華能瀾滄江水電有限公司景洪水電廠 云南景洪 666100

摘要：本文主要介紹了景洪電廠發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的滅磁過程，包括滅磁種類、條件、波形、對(duì)滅磁裝置的要求，以及滅磁失敗時(shí)的危害。

關(guān)鍵詞：勵(lì)磁系統(tǒng)、逆變滅磁、事故滅磁

Key Words：Excitation system、Inversion de-excitation、Accidents de-excitation

引言

同發(fā)電機(jī)勵(lì)磁一樣，發(fā)電機(jī)滅磁過程也是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，若發(fā)電機(jī)在停機(jī)時(shí)不能可靠滅磁，將會(huì)給發(fā)電機(jī)或勵(lì)磁系統(tǒng)帶來極大的危害，如產(chǎn)生轉(zhuǎn)子過電壓，危及轉(zhuǎn)子絕緣甚至燒壞磁極，使轉(zhuǎn)子本體發(fā)熱，滅磁開關(guān)損壞等故障；同步發(fā)電機(jī)能否安全可靠得滅磁，不僅關(guān)系到勵(lì)磁系統(tǒng)本身的安全，而且直接關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

1理論基礎(chǔ)

當(dāng)發(fā)電機(jī)組的內(nèi)部或發(fā)電機(jī)出口端發(fā)生故障導(dǎo)致事故停機(jī)時(shí)，必須快速切斷勵(lì)磁電源，除去發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)，防止故障范圍擴(kuò)大；由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組是個(gè)儲(chǔ)能的大電感，因此勵(lì)磁電流突變勢(shì)必在轉(zhuǎn)子繞組兩端引起相當(dāng)大的暫態(tài)過電壓，有可能造成轉(zhuǎn)子絕緣擊穿，所以必須盡快將轉(zhuǎn)子電感中的磁能快速消耗，這就是通常所說的滅磁。

1.1滅磁分類、方式及要求

滅磁可分為兩大類：正常停機(jī)滅磁和事故停機(jī)滅磁；通常使用的滅磁方式有：線性電阻滅磁、滅磁開關(guān)滅磁、逆變滅磁和非線性電阻滅磁；對(duì)滅磁裝置的要求：1）滅磁時(shí)間盡可能短；2）滅磁時(shí)磁場(chǎng)繞組上的反壓不大于允許值；3）滅磁裝置要有足夠的能容；4）滅磁裝置可靠性要高。

1.2 主要部件與作用

1.2.1 滅磁開關(guān)

滅磁開關(guān)是在發(fā)電機(jī)事故停機(jī)時(shí)防止發(fā)電機(jī)過電壓用的，發(fā)電機(jī)停機(jī)斷開發(fā)電機(jī)出口斷路器時(shí)，由于原先還帶有一些負(fù)荷，此時(shí)轉(zhuǎn)子還供有比空載勵(lì)磁電流還大的工作電流，當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)所有的勵(lì)磁電流及由于外界負(fù)荷的斷開引起的水輪機(jī)轉(zhuǎn)速的升高，這兩部分全部都用來建立電壓，使發(fā)電機(jī)的電壓高于額定電壓，甚至出現(xiàn)過電壓使繞組發(fā)生電擊穿，為了保護(hù)發(fā)電機(jī)，就需要及時(shí)跳開滅磁開關(guān)切斷磁場(chǎng)。

景洪電廠滅磁開關(guān)配置參數(shù)：

額定電壓DC 1600V最大開斷電流150kA額定電流4000A

1.2.2 滅磁電阻（SiC）

發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組就是一個(gè)具有較大電感的線圈，在正常情況下，勵(lì)磁電流在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場(chǎng)，當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障時(shí)，需要迅速切斷勵(lì)磁電流，除去發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)，以免事故擴(kuò)大；但是，用開關(guān)直接切斷這種具有較大電感的電路中的電流是很困難的，因?yàn)橹苯忧袛鄤?lì)磁電流會(huì)在勵(lì)磁繞組的兩端產(chǎn)生高電壓，可能燒壞開關(guān)觸頭，因此，在切斷勵(lì)磁回路前，首先在轉(zhuǎn)子兩端并聯(lián)接入滅磁電阻，這樣再切斷勵(lì)磁回路時(shí)，滅磁電阻就可迅速吸收勵(lì)磁繞阻的磁能，減緩轉(zhuǎn)子電流變化速度，達(dá)到降低轉(zhuǎn)子自感電動(dòng)勢(shì)，起到抑制轉(zhuǎn)子過電壓和滅磁的目的。

景洪電廠滅磁電阻配置參數(shù)：

電阻材料SiC電感值0.358H可吸收最大磁場(chǎng)能量8000kJ

額定電流2915A允許最大勵(lì)磁電流8745A整組電阻兩端的

最高電壓值1700V

1.2.3 跨接器（Crowbar）

跨接器是指利用一個(gè)電力電子元件將一個(gè)電阻跨接在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路，主要起到滅磁或者限制轉(zhuǎn)子過電壓作用的裝置，限制在滑極（失步）期間，可能感應(yīng)出的作用于功率整流橋的反向高電壓；像滅磁模塊一樣，跨接器能根據(jù)所選擇的轉(zhuǎn)子電壓限值自動(dòng)觸發(fā)，它包括一組放電電阻（景洪電廠放電電阻與滅磁電阻共用），一組正反向并聯(lián)的可控硅。

1.2.4 滅磁模塊

滅磁模塊用以控制發(fā)電機(jī)正常停機(jī)及事故滅磁時(shí)的一系列邏輯，EDEX板是景洪電廠勵(lì)磁系統(tǒng)滅磁模塊中的主板，EDEX提供滅磁SCR觸發(fā)，導(dǎo)通感應(yīng)反饋，以及在電源故障時(shí)保證工作的電壓保持功能，通過觸發(fā)SCR來提供一條通路，讓勵(lì)磁電流通過磁場(chǎng)放電電阻（或電感）消耗磁場(chǎng)能量。

2景洪電廠滅磁

2.1 景洪電廠滅磁方式

景洪電廠使用的是GE公司的EX2100勵(lì)磁系統(tǒng)，采用逆變滅磁加非線性電阻（SiC）滅磁方式。

2.2 景洪電廠滅磁邏輯

景洪電廠機(jī)組在正常停機(jī)是采用逆變滅磁方式進(jìn)行滅磁，不分開磁場(chǎng)斷路器；在事故滅磁狀態(tài)下須跳磁場(chǎng)斷路器進(jìn)行快速滅磁。兩種滅磁邏輯如下：

（1）正常滅磁：DCS/鍵盤/軟件發(fā)出跳閘指令后——逆變滅磁5s——同時(shí)切除SCR脈沖、導(dǎo)通滅磁電阻；

（2）事故滅磁：事故跳閘指令——同時(shí)斷開滅磁開關(guān)、切除SCR脈沖、導(dǎo)通滅磁電阻。

2.3 景洪電廠滅磁過程

2.3.1 正常停機(jī)

正常停機(jī)時(shí)，先將機(jī)組的有功、無功減至零，然后斷開發(fā)電機(jī)出口斷路器，監(jiān)控或現(xiàn)地發(fā)勵(lì)磁停機(jī)令，勵(lì)磁系統(tǒng)EXHS板上滅磁繼電器KDEP動(dòng)作啟動(dòng)滅磁，勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)入逆變滅磁狀態(tài)，將磁場(chǎng)能消耗在發(fā)電機(jī)定子中，5s后勵(lì)磁調(diào)節(jié)器切除可控硅觸發(fā)脈沖，同時(shí)由EDEX滅磁板將SiC滅磁電阻導(dǎo)通，將發(fā)電機(jī)剩余磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉。

2.3.2 事故停機(jī)

機(jī)組事故停機(jī)時(shí)，發(fā)電機(jī)保護(hù)動(dòng)作發(fā)出跳滅磁開關(guān)命令，滅磁開關(guān)跳閘線圈得電，合上滅磁開關(guān)常閉觸頭，斷開滅磁開關(guān)常開觸頭，同時(shí)由滅磁開關(guān)輔助接點(diǎn)發(fā)送滅磁信號(hào)到EDXE板，這樣既可以將可控硅SCR觸發(fā)脈沖切除，又?jǐn)嚅_磁場(chǎng)主回路，并將SiC非線性電阻接入轉(zhuǎn)子繞組兩端，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組和滅磁電阻形成回路，將剩余磁場(chǎng)能迅速轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉，達(dá)到快速、可靠滅磁。

3結(jié)束語(yǔ)

勵(lì)磁系統(tǒng)滅磁過程的快速、可靠是保證發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行的必要條件，必須進(jìn)行嚴(yán)格計(jì)算及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，并經(jīng)得起日常運(yùn)行的檢驗(yàn)。景洪電廠勵(lì)磁系統(tǒng)自投運(yùn)以來，未發(fā)生過滅磁不成功的事件，充分證明了GE公司EX2100勵(lì)磁系統(tǒng)的可靠性，為機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，及電網(wǎng)的安全提供了強(qiáng)有力的保障。

參考文獻(xiàn)：

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