发电机灭磁及过电压保护介绍(NR)

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1、发电机灭磁及转子过电压保护发电机灭磁及转子过电压保护报告内容 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2 灭磁主要任务灭磁主要任务灭磁主要任务及要件3灭磁定义：灭磁定义：灭磁就是把转子励磁绕组中磁场储能尽快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

2、绕组自动接入至放电电阻或其它吸收能量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。装置上去，把磁场中储存的能量迅速消耗掉。灭磁任务：灭磁任务：断开励磁电源，保证励磁电源不再向转子断开励磁电源，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证机组故障电源维持时间最短 灭磁速度评价灭磁速度评价灭磁主要任务及要件4（a a）发电机电压衰减的时间常数）发电机电压衰减的时

3、间常数T TEDED；（b b）也有用灭磁等值时间）也有用灭磁等值时间T TEQEQ表示：表示： 式中式中I Ia a 为发电机灭磁时的静子电流，即电弧中流为发电机灭磁时的静子电流，即电弧中流过的电流，过的电流，i iaoao为其超始电流。为其超始电流。V Va a为灭磁时的电机电势，它与为灭磁时的电机电势，它与i ia a成正比。成正比。（c c）从开始灭磁到发电机静子电压小于维持电从开始灭磁到发电机静子电压小于维持电弧电压的时间弧电压的时间T TM M； 000011dtvVTdtiITaaEQaaEQ 灭磁装置基本要求灭磁装置基本要求灭磁主要任务及要件5-保证安全可靠灭磁。保证安全可靠灭

4、磁。 a.a.灭磁开关应有足够的分断发电机转子电流能力灭磁开关应有足够的分断发电机转子电流能力 b.b.灭磁反电压不超过规定的倍数灭磁反电压不超过规定的倍数 c.c.灭磁装置的电路和结构应简单可靠灭磁装置的电路和结构应简单可靠 d. d.灭磁装置要有足够的容量灭磁装置要有足够的容量-灭磁时间应尽可能地短暂灭磁时间应尽可能地短暂 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6 线性电阻耗能方式线性电阻耗能方式灭磁耗能方式7常规线性电阻灭磁，简单可靠。如忽略阻尼绕组，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

5、，其端电压按指数衰减。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如发电机额定电压为18000V18000V，R=0R=0时，下降到峰值为时，下降到峰值为200V200V的时间需的时间需T TM0M0=4.84T=4.84T1 1，R=5rR=5r时，时，T TM1M1=0.8T=0.8T1 1，T T1 1=L/r=L/r发电机励磁回路时间常数。发电机励磁回路时间常数。 线性电阻耗能方式线性电阻耗能方式灭磁耗能方式8 考虑阻尼绕组后，发电机空载额定电压按灭磁考虑阻尼绕组后，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回路时间常数和阻尼绕组回路时间常

6、数之和指数衰减，时间较长。减，时间较长。 控制灭磁过程中磁场绕组过电压，近年来趋向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，从灭磁电阻取较小的灭磁电阻值，从灭磁电阻R R为为5 5倍磁场电阻倍磁场电阻r r，减小到减小到R=(1R=(1)r)r。 线性电阻不能直接与转子并联，必须配备常闭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，线性电阻接入灭磁灭磁主触头闭合或跨接器导通，线性电阻接入灭磁回路。回路。 非线性电阻耗能方式非线性电阻耗能方式灭磁耗能方式9灭磁过程中转子

7、两端电压不变，电流直线下降，非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，非线性电阻线性电阻阻值随流过电流减小而增大，非线性电阻特性为：特性为： 称为非线性系数，称为非线性系数，愈小，电流衰减过程中励磁愈小，电流衰减过程中励磁电压的变化愈小。电压的变化愈小。 KiU 非线性电阻耗能方式非线性电阻耗能方式灭磁耗能方式10灭磁用非线性电阻主要是灭磁用非线性电阻主要是S Si iC C和和Z Zn nO O，Z Zn nO O国内生产，国内生产，S Si iC C国外进口，国外进口，Z Zn nO O非线性系数为非线性系数为0.0460.046，S Si iC C非

8、线性系非线性系数为数为0.30.3，就非线性性能看，就非线性性能看，Z Zn nO O非线性灭磁电阻要优非线性灭磁电阻要优越得多。越得多。Z Zn nO O非线性灭磁电阻，采购容易，价格便宜，非线性灭磁电阻，采购容易，价格便宜，灭磁残压容易控制，灭磁速度快灭磁残压容易控制，灭磁速度快。S Si iC C非线性灭磁电阻体积比较小非线性灭磁电阻体积比较小，耐用性较好。采用非线性电阻，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，小心，避免开关的配合不合理，导致灭磁的事故。导致灭磁的事故。 非线性电阻耗能方式非线性电阻耗能方式灭磁耗能方

9、式11 对于汽轮发电机，因整体铸造的转子阻尼很强，对于汽轮发电机，因整体铸造的转子阻尼很强，即即T T2 2较大，因此不强调快速灭磁，采用线性电阻作为较大，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（由涡流效应

10、等价的绕组）感应电流过大，从而导致转子铁芯过热。致转子铁芯过热。 在水轮发电机上非线性电阻特别是在水轮发电机上非线性电阻特别是Z Zn nO O非线性灭非线性灭磁电阻，除作为灭磁电阻外，还兼作转子过电压保磁电阻，除作为灭磁电阻外，还兼作转子过电压保护，因此，应用广泛护，因此，应用广泛 灭弧栅耗能方式灭弧栅耗能方式灭磁耗能方式12灭弧栅灭磁就是利用开关灭磁弧直接吸收发电机转灭弧栅灭磁就是利用开关灭磁弧直接吸收发电机转子的能量，灭弧栅栅片间隙中的电弧压降基本上是子的能量，灭弧栅栅片间隙中的电弧压降基本上是定值，不随电弧电流变化，因此有很好的灭磁效果。定值，不随电弧电流变化，因此有很好的灭磁效果。国

11、内曾广泛采用的引进自前苏联的国内曾广泛采用的引进自前苏联的DM-2DM-2开关，就是开关，就是在灭磁时将电弧吹入灭弧栅灭在灭磁时将电弧吹入灭弧栅灭弧。灭弧栅由很多铜片组成串弧。灭弧栅由很多铜片组成串联间隙，每个间隙压降为联间隙，每个间隙压降为252530V30V。发电机空载额定电压灭。发电机空载额定电压灭磁时，计及阻尼绕组影响，励磁时，计及阻尼绕组影响，励磁绕组、阻尼绕组电流、发电磁绕组、阻尼绕组电流、发电机机端电压的衰减见图机机端电压的衰减见图 逆变灭磁方式逆变灭磁方式灭磁耗能方式13如果给发电机转子提供直流电流的变流器采用可控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