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浅谈发电机转子灭磁及过电压保护装置的原理张亚萍哈尔滨电机厂有限责任公司【摘要】本文阐述了发电机转子灭磁及过电压保护装置的工作原理，并对发电机转子灭磁及过电压保护装置的工作原理进行了详细分析。
【关键词】发电机；转子；灭磁；过电压保护；应用；跨接器灭磁系统和过电压保护装置都是发电机励磁系统的重要主成部分。
由于电力系统比较复杂，发电机常常会发生一些故障，会影响电力系统的稳定，如发电机定子绕组接地、转子滑环直接短路、整流装置故障等。
这些故障均需要快速切除励磁电源，对发电机进行灭磁。
1、发电机转子灭磁的工作原理发电机运行时，如有突发事件发生时，发电机继电保护跳开灭磁开关，这时由于发电机在运行中突然切掉励磁电源，转子绕组储存着大量能量需要释放，此时若不采取任何措施就突然断开励磁电流，必然会使转子绕组两端形成过电压，由于过电压的产生会给转子造成巨大冲击，甚至会使转子的绝缘层被击穿。
因此，在快速断开励磁电源的同时，必须要采取一定的措施先消耗掉转子绕组中的电磁能，这一过程，通常被称为灭磁。
灭磁的方式:线性电阻灭磁、非线性电阻灭磁等等。
1.1本文所研究的第一种灭磁方式是直流氧化锌非线性电阻灭磁方式。
其具体的工作原理见附图1所示：其中If转子中的电流、FR1为氧化锌非线性电阻、FMK为灭磁开关、Uo为励磁电压、L P为整流电源、U k为灭磁开关弧压、UR为氧化锌非线性电阻残压。
若要使转子电流衰减至零，必须在转子两端加一个与其励磁电源电势相反的电势U。
灭磁方程式为公式（1）：Ldi/dt+U=O可见电感中电流衰减率正比于反向电势U，反向电势越大，灭磁时间越短。
但反向电势受转子绝缘水平限制，反向电势不能超过转子绝缘允许值因此最理想的灭磁方式是灭磁电压保持恒定，电流保持一个固定的变化率，即公式（2）：di/dt=-U/L电流按直线规律衰减至零。
由于氧化锌非线性电阻残压UR变化很小，灭磁时近似于恒压，即UR=U。
发电机正常运行时转子电压低，氧化锌非线性电阻呈高阻态，漏电流仅为微安级。
技术讲座讲稿灭磁与转子过电压保护2004年1０月灭磁与转子过电压保护1.非线性电阻所谓非线性电阻是指加于此电阻两端的电压与通过的电流呈非线性关系，其电阻值随电流值的增大而减少。
作为非线性电阻的材料一般用碳化硅和氧化锌。
就非线性特性而言，氧化锌电阻优于碳化硅。
在评价非线性电阻特性时，通常以非线性电阻系数β来表征,此系数仅与电阻阀片的材质有关。
碳化硅S ｉC 非线性电阻β＝0．25~0.5；氧化锌ZnO 非线性电阻β=0.025～0.０5。
U GU DU CU对于氧化锌非线性电阻，标志其特征的主要数据有: （1）导通电压U D (U 1０m Ａ）当元件的漏电流为１0mA 时的外加电压值，其后如果电压继续上升，流过非线性压敏元件的电流将迅速增大，为此，定义在导通电压U D 以下的区域为截止区，U D 以上的区域为导通区。
(2）残压U Ｃ(U 残）当元件流过100A 电流时,非线性电阻两端的残压值。
对于氧化锌非线性灭磁电阻元件而言,在正常工作及导通条件下流多的漏电流均会引起元件部分分子结构的损坏并影响到元件的使用寿命，为此正常工作电压的选择不宜过高。
（３）荷电率SU G 为元件工作电压，此值影响到元件的老化寿命。
荷电率比值取得越高，元件的漏电流也越大，从而加速老化过程。
一般S ≤０.5为宜。
U ｆN ——额定励磁电压 U f0——空载励磁电压 U ac ——阳极电压Ｕm ｉn ——最小工作电压 COS α=U ｆ０/ U ａc /1.35U min = 2U ac S ＩN(120+α) Ｓ=︱U min ︱/U D2.灭磁开关2.1 名词、术语2.1.1 断路器按规定条件,对配电电路、电动机或其他用电设备实行通断操作并起保护作用，即当电路内出现过载、短路或欠电压等情况时能自动分断电路的开关电器。
2．１．２磁场断路器用于配合非线性(或线性）电阻分断发电机励磁回路的断路器。
2．２条件发电机成功灭磁的条件,是磁场断路器在分断过程中主触头上的弧压应足够高以保证转子电流全部转移至灭磁电阻，且主触头可以承受此转移过程中的燃弧弧能。
电气一次设备过电压保护问题分析发布时间：2021-05-26T04:47:59.330Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第3期作者：吕成[导读] 电力系统的正常运行需要稳定电压提供保障，但由于特殊情况引起的电压异常升高，会产生电磁波，超过电力系统所能承受的电压极限，进而破坏电力设备。
南京景兴瑞电力工程技术有限公司江苏南京 211100摘要：电力系统的正常运行需要稳定电压提供保障，但由于特殊情况引起的电压异常升高，会产生电磁波，超过电力系统所能承受的电压极限，进而破坏电力设备。
电气设备的正常使用中，不可避免地会受到工作电压的侵蚀，造成电气设备出现损坏。
为了保证设备的正常运行，在其设计和制造中将配置为承受过电压的能力，但这种承受能力毕竟是有限的，会损坏电气设备，甚至造成更严重的后果。
基于此，本文对电气一次设备过电压保护问题进行开展探究与分析。
关键词：电气一次设备；过电压；保护方案电气一次设备过电压是指在某些特殊情况下电压异常升高，超过铭牌规定的最大电压。
一般来说，电气一次设备的过电压是为了防止对电力系统的危害，属于电磁干扰的范畴。
在设计电气一次设备时，不仅要能够承受正常工作电压范围，而且要有相应的承受能力，保证电气一次设备安全、高效运行。
一、过电压概念及危害（一）过电压概念过电压属于电力系统中的一种电磁扰动现象，主要是指交流电压超过额定值的10%，并且持续时间大于一分钟的现象，控制系统将采取一定措施切断电源，防止损坏电气设备[1]。
过电压可分为内部过电压和外部过电压两种类型，其中内部过电压就是电气设备本身产生的内部能量，包括谐振过电压和操作过电压引起的电磁扰动；而外部过电压主要是指雷电扰动电气设备引起的过电压现象。
虽然电气系统过电压时会自动切断电源，但如果设备长时间处于过电压状态，可能会影响设备的使用寿命，甚至造成大面积的停电，对生产和日常生活造成很大的影响。
（二）过电压危害电气设备如果出现过电压现象，会使运行中的电气设备发生故障，无法发挥设备功能，甚至出现损坏。
河南建材2019年第5期发电机转子过电压保护试验的必要性汪亚许白宇南阳鸭河口发电有限责任公司（474671）摘要:文章结合某火电厂350MW发电机组转子过电压保护的试验情况，介绍了发电机转子过电压的来源及危害、转子过电压保护的原理及其试验方法，分析了试验中的各种异常情况，重点讲述了转子过电压保护试验的必要性。
关键词:发电机；转子过电压保护；试验；必要性1转子过电压的来源及危害发电机转子过电压在励磁系统过励，定子内部或出线故障，发电机运行中受到较大扰动，发电机失步、非同期合闸、非全相运行、可控硅关断、整流桥换相、电网操作、雷击、甚至正常停机分断灭磁开关等很多情况下都会出现，严重过电压情况下将损坏发电机转子，甚至损坏发电机定子。
2转子过电压保护的原理发电机转子过电压保护是采用击穿二极管（BOD）作为过电压监测元件，当BOD检测到电压高于其动作值后，该元件导通，触发跨接器（CROW-BAR）投入，将灭磁电阻与发电机转子并联，利用灭磁电阻来钳制转子电压，从而起到过电压保护作用。
该保护在发电机转子正向、反向过电压时均能起到保护作用[1]。
转子过电压保护一般配置在励磁设备内部，图1为某火电厂350MW机组转子过电压保护原理图。
图1转子过电压保护原理图图1中K1、K2分别为灭磁开关第一路、第二路分闸回路触发过电压保护启动灭磁继电器，K3备用未接线。
V1000为击穿二极管（BOD），型号为IXBOD1-20R，当两端电压大于2000V后导通，触发过电压保护启动灭磁。
V1、V2、V3为3个可控硅，在K1、K2、V1000的触发下将SiC非线性灭磁电阻（图1中右下角电阻串）与发电机转子并联，利用非线性灭磁电阻的伏安特性来钳制发电机转子电压。
W200∶6接转子正极，W200∶16接转子负极。
本保护装置在正、反双向过电压情况下均能起到保护作用，其中，K1、K2分别触发V2、V3，只在转子电压反向时起灭磁作用，也就是灭磁开关分断、磁场电流持续、磁场电压突然反向时起作用；V1000作为转子回路过电压检测元件，在正向及反向过电压时可分别触发V1、V2灭磁[2]。
浅谈江苏响水风电场投运期1#主变差动保护动作事故分析电力科技2015.06︱237︱浅谈江苏响水风电场投运期1#主变差动保护动作事故分析简祖瑞吴赛虎（响水长江风力发电有限公司，江苏盐城 224600）【摘要】差动保护动作是变压器运行中较为严重的一类故障，会给供电系统的正常供电带来极大的威胁。
本文以江苏响水风电场投运期1#主变差动保护动作事故为例，分析事故发生的原因，提出解决和预防措施，供同行参考。
【关键词】差动保护动作；事故；原因分析1 事故经过2010年1月20日响水风电场全体值班运行人员在升压站分别对响水1线35KV 集电线路、响水2线35KV 集电线路进行线路充电。
当日上午顺利完成了对响水1线、响水2线的充电工作，在此期间站内设备工作正常，并无异常现象。
下午13:50，中控室综自后台电脑上突然报35KV 母线Ⅰ段母线单相接地，响水2线电流Ⅰ段保护动作，紧接着报#1主变差动保护动作。
事故直接导致响水2线35KV 开关302、#1主变高压侧开关2601、#1主变低压侧开关31都跳开。
400V 系统Ⅰ段母线失电，分段开关412备自投动作，400V 系统由分段运行转为由2#场变联络运行。
2 处理过程（1）对响水2线线路开关302进行退出处理，将其操作至检修状态，即35KV 手车开关断开，摇至试验位置，推上302柜内接地刀闸3027。
（2）对响水2线线路保护装置，1#主变保护保护动作情况及相关数据进行统计，参照故障录波装置录取的电流，电压波型进行故障的诊断。
现场排查故障原因并对进行故障处理。
（3）完成故障处理后，向省调提交1#主变送电申请，省调许可后，操作1#主变开关2601，对35KV Ⅰ段母线进行送电。
（4）完成35KV I 段母线送电后，恢复站内400V 场用电的切换工作。
将400V 系统联络运行转为分段运行方式，即先断开400V 母联开关412，然后将41开关由舱外摇至工作位置，合上41开关，最后将41、42、412开关分别打到备自投位置，400V 系统转为正常的分段运行方式并且检查继保室及二次负荷情况是均否正常。
