同步發(fā)電機(jī)安全可靠的滅磁，不僅關(guān)系到勵(lì)磁系統(tǒng)本身安全，而且直接關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。

發(fā)電機(jī)組正常停機(jī)時(shí)：逆變滅磁。

發(fā)電機(jī)組事故停機(jī)時(shí)：事故停機(jī)滅磁，即當(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)，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)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的非線性電阻中。

逆變滅磁：

利用三相全控橋的逆變工作狀態(tài)，控制角由小于90°的整流運(yùn)行狀態(tài)，突然后退到大于90°的某一適當(dāng)角度，此時(shí)勵(lì)磁電源改變極性，以反電勢(shì)形式加于勵(lì)磁繞組，使轉(zhuǎn)子電流迅速衰減到零的滅磁過(guò)程稱為逆變滅磁。這種滅磁方式將轉(zhuǎn)子儲(chǔ)能迅速地反饋到三相全控橋的交流側(cè)電源中去，不需放電電阻或滅弧柵，是一種簡(jiǎn)便實(shí)用的滅磁方法。由于無(wú)觸點(diǎn)、不燃弧、不產(chǎn)生大量熱量，因而滅磁可靠。反電勢(shì)愈大，滅磁速度愈快。三相全控橋逆變時(shí)產(chǎn)生的反電勢(shì)與其交流側(cè)電源電勢(shì)成正比，因此反電勢(shì)的數(shù)值受到一定限制，同時(shí)為防止“逆變"而設(shè)的最大控制 max（或最小逆變角 min）的限制，也在一定程度上降低了反電勢(shì)。所以，單獨(dú)逆變滅磁，受交流電源電壓的限制，逆變滅磁時(shí)，勵(lì)磁電流雖直線下降，但逆變時(shí)所施加的反電勢(shì)數(shù)值比滅弧柵滅磁方式要小，因此電流衰減率較小，滅磁時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，但過(guò)電壓倍數(shù)也很低。

非線性電阻滅磁：

勵(lì)磁系統(tǒng)正常停機(jī)，調(diào)節(jié)器自動(dòng)逆變滅磁; 事故停機(jī)，跳滅磁開(kāi)關(guān)將磁場(chǎng)能量轉(zhuǎn)移到耗能電阻滅磁。當(dāng)發(fā)電機(jī)處于滑極等非正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，將在轉(zhuǎn)子回路中產(chǎn)生很高的感應(yīng)電壓，此時(shí)安裝在轉(zhuǎn)子回路中的轉(zhuǎn)子過(guò)電壓檢測(cè)單元A61模塊將檢測(cè)到轉(zhuǎn)子正向過(guò)電壓信號(hào)，馬上觸發(fā)V62可控硅元件，將耗能電阻單元FR并入轉(zhuǎn)子回路，通過(guò)耗能電阻的吸能作用，將產(chǎn)生的過(guò)電壓能量消除；而轉(zhuǎn)子回路的反向過(guò)電壓信號(hào)則直接經(jīng)過(guò)V61二極管接入耗能電阻吸能，以確保發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子始終不會(huì)出現(xiàn)開(kāi)路，從而可靠地保護(hù)轉(zhuǎn)子絕緣不會(huì)遭受破壞。由于這種保護(hù)的存在，轉(zhuǎn)子繞組會(huì)產(chǎn)生相反的磁場(chǎng)，抵消定子負(fù)序電流產(chǎn)生的反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，以保護(hù)轉(zhuǎn)子表面及轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)不至于燒壞。

滅磁電阻的作用

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(kāi)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(kāi)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(guò)電壓和滅磁的目的。

滅磁電阻的投退不是在發(fā)電機(jī)并列或解列時(shí)，而是在發(fā)電機(jī)起勵(lì)建壓之前要將滅磁電阻從轉(zhuǎn)子回路中斷開(kāi)，在發(fā)電機(jī)滅磁時(shí)將滅磁電阻投入并在轉(zhuǎn)子線圈兩端。

1分類及原理

1.1按開(kāi)關(guān)功能分：

     耗能型滅磁：滅磁開(kāi)關(guān)將磁場(chǎng)能量消耗掉

     移能型滅磁：滅磁開(kāi)關(guān)不消耗磁場(chǎng)能量， 磁場(chǎng)能量由專用的滅磁電阻來(lái)消耗

1.2按開(kāi)關(guān)位置分：

     直流滅磁開(kāi)關(guān)滅磁：滅磁開(kāi)關(guān)裝設(shè)在直流側(cè)

     交流滅磁開(kāi)關(guān)滅磁：滅磁開(kāi)關(guān)裝設(shè)在交流側(cè)

     跨接器滅磁：不使用滅磁開(kāi)關(guān)而使用跨接器

1.3按滅磁電阻的種類分：

        氧化鋅非線性電阻滅磁

        碳化硅非線性電阻滅磁

2 直流開(kāi)關(guān)滅磁原理為：

滅磁時(shí)，跳開(kāi)直流開(kāi)關(guān)MK，直流開(kāi)關(guān)斷口產(chǎn)生電弧，電弧電壓與可控硅 SCR輸出的電壓疊加，與轉(zhuǎn)子的感應(yīng)反電勢(shì)相等， 該反電勢(shì)同時(shí)加在滅磁電阻兩端

    當(dāng)UR大于滅磁電阻回路的轉(zhuǎn)子電壓時(shí)，滅磁電阻回路導(dǎo)通，消耗磁場(chǎng)能量而滅磁。

2.1 第一階段：

滅磁開(kāi)關(guān)分閘、拉弧、建立轉(zhuǎn)子反電勢(shì)。在這個(gè)階段的初始時(shí)刻，滅磁開(kāi)關(guān)主觸頭分?jǐn)?，在觸頭之間產(chǎn)生直流電弧，并由電弧電流在吹弧線圈中產(chǎn)生吹弧磁力，從而使直流電弧拉長(zhǎng)并進(jìn)入滅磁開(kāi)關(guān)的滅弧柵。由于直流電弧被拉長(zhǎng)后其弧電阻增加，促使滅磁開(kāi)關(guān)主觸頭兩端的電壓升高，直至達(dá)到非線性電阻的動(dòng)作值。

由于滅磁開(kāi)關(guān)分?jǐn)?，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流發(fā)生強(qiáng)烈變化，此時(shí)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子將因電流變化而產(chǎn)生反電勢(shì)，其反電勢(shì)的大小由轉(zhuǎn)子電感和勵(lì)磁電流的變化率所決定。當(dāng)達(dá)到非線性電阻動(dòng)作值時(shí)，由非線性電阻決定轉(zhuǎn)子的兩端電壓。

2.1 第二階段：非線性電阻換流、移能，轉(zhuǎn)子滅磁。

 在這個(gè)階段的開(kāi)始時(shí)刻，由于滅磁開(kāi)關(guān)觸頭斷開(kāi)引起的轉(zhuǎn)子反向過(guò)電壓使非線性電阻由阻斷變成導(dǎo)通，從而使原經(jīng)過(guò)滅磁開(kāi)關(guān)構(gòu)成的勵(lì)磁電流通路轉(zhuǎn)換為由非線性電阻與轉(zhuǎn)子之間構(gòu)成通路，進(jìn)而使滅磁開(kāi)關(guān)斷口熄弧，完成勵(lì)磁電流由滅磁開(kāi)關(guān)向非線性電阻的換流。

完成換流以后，由于轉(zhuǎn)子能量并沒(méi)有消耗，故非線性電阻將維持導(dǎo)通狀態(tài)，直至將轉(zhuǎn)子的幾乎全部能量都轉(zhuǎn)移到非線性電阻之中，磁能變成熱能。

2.3直流開(kāi)關(guān)滅磁條件 

直流開(kāi)關(guān)滅磁條件：必須保證在發(fā)電機(jī)任何工況下滅磁時(shí)，開(kāi)關(guān)斷口弧壓與可控硅整流橋輸出的電壓疊加后的值，超過(guò)滅磁電阻導(dǎo)通電壓。

2.4 直流開(kāi)關(guān)滅磁特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：滅磁時(shí)無(wú)需外部邏輯配合，操作簡(jiǎn)單。

缺點(diǎn)：對(duì)直流開(kāi)關(guān)斷口弧壓要求較高，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)制造困難。 

3 交流開(kāi)關(guān)滅磁原理：

僅斷開(kāi)交流滅磁開(kāi)關(guān)AC。

3.1 通常三相全控整流橋工作，上下橋臂均各有1元件導(dǎo)通，如+A、-C,這時(shí)勵(lì)磁電流if經(jīng)MKa、MKc流過(guò)，產(chǎn)生電弧（MKb無(wú)電流斷開(kāi)）。過(guò)3.3ms(60°)＋B脈沖到，但因MKb斷開(kāi)，無(wú)作用，再過(guò)60°，－A元件導(dǎo)通。這時(shí)if流過(guò)+A、－A，MKa、MKc息弧斷開(kāi)。

非線性電阻不能投入，勵(lì)磁電流只靠轉(zhuǎn)子回路時(shí)間常數(shù)緩慢滅磁，不能快速滅磁。

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

當(dāng)交流線電壓在正半波時(shí)

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)，滅磁電阻回路電壓低。

3.2 交流滅磁成功的必要條件是：

加在滅磁電阻回路的電壓大于該回路的轉(zhuǎn)折電壓，則滅磁電阻回路導(dǎo)通，勵(lì)磁電源回路續(xù)流的兩只元件因電壓反偏而截止，開(kāi)關(guān)因斷口電壓低而熄弧。

在滅磁電阻回路轉(zhuǎn)折電壓一定的情況下，因交流線電壓負(fù)半波的作用，對(duì)開(kāi)關(guān)弧壓的要求降低了。而在開(kāi)關(guān)弧壓參數(shù)已定的情況下，滅磁電阻回路轉(zhuǎn)折電壓因交流線電壓負(fù)半波的作用而可整定到較高的數(shù)值，而獲得快速滅磁的效果。

3.3 交流滅磁條件 

 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。

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

3.4 交流滅磁優(yōu)點(diǎn)

對(duì)滅磁開(kāi)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)。

4 勵(lì)磁跨接器就是轉(zhuǎn)子過(guò)電壓保護(hù)裝置

4.1 其基本電路及其原理

一組正反向并聯(lián)的可控硅串聯(lián)一個(gè)放電電阻后再并聯(lián)在勵(lì)磁繞組兩段，當(dāng)可控硅的觸發(fā)器電路檢測(cè)到轉(zhuǎn)子過(guò)電壓后，立即發(fā)出觸發(fā)脈沖使可控硅導(dǎo)通，利用放電電阻吸收過(guò)電壓能量。 

跨接器的返回措施：當(dāng)轉(zhuǎn)子過(guò)電壓大于跨接器動(dòng)作值時(shí)，跨接器動(dòng)作并將轉(zhuǎn)子電壓限制為放電電阻兩段的電壓，在此電壓的作用下，放電電阻將流過(guò)所要吸收的過(guò)電壓能量，如果需要吸收的過(guò)電壓能量大于放電電阻的極限能量，就必須采取措施，最常見(jiàn)的措施就是檢測(cè)放電電阻的電流，一旦這個(gè)電流大于設(shè)定值就跳閘滅磁，這種方法也是處理轉(zhuǎn)子異步過(guò)電壓的最好方法。當(dāng)跨接器動(dòng)作后轉(zhuǎn)子過(guò)電壓消失，放電電阻承受正常運(yùn)行的轉(zhuǎn)子電壓，對(duì)于氧化鋅放電電阻來(lái)說(shuō)，由于其正常轉(zhuǎn)子電壓下的漏電流很小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于可控硅的維持電流，此時(shí)跨接器能可靠返回；對(duì)于碳化硅放電電阻來(lái)說(shuō)，其正常轉(zhuǎn)子電壓下的漏電流很大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于可控硅的維持電流，此時(shí)跨接器暫時(shí)不能返回，只有當(dāng)轉(zhuǎn)子電壓變?yōu)榱慊蛘咚矔r(shí)值變極性后才能返回。具體來(lái)說(shuō)，正向過(guò)電壓動(dòng)作后，轉(zhuǎn)子電壓等于零或者其瞬時(shí)值變?yōu)樨?fù)值時(shí)才能返回；反向過(guò)電壓動(dòng)作后，轉(zhuǎn)子電壓等于零或者其瞬時(shí)值變?yōu)檎禃r(shí)才能返回；為了防止碳化硅電阻跨接器動(dòng)作后不能可靠返回，最常見(jiàn)的方法也是在跨接器回路裝設(shè)過(guò)電流檢測(cè)器，一旦電流長(zhǎng)時(shí)間大于設(shè)定值就跳閘滅磁。也有資料顯示采取逆變的方法來(lái)保證跨接器的返回。

4.2 跨接器滅磁方案的原理：

勵(lì)磁回路中不設(shè)置滅磁開(kāi)關(guān)，滅磁時(shí)先接通滅磁跨接器，后封可控硅整流橋的脈沖 。

4.3 跨接器滅磁方案的特點(diǎn)分析：

跨接器滅磁方案的優(yōu)點(diǎn)：主回路無(wú)開(kāi)關(guān)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高。

跨接器滅磁方案的缺點(diǎn)：跨接器回路的最大導(dǎo)通電壓不能高于交流線電壓的峰值，滅磁時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。

5 滅磁電阻

滅磁用電阻可以是線性電阻，可以是非線性氧化鋅滅磁電阻，也可以是非線性碳化硅電阻。

在汽輪發(fā)電機(jī)的滅磁中由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子為實(shí)心轉(zhuǎn)子具有較強(qiáng)的阻尼作用，即使發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組中的電流迅速衰減到零，但由于阻尼繞組中的電流不能迅速衰減，發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓并不能達(dá)到迅速衰減的目的，而且阻尼繞組中的電流是不可控的，所以在具有較強(qiáng)阻尼作用的發(fā)電機(jī)機(jī)組中多采用線性電阻滅磁。而對(duì)于阻尼作用較弱的發(fā)電機(jī)機(jī)組則多采用非線性電阻滅磁。

把感性的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組切換到放電電阻上防止開(kāi)路產(chǎn)生的過(guò)電壓。利用放電電阻將磁場(chǎng)能量轉(zhuǎn)換為熱能，消耗于電阻上。目前經(jīng)常采用非線性電阻（氧化鋅或碳化硅）來(lái)放電滅磁，大大提高了滅磁速度，滅磁曲線比較接近理想曲線，是目前應(yīng)用廣泛的滅磁方式。

在水輪發(fā)電機(jī)的滅磁中，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子不為實(shí)心轉(zhuǎn)子，其阻尼作用不強(qiáng)，而且發(fā)電機(jī)在故障情況下的機(jī)端電壓升高很多，為有效降低事故擴(kuò)大化，宜非線性滅磁。

6 滅磁開(kāi)關(guān)

滅磁開(kāi)關(guān)額定工作電壓： 應(yīng)大于轉(zhuǎn)子上的最大工作電壓 ；

滅磁開(kāi)關(guān)額定工作電流： 應(yīng)大于轉(zhuǎn)子最大長(zhǎng)期連續(xù)工作電流；

滅磁開(kāi)關(guān)開(kāi)斷電流能力： 應(yīng)大于轉(zhuǎn)子強(qiáng)勵(lì)電流；

滅磁開(kāi)關(guān)開(kāi)斷電壓能力： 應(yīng)大于滅磁電阻上電壓和可控硅整流橋輸出電壓之和。