質(zhì)上與直流側(cè)開關(guān)沒有不同，對于交流滅磁本質(zhì)上與直流側(cè)開關(guān)沒有不同，對于功率變流器來說，在任一時刻，交流側(cè)有兩相與發(fā)功率變流器來說，在任一時刻，交流側(cè)有兩相與發(fā)電機勵磁繞組形成直流回路，交流側(cè)開關(guān)不論在何電機勵磁繞組形成直流回路，交流側(cè)開關(guān)不論在何時分斷，其分斷的仍是直流電流，而不是交流電流，時分斷，其分斷的仍是

26、直流電流，而不是交流電流，這與配電系統(tǒng)的交流開關(guān)分斷性質(zhì)完全不同（負載這與配電系統(tǒng)的交流開關(guān)分斷性質(zhì)完全不同（負載電流有過零點），如果勵磁電流電流有過零點），如果勵磁電流i if f不能轉(zhuǎn)移發(fā)生轉(zhuǎn)不能轉(zhuǎn)移發(fā)生轉(zhuǎn)移，同樣在交流開關(guān)斷口處（同一時刻只有兩個斷移，同樣在交流開關(guān)斷口處（同一時刻只有兩個斷口有弧，另一個斷口無電流斷開）產(chǎn)生電弧和形成口有弧，另一個斷口無電流斷開）產(chǎn)生電弧和形成弧壓，只時弧壓后續(xù)發(fā)展與直流側(cè)開關(guān)不同?；?，只時弧壓后續(xù)發(fā)展與直流側(cè)開關(guān)不同。 交流側(cè)滅磁開關(guān)交流側(cè)滅磁開關(guān)開關(guān)及移能方式271 1）在交流側(cè)開關(guān)分斷時中斷換流器觸發(fā)脈沖，由）在交流側(cè)開關(guān)分斷時中斷換流器觸發(fā)脈沖

27、，由于不能夠進行換流，勵磁電流將一直在中斷脈沖前于不能夠進行換流，勵磁電流將一直在中斷脈沖前導通的兩個可控硅中流通（如前分析），直接將勵導通的兩個可控硅中流通（如前分析），直接將勵磁變壓器的交流電壓串入直流回路，使得在交流電磁變壓器的交流電壓串入直流回路，使得在交流電壓負半波的時候，弧壓與交流壓負半波的時候，弧壓與交流電壓幅值之后大于滅磁電壓電壓幅值之后大于滅磁電壓U Um m，使電流轉(zhuǎn)入滅磁電阻回路，流使電流轉(zhuǎn)入滅磁電阻回路，流過交流開關(guān)的電流衰減至零，過交流開關(guān)的電流衰減至零，斷口電弧熄滅，交流開關(guān)切斷斷口電弧熄滅，交流開關(guān)切斷勵磁電源勵磁電源 交流側(cè)滅磁開關(guān)交流側(cè)滅磁開關(guān)開關(guān)及移能方式2

28、82 2）在交流側(cè)開關(guān)分斷后仍保存觸發(fā)脈沖或變流元在交流側(cè)開關(guān)分斷后仍保存觸發(fā)脈沖或變流元件為整流二極管，假設(shè)當前導通的橋臂為件為整流二極管，假設(shè)當前導通的橋臂為+A+A和和-C-C，開關(guān)開關(guān)B B相沒有電流直接分斷，如果弧壓沒有將電流相沒有電流直接分斷，如果弧壓沒有將電流轉(zhuǎn)移到滅磁電阻回路，經(jīng)過轉(zhuǎn)移到滅磁電阻回路，經(jīng)過6060度后，經(jīng)過脈沖觸發(fā)，度后，經(jīng)過脈沖觸發(fā)，要將電流換至要將電流換至+B+B相，相，B B相斷口已分斷，換相失敗，相斷口已分斷，換相失敗，仍在仍在+A+A和和-C-C中流通，再過中流通，再過6060度后，度后，-A-A相觸發(fā)脈沖，相觸發(fā)脈沖，電流由電流由-C-C相轉(zhuǎn)至相轉(zhuǎn)至

29、-A-A相，最終形成相，最終形成A A相上下橋臂直通，相上下橋臂直通，形成轉(zhuǎn)子回路短接滅磁（形成轉(zhuǎn)子回路短接滅磁（U Um m=0=0），流過交流開關(guān)電），流過交流開關(guān)電流衰減至零，斷口電弧熄滅，但由于零電壓滅磁，流衰減至零，斷口電弧熄滅，但由于零電壓滅磁，滅磁時間會比較長，按轉(zhuǎn)子時間常數(shù)進行衰減。滅磁時間會比較長，按轉(zhuǎn)子時間常數(shù)進行衰減。 交流側(cè)滅磁開關(guān)交流側(cè)滅磁開關(guān)開關(guān)及移能方式29 對于交流側(cè)開關(guān)滅磁，為保證勵磁電流能正確對于交流側(cè)開關(guān)滅磁，為保證勵磁電流能正確轉(zhuǎn)移至滅磁電阻回路中，在跳開交流側(cè)開關(guān)之前，轉(zhuǎn)移至滅磁電阻回路中，在跳開交流側(cè)開關(guān)之前，必須配合中斷可控硅的觸發(fā)脈沖措施。必須配

30、合中斷可控硅的觸發(fā)脈沖措施。 但如果考慮到機端三相短路，不能夠串入交流但如果考慮到機端三相短路，不能夠串入交流電壓，如果交流開關(guān)弧壓不能大于滅磁電壓電壓，如果交流開關(guān)弧壓不能大于滅磁電壓U Um m，就，就不成功能夠進行滅磁，開關(guān)斷口電弧不能很快熄滅，不成功能夠進行滅磁，開關(guān)斷口電弧不能很快熄滅，就會損壞交流開關(guān)。因此，采用交流開關(guān)滅磁方式就會損壞交流開關(guān)。因此，采用交流開關(guān)滅磁方式時，滅磁電壓時，滅磁電壓U Um m設(shè)計較低，或者采用跨接器短路滅設(shè)計較低，或者采用跨接器短路滅磁。保證交流開關(guān)弧壓大于滅磁電壓磁。保證交流開關(guān)弧壓大于滅磁電壓U Um m KmUU 交流側(cè)滅磁開關(guān)交流側(cè)滅磁開關(guān)開

31、關(guān)及移能方式30 僅在汽輪發(fā)電機滅磁中選擇單獨的交流滅磁，僅在汽輪發(fā)電機滅磁中選擇單獨的交流滅磁，汽輪發(fā)電機可以選擇很低的滅磁電壓，而且一般采汽輪發(fā)電機可以選擇很低的滅磁電壓，而且一般采用線性電阻或短路滅磁方式，交流側(cè)滅磁開關(guān)較容用線性電阻或短路滅磁方式，交流側(cè)滅磁開關(guān)較容易選擇，特別地，對跨接器短路滅磁方式，一般地易選擇，特別地，對跨接器短路滅磁方式，一般地空氣開關(guān)或真空開關(guān)即可滿足要求。空氣開關(guān)或真空開關(guān)即可滿足要求。 對于交流滅磁方式，對于交流滅磁方式，多采用先進行逆變后進行多采用先進行逆變后進行交流開關(guān)滅磁的方式，既交流開關(guān)滅磁的方式，既可保證絕大部分正常運行可保證絕大部分正常運行逆變

32、快速滅磁，又可保證逆變快速滅磁，又可保證故障時滅磁可靠性。故障時滅磁可靠性。 機械開關(guān)機械開關(guān)+ +電子開關(guān)移能電子開關(guān)移能開關(guān)及移能方式31 1 1）輔助快熔分斷輔助快熔分斷，將快熔并聯(lián)在開關(guān)斷口兩端，將快熔并聯(lián)在開關(guān)斷口兩端，正常時電流從開關(guān)流過，滅磁時，分開滅磁開關(guān)，正常時電流從開關(guān)流過，滅磁時，分開滅磁開關(guān)，勵磁電流瞬間轉(zhuǎn)移至快速熔斷器，斷口沒有電流，勵磁電流瞬間轉(zhuǎn)移至快速熔斷器，斷口沒有電流，不會產(chǎn)生電弧，很容易分斷，大電流流過快熔，快不會產(chǎn)生電弧，很容易分斷，大電流流過快熔，快熔很快熔斷，產(chǎn)生弧壓，弧壓強迫勵磁電流轉(zhuǎn)移到熔很快熔斷，產(chǎn)生弧壓，弧壓強迫勵磁電流轉(zhuǎn)移到滅磁電阻滅磁電阻

33、機械開關(guān)機械開關(guān)+ +電子開關(guān)移能電子開關(guān)移能開關(guān)及移能方式32 2 2）可控硅強迫判斷產(chǎn)生弧壓可控硅強迫判斷產(chǎn)生弧壓，將可控硅元件串，將可控硅元件串聯(lián)在勵磁繞組回路，正常時可控硅元件開通，流過聯(lián)在勵磁繞組回路，正常時可控硅元件開通，流過勵磁電流，并對電容量儲能，滅磁時突然將電容儲勵磁電流，并對電容量儲能，滅磁時突然將電容儲能向可控硅反向充電，強迫可控硅截止，從而關(guān)斷能向可控硅反向充電，強迫可控硅截止，從而關(guān)斷勵磁電流，發(fā)電機勵磁電流反電勢強迫勵磁電流轉(zhuǎn)勵磁電流，發(fā)電機勵磁電流反電勢強迫勵磁電流轉(zhuǎn)移至滅磁電阻中移至滅磁電阻中 機械開關(guān)機械開關(guān)+ +電子開關(guān)移能電子開關(guān)移能開關(guān)及移能方式33 3

34、 3）人工過零技術(shù)人工過零技術(shù)，將可控硅，將可控硅KPKP并接至勵磁繞組并接至勵磁繞組兩組，正常運行時可控硅關(guān)斷，滅磁時，分開滅磁兩組，正常運行時可控硅關(guān)斷，滅磁時，分開滅磁開關(guān)同時觸發(fā)可控硅開關(guān)同時觸發(fā)可控硅KPKP導通，先啟動零電壓滅磁，導通，先啟動零電壓滅磁，滅磁開關(guān)弧壓先將勵磁電流轉(zhuǎn)移至可控硅元件滅磁開關(guān)弧壓先將勵磁電流轉(zhuǎn)移至可控硅元件KPKP中，中，然后利用控制回路電感和電容自激振蕩，在可控硅然后利用控制回路電感和電容自激振蕩，在可控硅KPKP兩端產(chǎn)生反電勢，強迫兩端產(chǎn)生反電勢，強迫可控硅可控硅KPKP判斷，發(fā)電機勵判斷，發(fā)電機勵磁電流反電勢強迫勵磁電磁電流反電勢強迫勵磁電流轉(zhuǎn)移至滅

35、磁電阻中。流轉(zhuǎn)移至滅磁電阻中。 機械開關(guān)機械開關(guān)+ +電子開關(guān)移能電子開關(guān)移能開關(guān)及移能方式34 4 4）柔性滅磁技術(shù)柔性滅磁技術(shù)，本質(zhì)與人工過零相似，滅磁，本質(zhì)與人工過零相似，滅磁時，通過控制電路在勵磁繞組兩端產(chǎn)生反電勢，強時，通過控制電路在勵磁繞組兩端產(chǎn)生反電勢，強迫所可控硅換流器判斷，利用勵磁繞組電感反電勢迫所可控硅換流器判斷，利用勵磁繞組電感反電勢強迫勵磁電流轉(zhuǎn)移至滅磁電阻，最后分斷滅磁開關(guān)。強迫勵磁電流轉(zhuǎn)移至滅磁電阻，最后分斷滅磁開關(guān)。 Z1314Z111220151617 機械開關(guān)機械開關(guān)+ +電子開關(guān)移能電子開關(guān)移能開關(guān)及移能方式35 5 5）可關(guān)斷電力電子器件可關(guān)斷電力電子器件

36、，將可關(guān)斷電力電子器，將可關(guān)斷電力電子器件（件（GTOGTO、IGBTIGBT、IGCTIGCT）串聯(lián)在勵磁直流回路中，）串聯(lián)在勵磁直流回路中，直接控制可關(guān)斷電力電子器件關(guān)斷，利用勵磁繞組直接控制可關(guān)斷電力電子器件關(guān)斷，利用勵磁繞組電感反電勢強迫勵磁電流轉(zhuǎn)移至滅磁電阻。這類方電感反電勢強迫勵磁電流轉(zhuǎn)移至滅磁電阻。這類方式開關(guān)動作時間快，電壓的建立速度快，利于快速式開關(guān)動作時間快，電壓的建立速度快，利于快速滅磁；比較機械開關(guān)沒有觸頭磨損，易于維護。滅磁；比較機械開關(guān)沒有觸頭磨損，易于維護。 6 6）材料電阻并聯(lián)移能材料電阻并聯(lián)移能，利用，利用PTCPTC電阻或鉬棒與開電阻或鉬棒與開關(guān)并聯(lián)，利用材

37、料在溫度升高的時候，電阻急劇增關(guān)并聯(lián)，利用材料在溫度升高的時候，電阻急劇增加，建立比較高的電壓，打通滅磁電阻回路，實現(xiàn)加，建立比較高的電壓，打通滅磁電阻回路，實現(xiàn)滅磁。滅磁。 交直流冗余方式交直流冗余方式開關(guān)及移能方式36 在交流、直流側(cè)都分別設(shè)置開關(guān)，在滅磁過程中同時在交流、直流側(cè)都分別設(shè)置開關(guān)，在滅磁過程中同時分斷，共同建壓。有兩種工作方式，一種在滅磁開關(guān)分斷分斷，共同建壓。有兩種工作方式，一種在滅磁開關(guān)分斷時需要中斷脈沖，同時利用交流開關(guān)、直流開關(guān)和交流電時需要中斷脈沖，同時利用交流開關(guān)、直流開關(guān)和交流電壓負半波強迫勵磁電流轉(zhuǎn)移，控制邏輯較為復雜，對同時壓負半波強迫勵磁電流轉(zhuǎn)移，控制邏輯

38、較為復雜，對同時性要求較高，對開關(guān)要求不高；另一種在滅磁開關(guān)分斷時性要求較高，對開關(guān)要求不高；另一種在滅磁開關(guān)分斷時脈沖不中斷，利用交流滅磁的脈沖不中斷，利用交流滅磁的短路滅磁方式和直流側(cè)開關(guān)弧短路滅磁方式和直流側(cè)開關(guān)弧壓強迫移能，操作較為簡單，壓強迫移能，操作較為簡單，對同時性要求不高，對開關(guān)要對同時性要求不高，對開關(guān)要求較高。求較高。 GETSCR+-UfIfFBUmRmUscrUkFBImIkB1B2B3B4B5B6報告內(nèi)容 滅磁主要任務(wù)及要件 滅磁耗能方式 滅磁開關(guān)及移能方式 滅磁裝置設(shè)計 轉(zhuǎn)子過電壓保護 軸電壓抑制介紹37 滅磁最嚴重工況滅磁最嚴重工況滅磁裝置設(shè)計38 滅磁裝置設(shè)計要

39、素：滅磁裝置設(shè)計要素：1 1、最嚴重工況確定、最嚴重工況確定、2 2、安全可靠、安全可靠轉(zhuǎn)移能量，實現(xiàn)滅磁、轉(zhuǎn)移能量，實現(xiàn)滅磁、3 3、快速消耗能量；、快速消耗能量； 滅磁最嚴重工況，在國內(nèi)外有些爭議，國外認為額定負滅磁最嚴重工況，在國內(nèi)外有些爭議，國外認為額定負載下發(fā)電機機端三相短路工況最嚴重；國內(nèi)認為空載發(fā)電載下發(fā)電機機端三相短路工況最嚴重；國內(nèi)認為空載發(fā)電機勵磁失控誤強勵工況最嚴重。機勵磁失控誤強勵工況最嚴重。 實際上，兩種方法側(cè)重點不一樣，針對滅磁不同要件作實際上，兩種方法側(cè)重點不一樣，針對滅磁不同要件作出的合乎邏輯的要求，滅磁裝置兩種嚴重工況均考慮：出的合乎邏輯的要求，滅磁裝置兩種嚴

40、重工況均考慮： 1 1）滅磁電阻能容量按額定負載下發(fā)電機機端三相短路滅磁電阻能容量按額定負載下發(fā)電機機端三相短路工況下仿真結(jié)果配置，仿真結(jié)果顯示此時最嚴重；工況下仿真結(jié)果配置，仿真結(jié)果顯示此時最嚴重； 2 2）滅磁開關(guān)分斷，安全轉(zhuǎn)移能量條件按空載時勵磁失滅磁開關(guān)分斷，安全轉(zhuǎn)移能量條件按空載時勵磁失控誤強勵進行考核，此時滅磁開關(guān)分斷負擔最嚴重。控誤強勵進行考核，此時滅磁開關(guān)分斷負擔最嚴重。 滅磁最嚴重工況滅磁最嚴重工況滅磁裝置設(shè)計39滅磁還與保護裝置動作定值相關(guān)，在工程設(shè)計時，滅磁裝滅磁還與保護裝置動作定值相關(guān)，在工程設(shè)計時，滅磁裝置能夠滿足上述兩種最嚴重滅磁工況的要求當然最好，但置能夠滿足上述

41、兩種最嚴重滅磁工況的要求當然最好，但對于大型發(fā)電機組，特別是大型水輪發(fā)電機，在滅磁裝置對于大型發(fā)電機組，特別是大型水輪發(fā)電機，在滅磁裝置設(shè)計上存在困難，可以從以下方面進行考慮降低要求：設(shè)計上存在困難，可以從以下方面進行考慮降低要求： 1 1）結(jié)合發(fā)變組保護定值（三相短路定值和過電壓保護）結(jié)合發(fā)變組保護定值（三相短路定值和過電壓保護定值），必然時可以在允許范圍更改保護定值，進行計算定值），必然時可以在允許范圍更改保護定值，進行計算機仿真計算，確定滅磁電阻容量和滅磁開關(guān)弧壓要求。機仿真計算，確定滅磁電阻容量和滅磁開關(guān)弧壓要求。 2 2）滅磁開關(guān)不管布置在什么位置，滅磁開關(guān)分斷時均）滅磁開關(guān)不管布置

42、在什么位置，滅磁開關(guān)分斷時均增加中斷脈沖措施。增加中斷脈沖措施。 3 3）由于概率極微，可以不考慮可控硅全部故障失控的）由于概率極微，可以不考慮可控硅全部故障失控的故障工況。故障工況。 滅磁開關(guān)設(shè)計滅磁開關(guān)設(shè)計滅磁裝置設(shè)計40 1 1）磁場斷路器電壓的選擇磁場斷路器電壓的選擇具體公式如式：具體公式如式： 式中：式中：U UN N：磁場斷路器額定工作電壓值：磁場斷路器額定工作電壓值 U Ufmaxfmax：最大磁場繞組電壓：最大磁場繞組電壓根據(jù)勵磁變壓器及保護定值，最大磁場繞組電壓對根據(jù)勵磁變壓器及保護定值，最大磁場繞組電壓對應(yīng)于發(fā)電機應(yīng)于發(fā)電機1.31.3倍額定電壓時，整流橋全開放的電倍額定電

43、壓時，整流橋全開放的電壓，計算如下：壓，計算如下： maxfNUU)0cos(35. 13 . 120maxUUf 滅磁開關(guān)設(shè)計滅磁開關(guān)設(shè)計滅磁裝置設(shè)計41 2 2）磁場斷路器電流的選擇磁場斷路器電流的選擇具體公式如式：具體公式如式： 式中：式中：I IN N：磁場斷路器額定工作電流值：磁場斷路器額定工作電流值 I IfNfN：發(fā)電機最大磁繞組電流：發(fā)電機最大磁繞組電流 fNNII1 . 1 3 3）磁場斷路器分斷電流及弧電壓的選擇磁場斷路器分斷電流及弧電壓的選擇 磁場斷路器在最大磁場電壓、發(fā)電機端三相短磁場斷路器在最大磁場電壓、發(fā)電機端三相短路或空載誤強勵情況下能成功地斷開發(fā)電機磁場電路或空

44、載誤強勵情況下能成功地斷開發(fā)電機磁場電流及可靠地投入滅磁電阻對發(fā)電機進行滅磁，并能流及可靠地投入滅磁電阻對發(fā)電機進行滅磁，并能分斷轉(zhuǎn)子正、負極回路短路電流，即：分斷轉(zhuǎn)子正、負極回路短路電流，即： 滅磁開關(guān)設(shè)計滅磁開關(guān)設(shè)計滅磁裝置設(shè)計42 式中：式中：U UArcArc：磁場斷路器分斷滅磁時弧電壓值：磁場斷路器分斷滅磁時弧電壓值U Ufmaxfmax：發(fā)電機最大磁場繞組電壓：發(fā)電機最大磁場繞組電壓U URmaxRmax：最大滅磁電流對應(yīng)的滅磁電組兩端電壓：最大滅磁電流對應(yīng)的滅磁電組兩端電壓I IDmaxDmax：轉(zhuǎn)子正、負極短路電流（最大電流）：轉(zhuǎn)子正、負極短路電流（最大電流）按標準要求滅磁電壓

45、介于額定勵磁電壓的按標準要求滅磁電壓介于額定勵磁電壓的3 3至至5 5倍，倍，即：即： maxmaxmaxmaxDKRfArcIIUUUfNRfNRUUUU664max 滅磁開關(guān)設(shè)計滅磁開關(guān)設(shè)計滅磁裝置設(shè)計43 4 4）磁場斷路器短時耐受電流的計算及的選擇磁場斷路器短時耐受電流的計算及的選擇 勵磁系統(tǒng)保證輸出勵磁系統(tǒng)保證輸出2 2倍額定勵磁電流，持續(xù)時間倍額定勵磁電流，持續(xù)時間大于大于2020秒，即磁場斷路器流過強勵電流時間不能小秒，即磁場斷路器流過強勵電流時間不能小于于2020秒秒 5 5）正常滅磁原理及動作順序正常滅磁原理及動作順序 正常滅磁時以啟動逆變滅磁為主，盡量不帶正常滅磁時以啟動逆

46、變滅磁為主，盡量不帶負荷分斷滅磁開關(guān)負荷分斷滅磁開關(guān) 6 6）發(fā)變組短路故障時滅磁原理及動作順序發(fā)變組短路故障時滅磁原理及動作順序發(fā)電機保護裝置檢測到發(fā)電機或變壓器故障，作用發(fā)電機保護裝置檢測到發(fā)電機或變壓器故障，作用于發(fā)電機解列和滅磁開關(guān)跳閘命令，開關(guān)弧壓強迫于發(fā)電機解列和滅磁開關(guān)跳閘命令，開關(guān)弧壓強迫勵磁電流轉(zhuǎn)移開至滅磁電阻勵磁電流轉(zhuǎn)移開至滅磁電阻 滅磁電阻設(shè)計滅磁電阻設(shè)計滅磁裝置設(shè)計44 1 1）滅磁電壓計算滅磁電壓計算 標準要求強勵時滅磁電壓介于額定勵磁電壓的標準要求強勵時滅磁電壓介于額定勵磁電壓的4 4至至6 6倍，實際工程中滅磁電壓考慮流過倍，實際工程中滅磁電壓考慮流過3 3倍額定

47、勵磁電倍額定勵磁電流，對于非線性電阻，按照其伏安特性確定非線性電流，對于非線性電阻，按照其伏安特性確定非線性電阻的組成結(jié)構(gòu)（并、串聯(lián)），對于線性滅磁電阻，主阻的組成結(jié)構(gòu)（并、串聯(lián)），對于線性滅磁電阻，主要確定其阻值。要確定其阻值。 ffNfNMMfNfNfNfMfMRIURRIUIIRIU0 . 23 . 10 . 23 . 1*364*3*max 滅磁電阻設(shè)計滅磁電阻設(shè)計滅磁裝置設(shè)計45 1 1）電阻熱容計算電阻熱容計算 滅磁能量的計算是采用專用滅磁系統(tǒng)仿真計算軟滅磁能量的計算是采用專用滅磁系統(tǒng)仿真計算軟件計算獲得，基于發(fā)電機六階模型、滅磁裝置動作及件計算獲得，基于發(fā)電機六階模型、滅磁裝置動

48、作及耗能模型，仿真兩個嚴重工況下的能容量：耗能模型，仿真兩個嚴重工況下的能容量： 勵磁繞組電壓方程勵磁繞組電壓方程 阻尼繞組電壓方程阻尼繞組電壓方程 發(fā)電機空載特性曲線發(fā)電機空載特性曲線 0 ULdidtLdidtiRMfDDffff0 LdidtLdidtifDfDDD D f i ( ) 滅磁電阻設(shè)計滅磁電阻設(shè)計滅磁裝置設(shè)計46 1 1）電阻熱容計算電阻熱容計算 報告內(nèi)容 滅磁主要任務(wù)及要件 滅磁耗能方式 滅磁開關(guān)及移能方式 滅磁裝置設(shè)計 轉(zhuǎn)子過電壓保護 軸電壓抑制介紹47 過電壓來源過電壓來源轉(zhuǎn)子過電壓保護48 1 1）功率換流器換相過電功率換流器換相過電 對于三相全控橋式整流線路，陽極

49、及陰極組可控對于三相全控橋式整流線路，陽極及陰極組可控硅存在著周期性換相，換相過程中，換相元件電流變硅存在著周期性換相，換相過程中，換相元件電流變化率取決于換相時兩端電壓差和勵磁變壓器換相電感化率取決于換相時兩端電壓差和勵磁變壓器換相電感數(shù)值，換相過程中最高過電壓為換相電感與最大電流數(shù)值，換相過程中最高過電壓為換相電感與最大電流變化率的乘積：變化率的乘積： 式中：式中：L Lr r為勵磁變壓器換相電感為勵磁變壓器換相電感 i ir r為換相電流為換相電流 dtdiLurr 過電壓來源過電壓來源轉(zhuǎn)子過電壓保護49 2 2）發(fā)電機異步運行時產(chǎn)生的滑差過電壓發(fā)電機異步運行時產(chǎn)生的滑差過電壓 當同步發(fā)

50、電機的有功負載、功角突然發(fā)生變化以及當同步發(fā)電機的有功負載、功角突然發(fā)生變化以及運行在失步振蕩過程中時，將在發(fā)電機勵磁繞組中引運行在失步振蕩過程中時，將在發(fā)電機勵磁繞組中引起滑差頻率的正弦波感應(yīng)過電壓，其幅值為：起滑差頻率的正弦波感應(yīng)過電壓，其幅值為： 式中：式中：E Esmsm為發(fā)電機勵磁繞組中引起的滑差過電壓為發(fā)電機勵磁繞組中引起的滑差過電壓f f2 2為相對于定子側(cè)的轉(zhuǎn)子滑差頻率為相對于定子側(cè)的轉(zhuǎn)子滑差頻率為定子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場主磁通為定子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場主磁通K KW W為發(fā)電機勵磁繞組系數(shù)為發(fā)電機勵磁繞組系數(shù) WsmKWfE244. 42 過電壓來源過電壓來源轉(zhuǎn)子過電壓保護50

51、3 3）發(fā)電機定子三相負載不對稱或缺相運行形成定發(fā)電機定子三相負載不對稱或缺相運行形成定子三相電流不平衡子三相電流不平衡 依對稱分量法可將其分解為正序、負序及零序電依對稱分量法可將其分解為正序、負序及零序電流，流過定子繞組的三相電流在空間上形成相隔流，流過定子繞組的三相電流在空間上形成相隔120120電角度的對稱電流。正序及負序電流產(chǎn)生的合成磁場電角度的對稱電流。正序及負序電流產(chǎn)生的合成磁場分別在空間作正向及反向的同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，稱作正序分別在空間作正向及反向的同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，稱作正序磁通及負序磁通。而勵磁繞組是以正向同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁通及負序磁通。而勵磁繞組是以正向同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的，其對正序磁通相對靜

52、止，對負序磁通以兩倍同步的，其對正序磁通相對靜止，對負序磁通以兩倍同步轉(zhuǎn)速相對運動。該過電壓幅值也可用前式計算，不過，轉(zhuǎn)速相對運動。該過電壓幅值也可用前式計算，不過，式中式中f f2 2= =100Hz100Hz，為定子不對稱電流產(chǎn)生的負序磁通。為定子不對稱電流產(chǎn)生的負序磁通。 過電壓來源過電壓來源轉(zhuǎn)子過電壓保護51 4 4）發(fā)電機運行中如發(fā)生短路、失步、非全相或非發(fā)電機運行中如發(fā)生短路、失步、非全相或非同期合閘等故障，則發(fā)電機勵磁繞組中會產(chǎn)生很高的同期合閘等故障，則發(fā)電機勵磁繞組中會產(chǎn)生很高的感應(yīng)過電壓，危及可控硅勵磁系統(tǒng)換流器的安全運行感應(yīng)過電壓，危及可控硅勵磁系統(tǒng)換流器的安全運行 過電壓

53、抑制過電壓抑制轉(zhuǎn)子過電壓保護52 1 1）換相過電壓抑制由集中阻斷式阻容保護完成，換相過電壓抑制由集中阻斷式阻容保護完成，集中阻斷式阻容不僅接線簡單，綜合吸收換流器各種集中阻斷式阻容不僅接線簡單，綜合吸收換流器各種過電壓，減輕可控硅開通的負擔，增強可控硅的過壓過電壓，減輕可控硅開通的負擔，增強可控硅的過壓保護可靠性，而且能夠縮短整流橋換相重疊時間，加保護可靠性，而且能夠縮短整流橋換相重疊時間，加速換流過程速換流過程 2 2）對于由定子側(cè)感應(yīng)過來的過電壓主要由壓敏電對于由定子側(cè)感應(yīng)過來的過電壓主要由壓敏電阻完成，國內(nèi)采用的壓敏電阻主要為氧化鋅非線性電阻完成，國內(nèi)采用的壓敏電阻主要為氧化鋅非線性電

54、阻，國外采用的壓敏電阻主要為碳化硅非線性電阻。阻，國外采用的壓敏電阻主要為碳化硅非線性電阻。 壓敏電阻具有抑制過電壓能力強、漏電流及損耗壓敏電阻具有抑制過電壓能力強、漏電流及損耗小、對浪涌電壓反應(yīng)快、壽命長、運行可靠等優(yōu)點，小、對浪涌電壓反應(yīng)快、壽命長、運行可靠等優(yōu)點，是一種較好的過電壓保護元件是一種較好的過電壓保護元件 過電壓抑制過電壓抑制轉(zhuǎn)子過電壓保護53 勵磁電源FLFiring2FR2Firing1FR1RDXCBMK-INILI2A2A1-UMU3A3A4+ULMULU1 U2+INM-ULM 過電壓抑制過電壓抑制轉(zhuǎn)子過電壓保護54壓敏電阻一般與跨接器串聯(lián)后并接在發(fā)電機勵磁繞組壓敏電

55、阻一般與跨接器串聯(lián)后并接在發(fā)電機勵磁繞組兩組。發(fā)電機運行中，過電壓保護非線性電阻兩組。發(fā)電機運行中，過電壓保護非線性電阻FR1FR1和和FR2FR2原工作點在原工作點在A1A1處。如果產(chǎn)生過電壓能量，如正向處。如果產(chǎn)生過電壓能量，如正向過電壓，則當該能量積累使得正向過電壓超過過電壓過電壓，則當該能量積累使得正向過電壓超過過電壓動作整定值后，則壓敏電阻動作整定值后，則壓敏電阻FR1FR1和和FR2FR2的控制觸發(fā)回路的控制觸發(fā)回路啟動，跨接器導通非線性電阻兩端所加的電壓，因超啟動，跨接器導通非線性電阻兩端所加的電壓，因超過非線性電阻過非線性電阻FR1FR1和和FR2FR2的壓敏電壓值而快速導通，

56、消的壓敏電壓值而快速導通，消耗轉(zhuǎn)子過電壓能量。這時非線性電阻耗轉(zhuǎn)子過電壓能量。這時非線性電阻FR1FR1和和FR2FR2的工作的工作點由原點由原A1A1點移至點移至A2A2點，當過電壓能量被釋放后，過電點，當過電壓能量被釋放后，過電壓值下降，則工作點又回復到正常工作點壓值下降，則工作點又回復到正常工作點A1A1，這時發(fā)，這時發(fā)電機轉(zhuǎn)子電壓回復正常。電機轉(zhuǎn)子電壓回復正常。 過電壓抑制過電壓抑制轉(zhuǎn)子過電壓保護55如發(fā)生反向過電壓，由壓敏電阻如發(fā)生反向過電壓，由壓敏電阻FR1FR1和和FR2FR2的工作點沿的工作點沿著伏著伏/ /安特性曲線向負橫軸方向移動，當反向過電壓安特性曲線向負橫軸方向移動，當

57、反向過電壓值超過壓敏電阻值超過壓敏電阻FR1FR1和和FR2FR2動作壓敏電壓拐點后壓敏電動作壓敏電壓拐點后壓敏電阻阻FR1FR1和和FR2FR2反向開通，運行工作點在反向開通，運行工作點在A3A3，當過電壓能，當過電壓能釋放完畢后，過電壓降低直至消失，壓敏電阻釋放完畢后，過電壓降低直至消失，壓敏電阻FR1FR1和和FR2FR2的工作點又由的工作點又由A3A3移回至移回至A1A1點，由上面的分析可知，點，由上面的分析可知，因發(fā)電機轉(zhuǎn)子過電壓能量有限，只要壓敏電阻因發(fā)電機轉(zhuǎn)子過電壓能量有限，只要壓敏電阻FR1FR1和和FR2FR2能量足夠大，則發(fā)電機轉(zhuǎn)子的電壓被有效地限制能量足夠大，則發(fā)電機轉(zhuǎn)子的電壓被有效地限制在在-U-ULMLM+U+ULMLM之間，這就保護了轉(zhuǎn)子的絕緣。之間，這就保護了轉(zhuǎn)子的絕緣。 報告內(nèi)容 滅磁主要任務(wù)及要件 滅磁耗能方式 滅磁開關(guān)及移能方式 滅磁裝置設(shè)計 轉(zhuǎn)子過電壓保護 軸電壓抑制介紹56 軸電壓來源軸電壓來源軸電壓抑制裝置57 1 1）發(fā)電機轉(zhuǎn)子勵磁端發(fā)電機轉(zhuǎn)子勵磁端發(fā)電機轉(zhuǎn)子大軸與勵磁系統(tǒng)之間通過轉(zhuǎn)子繞組就形成發(fā)電機轉(zhuǎn)子大軸與勵磁系統(tǒng)之間通過轉(zhuǎn)子繞組就形成了如圖的模型，（了如圖的模型，（a a）為物理模型，（）為物理模型，（b b）為等值電路）為等值電路模型。模型。 可控硅變換裝置直流電機Ciq