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灭磁系统的作用
灭磁系统的作用是当发电机内部及外部发生诸如短路及接地等事故时迅速切断发电机的励磁,并将储存在励磁绕组中的磁场能量快速的消耗在灭磁回路中。当采用发电机一变压器组接线时,在发电机外部至变压器,以及与主断路器连接的导线上出线故障时,发电机也需要快速灭磁。
当发电机定了绕组发生接地时,将产生接地故障电流。如果发电机中性点经高阻抗接地,一个定了线棒的绝缘被击穿,故障电流较小,则铁芯损伤不会太严重。如果故障电流较大,除击穿线棒绝缘外,还将有严重的铜和铁芯的烧损,这种故障至少需要更换损坏的绝缘,甚至部分地拆修发电机的定了铁芯。因此,有的制造厂认为,发电机可以不采用灭磁开关,对于生产具有无刷励磁系统机组的厂家,更倾向于这一观点。
因为在小电流故障时,并不需要快速灭磁,而当大故障电流时,快速灭磁能否限制铜线绕组以及铁芯的损坏程度仍有争议。更多的厂家认为如果不采用快速灭磁装置,则在某些场合,本来很小的损坏会导致更大的烧损故障,因此,采用简单而有效的快速灭磁装置还是必要的。
02
对灭磁系统的要求
对发电机灭磁系统的主要要求是可靠而迅速地消耗储存在发电机中的磁场能量。最简单的灭磁方式是切断发电机的励磁绕组与电源的连接。但是,这样将使励磁绕组两端产生较高的过电压,危机到主机绝缘的安全。为此,灭磁时必须使励磁绕组接至可使磁场能量耗损的闭合回路中。欢迎关注:电气学习笔记
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灭磁的实现方式
在实现灭磁方式的依据上,各国的观点不尽相同,例如在灭磁原理上有两种不同的方式,即耗能型灭磁装置和移能型灭磁装置。
耗能型灭磁装置的作用原理是将磁能消耗在灭磁开关装置中,当灭磁开关主触头打开后,储存在发电机励磁回路中的磁场能量形成电弧并在燃烧室中燃烧,将电能转换为热能直至熄弧。由于这种灭磁开关多与发电机励磁绕组串联连接,故称这种灭磁方式为串联灭磁。
移能型灭磁装置,磁场能量不由灭磁开关装置耗能,而是由灭磁开关将磁场能量转移到线性或非线性电阻耗能元件中。其作用原理是,灭磁时,当主触头断开后产生一过电压,将使与发电机励磁绕组并联到非线性灭磁电阻导通,由此电阻消耗发电机的磁场能量。如灭磁电阻采用线性电阻,灭磁过程更为简单,只预先合弧触头,然后打开主触头即可完成灭磁。
当发电机采用全控整流桥式线路时,还可以利用逆变方式将发电机的磁场能量反馈到发电机定了侧,供电交流电源为恒定值(如交流励磁机方式)时,这种逆变灭磁作用非常有效。但是对白励励磁系统,随灭磁的加速,发电机的电压随之下降,作用于逆变回路的反电压亦随之降低,将影响逆变灭磁的衰减。由于逆变电气灭磁的加入,可在一定程度上减轻机械灭磁开关的负担。
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汽轮发电机常见灭磁方式
对于无刷励磁系统,因无法在发电机励磁绕组回路中接入灭磁开关,故只能在交流励磁机励磁绕组侧进行灭磁,而发电机励磁回路则经旋转整流器按相应发电机时问常数进行白然灭磁。
对采用交流主、副励磁机的静止励磁系统,国外均以在交流主励磁机励磁回路设置灭磁开关作为典型灭磁方式。国内则多以在发电机主励磁回路设置两或三断口灭磁开关及线性灭磁电阻作为主要灭磁方式。
对静止励磁系统,国外采用了如下儿种灭磁方式:
1)断开晶闸管整流器交流侧电源中性点进行灭磁,如美国GE公司所生产的Generrex-PSS励磁系统,在灭磁时将由P线棒供电的励磁变压器的中性点断开,使晶闸管整流器失去交流电源,实现灭磁。
2)在600MW汽轮发电机组中,根据用户需要,在发电机主励磁绕组回路中设置灭磁开关及线性灭磁电阻,如日本日立公司采用了上述灭磁系统。瑞典ASEA和瑞士ABB公司,则采用非线性电阻。
应说明的是,在上述灭磁系统中的灭磁开关跳闸之前,均先由AVR励磁调节器发出指令,使晶闸管整流器处于逆变状态。
对于大型汽轮发电机灭磁系统,国内采用的交流励磁机的三机静止整流器励磁系统趋向于在交流励磁机励磁绕组侧进行灭磁,而不在发电机主励磁回路中设置灭磁开关。
原作者:电气学习笔记
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