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什么是發電機勵磁系統的滅磁?


01

磁系統的作用

? ? ? ?磁系統的作用是當發電機內部及外部發生諸如短路及接地等事故時迅速切斷發電機的勵磁,并將儲存在勵磁繞組中的磁場能量快速的消耗在滅磁回路中。當采用發電機一變壓器組接線時,在發電機外部至變壓器,以及與主斷路器連接的導線上出線故障時,發電機也需要快速滅磁。

? ? ? 當發電機定了繞組發生接地時,將產生接地故障電流。如果發電機中性點經高阻抗接地,一個定了線棒的絕緣被擊穿,故障電流較小,則鐵芯損傷不會太嚴重。如果故障電流較大,除擊穿線棒絕緣外,還將有嚴重的銅和鐵芯的燒損,這種故障至少需要更換損壞的絕緣,甚至部分地拆修發電機的定了鐵芯。因此,有的制造廠認為,發電機可以不采用滅磁開關,對于生產具有無刷勵磁系統機組的廠家,更傾向于這一觀點。因為在小電流故障時,并不需要快速滅磁,而當大故障電流時,快速磁能限制銅線繞組以及鐵芯的損壞程度仍有爭議。更多的廠家認為如果不采用快速滅磁裝置,則在某些場合,本來很小的損壞會導致更大的燒損故障,因此,采用簡單而有效的快速滅磁裝置還是必要的。


02

對滅磁系統的要求

? ? ? ?對發電機磁系統的主要求是可靠而迅速地消耗儲存在發電機中的磁場能量。最簡單的滅磁方式是切斷發電機的勵磁繞組與電源的連接。但是,這樣將使勵磁繞組兩端產生較高的過電壓,危機到主機絕緣的安全。為此,滅磁時必須使勵磁繞組接至可使磁場能量耗損的閉合回路中。

03

滅磁的實現方式

? ? ? ?在實現滅磁方式的依據上,各國的觀點不盡相同,例如在滅磁原理上有兩種不同的方式,即耗能型滅磁裝置和移能型滅磁裝置。

? ? ? 耗能型滅磁裝置的作用原理是將磁能消耗在滅磁開關裝置中,當滅磁開關主觸頭打開后,儲存在發電機勵磁回路中的磁場能量形成電弧并在燃燒室中燃燒,將電能轉換為熱能直至熄弧。由于這種滅磁開關多與發電機勵磁繞組串聯連接,故稱這種滅磁方式為串聯滅磁。

? ? ? 移能型滅磁裝置,磁場能量不由滅磁開關裝置耗能,而是由滅磁開關將磁場能量轉移到線性或非線性電阻耗能元件中。其作用原理是,滅磁時,當主觸頭斷開后產生過電壓,將使與發電機勵磁繞組并聯到非線性滅磁電阻導通,由此電阻消耗發電機的磁場能量。如滅磁電阻采用線性電阻,滅磁過程更為簡單,只預先合弧觸頭,然后打開主觸頭即可完成滅磁。

? ? ? 當發電機采用全控整流橋式線路時,還可以利用逆變方式將發電機的磁場能量反饋到發電機定了側,供電交流電源為恒定值(如交流勵磁機方式)時,這種逆變滅磁作用非常有效。但是對白勵磁系統,隨滅磁的加速,發電機的電壓隨之下降,作用于逆變回路的反電壓亦隨之降低,將影響逆變滅磁的衰減。由于逆變電氣滅磁的加入,可在一定程度上減輕機械滅磁開關的負擔。


04

汽輪發電機常見滅磁方式

? ? ? ?對于無刷勵磁系統,因無法在發電機勵磁繞組回路中接入滅磁開關,故只能在交流勵磁機勵磁繞組側進行滅磁,而發電機勵磁回路則經旋轉整流器按相應發電機時問常數進行白然滅磁。

? ? ? 對采用交流主、副勵磁機的靜止勵磁系統,國外均以在交流主勵磁機勵磁回路設置滅磁開關作為典型滅磁方式。國內則多以在發電機主勵磁回路設置兩或三斷口滅磁開關線性滅磁電阻作為主要滅磁方式。

? ? ?對靜止勵磁系統,國外采用了如下滅磁方式:

? ? 1)斷開晶閘管整流器交流側電源中性點進行滅磁,如美國GE公司所生產的Generrex-PSS勵磁系統,在滅磁時將由P線棒供電的勵磁變壓器的中性點斷開,使晶閘管整流器失去交流電源,實現滅磁。

? ? 2)在600MW汽輪發電機組中,根據用戶需要,在發電機主勵磁繞組回路中設置滅磁開關線性滅磁電阻,如日本日立公司采用了上述磁系統。瑞典ASEA和瑞士ABB公司,則采用非線性電阻。

? ? 應說明的是,在上述磁系統中的滅磁開關跳閘之前,均先由AVR勵磁調節器發出指令,使晶閘管整流器處于逆變狀態。

? ? 對于大型汽輪發電機磁系統,國內采用的交流勵磁機的三機靜止整流器勵磁系統趨向于在交流勵磁機勵磁繞組側進行滅磁,而不在發電機主勵磁回路中設置滅磁開關。


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