專版ｉｊ電力建設
張英敏摘
要：本文分析了傳統ｄｍ２型滅磁開關及轉子過電壓保護存在的各種問題及危害，提出在發電機原有勵磁回路上更換新型滅磁開關及加裝ｚｎｏ快速滅磁及過電壓保護裝置，以利於提高機組執行的安全效能。
關鍵詞：發電機；轉子滅磁過電壓；改造
１引言汽輪發電機滅磁保護的主要技術要求是在保證斷流滅磁
過程中轉子電壓不超過絕緣耐壓的條件下，滅磁時問盡可能
短，滅磁裝置的投切應能自動監控執行，維護簡便。橫門電廠第一
期工程由２臺１２５ｍｗ機組，發電機是上海發電機廠生產，型號ｏｆｓ一１２５—２型，轉子額定電壓為２６５ｖ，轉子額定電流為
１６５０ａ，發電機勵磁系統為傳統的三機勵磁系統，滅磁系統為線性電阻滅磁。
２裝置改造前狀況
橫門電廠這２臺１２５ｍｗ機組原出廠配套裝置為：滅磁開關採用型開關，滅磁系統為線性電阻滅磁，經過幾年執行表明，這套系統存在效能較差、維護工作量大的缺陷，
以難於保證機組安全執行的需要。
２．１改造前系統接線
發電機勵磁系統為傳統的三機勵磁系統。滅磁開關採用型開關，滅磁系統為線性電阻滅磁。其接線如下圖ｌ所示：
ｒ一…一
一…一…
…～卜］
ｔ一０ｌ＿ｊ
ｏｍｉ…ｉｌ
ｉ圖１改造前系統接線
２．２改造前裝置主要存在問題
２．２．１滅磁開關切斷小電流時不能可靠滅弧
型開關斷開時，滅弧柵間出現的電弧是依靠吹弧線圈中電流產生的串激橫向磁場，將電弧吹到兩側弧角
上，並迅速沿弧角進入滅弧室而產生的，吹弧室的吹弧線圈磁
場與流過吹弧線圈的電流成正比，即流過電流越大，則產生的
吹弧力越大，反之則越弱，這樣就會使開關切斷小電流時不能
可靠滅弧。
２．２．２滅磁開關維護工作量大，備品難找
根據廠家對這種開關的要求，當滅磁開關投入執行後，在額定負荷下兩次，額定空載下五次或事故下強勵下一次分斷
後，或隨機組大修時，必須按滅磁開關各結構資料的要求進行
一次檢測和調整，另現在各開關廠已開始停產這種開關，當開
關部分元件損壞後，備品難找，影響了機組的啟動。
１２０廣東科技２０１１６第１２期
２－２．３滅磁開關滅弧時，易產生斷流現象
這種開關滅磁時電弧在滅弧柵片中受軸向磁場作用下不斷旋轉，其釋放的熱能為銅金屬柵片所吸收，直至電弧熄滅，勵磁電流下降到零值型開關為了防止勵磁電流突然中斷時產生過電壓，在各組柵片間分段併聯接入降壓電阻，以使較早熄弧的柵片兩端仍可以流過電流，防止電流突然中斷產生過電壓，但現場使用過程中各元件特性發生變化，使得開
關極有可能在滅磁過程中由於斷流而產生過電壓，會造成發電機絕緣損壞。
２－２．４採用線性電阻滅磁不可靠
滅磁系統採用線性電阻滅磁，在轉子磁場能量很大時，轉子易出現高電壓；轉子過電壓保護採用間隙保護，間隙保護定
值難以整定，易變化；容量小，過電壓保護效果差，而且間隙保護易損壞，損壞後不易發現，極易出現轉子無過電壓保護情況，同時線性電阻易出現被擊穿損壞的現象，在我廠曾多次發生在機組正常解列情況下造成轉子過壓保險熔斷的現象，最終檢查為線性電阻阻值偏小造成的。
２．２．５線性電阻滅磁速度較慢
**性電阻滅磁時，由ｄｍ２型開關分斷時通過輔助觸頭將
滅磁電阻併入發電機轉子進行滅磁，線性電阻滅磁速度較慢。
３裝置改造設想
經過對上述存在的問題分析和研究，並借鑑其他兄弟廠滅磁系統及轉子過電壓保護的改造的經驗，初步設想如下：
（１）現在我廠使用轉子過電壓保護是線性電阻，用在滅磁上已經過時，準備採用較可靠的滅磁開關配非線性電阻（ｚｎｏ）的滅磁及轉子過電壓保護方式。
（２）用移能型滅磁開關代替耗能型滅磁開關。移能型滅磁開關在滅磁時基本不吸收能量，而是依靠迅速建立足夠的弧壓開通ｚｎｏ電阻吸能。
（３）選用***、單片能量高和漏電流小的ｚｎ０。合理配置
ｚｎｏ群體的總能量，保證有足夠的能量裕度。
（４）用現代的均能理論代替均流理論。
４裝置改造後的優點
根據設想的要求，選用上海新聯直流電氣廠的磁場斷路器配合肥凱立****的ｆｍｂ３１型滅磁過壓保護器。
４．１改造後的接線
改造時我們將原來的滅磁開關進行了更換，並對一次迴路
重新接線，一次迴路接線與原迴路接線從裝置配置到原接線都有很人變化。具體接線如下圖２所示。一一
——囊量一？一——＿＿ｉ
１０－。ｌ＿一
≥火磁」關呼為一
ｆｍｂ３ｌ火磁過雁保護技術指標：最大火磁電壓１０００ｖ，最大滅磁電流３３００ａ，最大滅磁能量
圖２改造後系統接線
４．２ ｆｍｂ３１轉子過電壓保護的原理
轉子滅磁電阻（ｆｒ１）及轉予過電壓保護（ｆｒ２，ｆｒ３）的工作
原理都是幕於ｚｎｏ電阻有良好非線性特性，從如下圖３可以看
出：圖３ ｚｎｏ電阻的伏一安特性
我們從圖２的接線可以看出，存正常執行時ｆｒ２，ｆｒ３均
接入ｉ口ｊ路執行。任何情況下有外來高壓侵入勵磁迴路時，ｆｒ２，ｆｒ３中通過的電流將隨勵磁迴路兩端的電壓公升高而增人，電流
大到ｆｒ２，ｆｒ３的拐點電壓時，由於高能ｚｎｏ電阻的這種非線性特性使得其兩端電壓不再公升高，將勵磁迴路兩端電壓限制在
定電壓範圍內，外來侵入高壓消失後，勵磁迴路恢復正常運
行 ｄ理，在發電機轉子滅磁時，ｆｒ１也將勵磁【旦ｌ路兩端電ｊ玉限制在一定電壓範圍內，並且將強ｌ犬的發電機轉子內的磁場能黽
通過ｆｒ１消耗掉。
４．３改造後各裝置的優點
４３．１滅磁開關滅弧能力強，動作可靠
由於該肝關採用雙斷【＿＝］滅弧，滅弧能力強，手觸頭不易燒損，開關合『中ｊ採用雙合閘線圈，合閘力矩大，分、合閘動作可靠，
克服了原火磁開關小電流滅弧能力差、動作不可靠的缺陷。
４．３．２滅磁開關效能穩定，維護工作量少
根據廠家的技術要求，該開關在正常分斷１００次，才須對滅磁室及觸頭進行檢查，正常可分斷５００次，進行一次全面檢查，分斷３次強勵電流，才修整觸頭，可以說大大提高機組安全運仃的可靠性。４３－３採用非線性電阻滅磁做到安全、可靠
用非線性ｚｎｏ電阻（ｆｒ１）代替原線性電阻。正常執行時，
由於ｆｒ１剛路串有反相＿ｉ極管，迴路沒有電流通過。火磁開關
跳閘時，勵磁線圈產生的反向電勢將通過二極體和ｆｒ１路，將慟磁能量消耗在ｆｒ１上，轉子勵磁電流便以恆壓方式迅速消耗在ｆｒ１中，從而使發電機迅速火磁。由於ｆｒ１有良耍｜的非線
性特忡，因此在發電機滅磁時，發電機轉予電壓被牢牢的限制在安拿範圍內，有效地保護了發電機勵磁線圈的安全。
用非線ｈ－ｚｎｏ電阻（ｆｒ２）代替原問隙過電壓保護，正常執行時，ｆｒ２，ｆｒ３均接入迴路執行，共同起到勵磁迴路過電壓保護作用。由於勵磁電壓一般在５００ｖ以下，ｆｒ２，ｆｒ３在常執行時儀仃小的漏電流，相當於開路狀態，不影響機組的正常
運ｔ『。當外來高壓侵入勵磁迴路時，ｆｒ２，ｆｒ３併聯共同吸收過
壓能量，把電壓限制在過電』玉保護值以下，從而保護了轉子繞組及電源裝置。
４．３．４增加發電機發生非全相及大滑差異步執行過壓保護
ｆｍｂ３１轉子過電壓保護增加發電機發牛非全相及大滑差異步執行過壓保護器ｆｒ２，當出現非全市ｈ及人滑差異步執行而產生劇烈正反向過電壓時，ｆｒ２元件投入執行，將繞組兩邊的電壓牢牢的限制在安全的範圍內，確保發電機轉子始終有一流通訊道，使電流通過。此電流在轉予繞組中產生相反磁場，抵消定子負序電流產生的反轉磁場，同時ｆｒ２可塒轉子正向過電壓進行保護。從而可靠地保護轉了表而和護環不至於燒壞。
４＿３５增加了勵磁迴路電源側過電壓保護
ｆｍｉ￣３１轉子過電壓保護增加了勵磁網路電源側過電壓保
護（ｆｒ３）。由於ｆｒ３接在勵磁同路電源側，在滅磁開關跳閘時，因電源側線路電感貯存的能量將消耗 ｆｒ３上，從而達到保護
勵磁迴路電源側裝置免受過電損害的目的，兜服了原迴路勵磁迴路電源側沒有保護的缺陷。
５結束語
我們首先進行＃ｌ機滅磁系統及轉了過電壓保護的改進，
並進行機組空載下試驗，從光波顯示器｝二我們得出該套裝置接
近「理想滅磁」的結論，並在同年底進行了＃２機組的改造，
ｆｍｂ３１型滅磁過壓保護器及磁場斷路器投入執行以來，在進行多次火磁後，拆於ｆ磁場斷路器進行檢查，也
進行ｚｎｏ閥片的洩漏電流檢查，均尢發現異常，達到執行可靠、
檢修和維護工作量小目的，可以說木次改造較好解決了橫門電７一的發電機滅磁系統及轉子過電壓保護存在的問題。取得良好的滅磁效果和經濟效益。同時也確保了機組安全生產和整個電網的安全穩定執行。
［１］熊信銀．發電機及電氣系統．北京：中１日電力ｍ版社，２００４
（作者單位：廣東粵華發電有限責任公司）
廣東社技２０１１６第１２期 １２１
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