滅磁系統(tǒng)介紹

南京南瑞集團(tuán)公司國(guó)電自動(dòng)化研究院1、滅磁系統(tǒng)介紹

1.1滅磁系統(tǒng)概述當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)生內(nèi)部故障，在繼電保護(hù)動(dòng)作切斷主斷路器時(shí)，還要求迅速地滅磁。在發(fā)電機(jī)發(fā)生電氣事故時(shí)，滅磁系統(tǒng)應(yīng)迅速切斷發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁回路，并將儲(chǔ)藏在勵(lì)磁繞組中的磁場(chǎng)能量快速消耗在滅磁回路中。1.2滅磁裝置的性能要求：a.滅磁時(shí)間應(yīng)可能地短暫；b.滅磁反電壓不超過規(guī)定的倍數(shù)；c.滅磁裝置的電路和結(jié)構(gòu)型式應(yīng)簡(jiǎn)單可靠。滅磁開關(guān)應(yīng)有足夠的分?jǐn)喟l(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流能力，不會(huì)因過熱而燒壞。南京南瑞集團(tuán)公司國(guó)電自動(dòng)化研究院1.2滅磁系統(tǒng)的分類及性能分析

1.2.1滅磁系統(tǒng)的分類1.2.1.1耗能型滅磁和移能型滅磁。u

耗能型滅磁滅磁開關(guān)本身消耗磁場(chǎng)能量。u

移能型滅磁滅磁開關(guān)不消耗磁場(chǎng)能量，磁場(chǎng)能量由專用的滅磁電阻來消耗。南京南瑞集團(tuán)公司國(guó)電自動(dòng)化研究院1.2.1.2直流滅磁開關(guān)滅磁，交流滅磁開關(guān)滅磁，以及跨接器滅磁u

直流開關(guān)滅磁：滅磁開關(guān)裝設(shè)在直流側(cè)。u

交流開關(guān)滅磁：滅磁開關(guān)裝設(shè)在交流側(cè)。u

跨接器滅磁：不使用滅磁開關(guān)而使用跨接器。南京南瑞集團(tuán)公司國(guó)電自動(dòng)化研究院(1)直流開關(guān)滅磁

a)直流開關(guān)滅磁接線原理圖南京南瑞集團(tuán)公司國(guó)電自動(dòng)化研究院b)

直流開關(guān)滅磁原理

直流開關(guān)滅磁原理為：滅磁時(shí)，跳開滅磁開關(guān)MK，電弧壓降與可控硅SCR輸出的電壓共同加在滅磁電阻兩端，即：南京南瑞集團(tuán)公司國(guó)電自動(dòng)化研究院c)直流開關(guān)滅磁條件

直流開關(guān)滅磁條件：必須保證滅磁開關(guān)斷口弧壓有發(fā)電機(jī)任何工況下滅磁均能超過滅磁電阻導(dǎo)通電壓。d)

直流開關(guān)滅磁特點(diǎn)直流開關(guān)滅磁優(yōu)點(diǎn)：滅磁時(shí)無需外部邏輯配合，操作簡(jiǎn)單。直流開關(guān)滅磁缺點(diǎn)：滅磁時(shí)對(duì)滅磁開關(guān)斷口弧壓要求較高，導(dǎo)致滅磁開關(guān)制造較困難，造價(jià)較高。

南京南瑞集團(tuán)公司國(guó)電自動(dòng)化研究院(2)交流開關(guān)滅磁

a)

交流開關(guān)滅磁接線原理圖

南京南瑞集團(tuán)公司國(guó)電自動(dòng)化研究院b)交流滅磁原理

在切斷交流側(cè)滅磁開關(guān)AC之前，先切除可控硅SCR觸發(fā)脈沖（簡(jiǎn)稱封脈沖）。

u

當(dāng)交流線電壓在正半波時(shí)，有u

當(dāng)交流線電壓在負(fù)半波時(shí)，有

在交流線電壓的負(fù)半波時(shí)，滅磁電阻回路電壓最高，在交流線電壓的正半波時(shí)，滅磁電阻回路電壓最低。當(dāng)滅磁電阻兩端電壓超過滅磁設(shè)計(jì)電壓時(shí)，轉(zhuǎn)子能量就轉(zhuǎn)移到滅磁電阻中。南京南瑞集團(tuán)公司國(guó)電自動(dòng)化研究院c)交流滅磁條件

u

必須是可控硅全控整流橋而不能是二極管整流橋或帶續(xù)流二極管的可控硅半控整流橋。

u

必須在開斷交流滅磁開關(guān)AC的同時(shí)，封鎖可控硅整流橋的全部觸發(fā)脈沖。d)

交流滅磁優(yōu)點(diǎn)。

對(duì)滅磁開關(guān)斷口弧壓的要求大大降低。降低弧壓要求，也意味著降低斷路器的體積、重量和造價(jià)。南京南瑞集團(tuán)公司國(guó)電自動(dòng)化研究院(3)跨接器滅磁

a)跨接器滅磁接線原理圖

南京南瑞集團(tuán)團(tuán)公司國(guó)電自動(dòng)化研研究院b)跨接器滅磁方方案的原理：：勵(lì)磁回路中不不設(shè)置滅磁開開關(guān)，滅磁時(shí)時(shí)先接通滅磁磁跨接器，后后封可控硅整整流橋的脈沖沖。c)跨接器滅磁方方案的特點(diǎn)分分析：跨接器滅磁方方案的優(yōu)點(diǎn)：：主回路無開關(guān)關(guān)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單單，可靠性高高。跨接器滅磁方方案的缺點(diǎn)：跨接器回路的的最大導(dǎo)通電電壓不能高于于交流線電壓壓的峰值，滅滅磁時(shí)間相對(duì)對(duì)較長(zhǎng)。南京南瑞集團(tuán)團(tuán)公司國(guó)電自動(dòng)化研研究院1.2.1.3氧化鋅非線性性電阻滅磁，，碳化硅非線線性電阻滅磁磁，和線性電電阻滅磁a)非線性電阻滅滅磁系統(tǒng)氧化鋅非線性性電阻和碳化化硅非線性電電阻。其伏安特性的的表達(dá)式為：：式中：U—非線性電阻兩兩端的電壓I—過非線性電阻阻的電流C—材料系數(shù)b—非線性電阻的的系數(shù)南京南瑞集團(tuán)團(tuán)公司國(guó)電自動(dòng)化研研究院由于氧化鋅非非線性電阻非非線性特性較較好，在滅磁磁控制的最高高電壓相同的的條件下，碳碳化硅滅磁的的時(shí)間比氧化化鋅滅磁時(shí)間間略長(zhǎng)。b)線性電阻滅磁磁系統(tǒng)由于線性電阻阻兩端電壓隨隨電流下降，，電阻損耗隨隨電流平方下下降，線性電電阻時(shí)間要比比非線性電阻阻滅磁時(shí)間長(zhǎng)長(zhǎng)得多。南京南瑞集團(tuán)團(tuán)公司國(guó)電自動(dòng)化研研究院1.3滅磁能容量計(jì)計(jì)算及滅磁電電阻的選型1.3.1計(jì)算方法仿真計(jì)算的方方法實(shí)現(xiàn)。南京南瑞集團(tuán)團(tuán)公司國(guó)電自動(dòng)化研研究院1.3.2某550MW機(jī)組滅磁能容容量仿真計(jì)算算舉例發(fā)電機(jī)組參數(shù)數(shù)：額定容量：612MVA額定功率：550MW額定定子電壓壓：18KV額定定子電流流：19630A額定勵(lì)磁電流流：2709A額定勵(lì)磁電壓壓：318V空載勵(lì)磁電流流：1432A空載勵(lì)磁電壓壓：159.2V南京南瑞集團(tuán)團(tuán)公司國(guó)電自動(dòng)化研研究院(1)采用氧化鋅非非線性滅磁電電阻，3串144并，滅磁電壓壓取1500V，其U-I特性為：，針對(duì)空載誤誤強(qiáng)勵(lì)達(dá)頂值值電流，仿真真結(jié)果如圖一一、圖二，整整個(gè)滅磁過程程時(shí)間為2.4S，滅磁能量為5.72MJ。南京南瑞集團(tuán)團(tuán)公司國(guó)電自動(dòng)化研研究院(2)采用碳化硅非非線性滅磁電電阻,非線性電阻選選擇12并9RV6A54，其U-I特性為：,針對(duì)空載誤強(qiáng)強(qiáng)勵(lì)達(dá)頂值電電流，仿真結(jié)結(jié)果如圖三、、圖四所示，，整個(gè)滅磁過過程時(shí)間為2.5s,滅磁能量為5.97MJ。南京南瑞集團(tuán)團(tuán)公司國(guó)電自動(dòng)化研研究院(3)采用線性滅磁磁電阻，滅磁電阻阻值值為0.5Ω，其U-I特性為：針對(duì)空載誤強(qiáng)強(qiáng)勵(lì)達(dá)頂值電電流，仿真結(jié)結(jié)果如圖五、、圖六所示，，整個(gè)滅磁過過程時(shí)間為6S，滅磁能量為5.72MJ。南京南瑞集團(tuán)團(tuán)公司國(guó)電自動(dòng)化研研究院仿真結(jié)果：氧化鋅非線性性電阻滅磁：：滅磁能量為5.72MJ，整個(gè)滅磁過程程時(shí)間為2.4S，碳化硅非線性性電阻滅磁：：滅磁能量為5.97MJ，整個(gè)滅磁過程程時(shí)間為2.5S，線性電阻滅磁磁：滅磁能量為5.72MJ，整個(gè)滅磁過程程時(shí)間為6.0S，南京南瑞集團(tuán)團(tuán)公司國(guó)電自動(dòng)化研研究院1.3.3三種滅磁方式式的比較分析析(1)滅磁時(shí)間：氧化鋅非線性性電阻滅磁與與碳化硅非線線性電阻滅磁磁的滅磁時(shí)間間基本相同，，但線性電阻阻滅磁時(shí)間要要比前兩者長(zhǎng)長(zhǎng)很多?！趸\與碳化化硅相當(dāng)，都都大大優(yōu)于線線性電阻。(2)滅磁控制電壓壓：氧化鋅非線性性電阻在滅磁磁過程中，基基本上保持滅滅磁控制電壓壓為1500V，而碳化硅非線線性電阻在滅滅磁過程中，，滅磁控制電電壓在2000V到1000V之間變化?！趸\優(yōu)于碳碳化硅。(3)配置情況：在容量密度上上，并聯(lián)運(yùn)行行特性上，碳碳化硅大大優(yōu)優(yōu)于氧化鋅。。南京南瑞集團(tuán)團(tuán)公司國(guó)電自動(dòng)化研研究院1.3.4滅磁電阻的選選型和使用(1)滅磁電阻的選選擇u對(duì)于滅磁容量量大于2.0MJ的大容量機(jī)組組，應(yīng)選用碳碳化硅滅磁。。u對(duì)于滅磁容量量在0.6MJ～2.0MJ之間的大中容容量機(jī)組，應(yīng)應(yīng)選用氧化鋅鋅滅磁。u對(duì)于滅磁容量量小于0.6MJ的中小容量機(jī)機(jī)組，應(yīng)選用用線性電阻滅滅磁。南京南瑞集團(tuán)團(tuán)公司國(guó)電自動(dòng)化研研究院1.4滅磁開關(guān)的選選擇u滅磁開關(guān)的額額定工作電壓壓：應(yīng)大于轉(zhuǎn)子上上的最大工作作電壓。u滅磁開關(guān)的額額定工作電流流：應(yīng)大于于轉(zhuǎn)子最大長(zhǎng)長(zhǎng)期連續(xù)工作作電流u滅磁開關(guān)的開開斷電流能力力：應(yīng)大于于轉(zhuǎn)子強(qiáng)勵(lì)電電流u滅磁開關(guān)的開開斷電壓能力力：應(yīng)大于于滅磁電阻上上電壓和可控控硅整流橋輸輸出電壓之和和。南京南瑞集團(tuán)團(tuán)公司國(guó)電自動(dòng)化研研究院1.5滅磁及過電壓壓保護(hù)裝置介介紹(1)滅磁柜主要配配置：內(nèi)裝：進(jìn)口ABB滅磁開關(guān)