最新dlt294《发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件》学习疑惑汇总

大型发电机灭磁及转子过压保护夏勇强摘要：本文叙述有关发电机灭磁的技术要求，并通过目前国内外普遍采用的灭磁方案比较及存在的问题，重点介绍了新型PTC线性电阻配合非线性电阻灭磁的动作原理，提出了一种新颖可靠的发电机灭磁方案。

关健词：磁场断路器高能陶瓷电阻非线性电阻灭磁一、概述：随着国内大型电站的相继兴建，机组的单机容量及励磁容量不断增大，特别是采用具有高顶值系数的自动可控硅励磁系统，对灭磁及转子过压保护的要求越来越高，采用常规灭磁开关的灭磁方式已不能满足大型发电机组正常、可靠灭磁的要求。

在电站的实际运行过程中，曾多次出现灭磁失败而引起转子过压，造成转子磁极击穿，烧毁灭磁开关及励磁设备等重大事故。

甚至出现因灭磁时间过长，以致在主变压器内部短路时未能迅速灭磁断流，造成主变绕组严重烧损，外罩炸裂的恶性事故，经济损失十分巨大。

因此快速可靠的灭磁及限制转子过电压的有效措施成了国内大型发电机组安全运行亟待解决的问题。

二、发电机灭磁的技术要求：2.1 必须满足各种运行工况下可靠灭磁的要求大型机组励磁电流不断增加，转子的电感越来越大，转子所储存的磁场能量也随之增大，所以大型机组的灭磁装置必须满足有足够大的灭磁容量。

它除了在正常及机端短路时等强励工况下能可靠灭磁外，特别对于具有高顶值系数的自励可控硅系统，还必须满足在空载误强励时可靠灭磁的要求。

2.2满足快速灭磁的要求，尽可能实现接近理想灭磁时间大型发电机虽然采用了现代快速灵敏的继电保护装置，但这种保护的作用是当发电机出现故障时，能尽快地将机组解列，即使机组解列，但故障电流依然存在。

不论发电机故障是一相短路还是部分绕组短路，在故障电流期间，损坏的程度随绝缘燃烧和铜线熔化的时间而增加，所以只有在发电机解列的同时，采用快速灭磁才是限制故障和使设备免于全部烧毁最充分有效的措施。

2.3灭磁应更加彻底大型机组的出口母线电压很高，在这种高压机组中，那怕只要有维持发电机母线电压10%的励磁残压，这种残压也足以维持故障处电弧，为此大型发电机组的灭磁应更加彻底。

1绪论随着我国电力工业的发展，对发电机安全稳定运行提出了更高的要求，励磁系统性能的优劣是机组安全运行的关键之一。

当发电机内部故障或停机时，继电保护装置能快速把发电机与系统断开。

但电机的惯性使转子转速不能突变，储藏在励磁绕组中的磁场能也不能迅速消失，励磁电流突变势必在转子绕组两端引起相当大的暂态过电压，这将造成电机内部绝缘损坏等问题。

因此，发电机出现故障停机时必须把转子励磁绕组的磁场能尽快地减弱到可能小的程度，这就是所说的灭磁。

灭磁的关键是：断流和消磁。

相应的灭磁保护装置主要包括两大部分，一是磁场断路器或灭磁开关，二是吸能限压元件，即灭磁电阻。

灭磁开关起断流和部分消磁的作用；灭磁电阻起消磁耗能的作用。

所论述的灭磁方式、设计灭磁方案都是围绕断流和消磁来展开。

目前常用的磁场断路器及非线性电阻灭磁系统，在某些电站的实际运行中曾发生灭磁失败致烧毁励磁系统设备事故，暴露了灭磁系统在参数设计及设备选择上存在的一些问题，包括磁场断路器的性能参数要求及其选择计算方法、灭磁电阻容量要求及其选择计算方法、对灭磁时间的要求、发电机应考虑的严重灭磁工况等。

本文试图对这些问题进行分析，并以这些依据设计出合理的灭磁方案。

2 灭磁方式及原理2.1灭磁方式灭磁系统从原理上分有两种：灭磁开关耗能型灭磁方式和灭磁电阻耗能型灭磁（或移能型灭磁方式）。

灭磁开关耗能型灭磁方式的原理是利用开关断口上的电弧燃烧来消耗转子能量以达到灭磁的目的。

灭磁时直接跳灭磁开关，切断转子电流灭磁。

灭磁开关跳开后，切断了供电电源和转子绕组的电流回路。

但励磁绕组具有很大电感，在开断直流时，会在断口两端产生很高的过电压，该过电压将会使断口开断所产生的电弧维持燃烧，直到磁场储能在电弧上全部消耗，转变为热能。

最终因能量耗尽，电弧不能维持燃烧，断口熄弧开断。

这种灭磁方式对开关的要求较高：①开关在分断转子电流时，要维持电弧的燃烧来消耗能量，并控制电弧电压在安全范围内，不能强力吹弧。

浅谈发电机转子灭磁及过电压保护装置的原理【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、LP为整流电源、Uk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，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。

灭磁时，灭磁开关FMK跳开，切开励磁电源。

大中型发电机灭磁及过压保护装置条件嘿，伙计们！今天我们来聊聊大中型发电机灭磁及过压保护装置的条件，这可是个非常重要的话题哦！你们知道吗，发电机就像是我们家里的电器一样，也需要定期保养和维护，才能保证正常运行。

那么，什么是灭磁及过压保护装置呢？它们又是如何工作的呢？别着急，我会一一为大家解答的。

我们来聊聊灭磁。

灭磁，顾名思义，就是让发电机“熄火”的意思。

在某些特殊情况下，比如说发电机出现异常振动、噪音过大等问题时，我们需要及时采取措施，让发电机“休息”一下，避免进一步损坏。

这时候，灭磁就派上用场了。

灭磁装置会通过控制发电机的励磁电流，使其迅速降低到一个安全范围内，从而实现灭磁的目的。

这样一来，发电机就可以暂时停机，等待问题解决后再重新启动。

接下来，我们来说说过压保护。

过压保护，顾名思义，就是防止发电机输出过高电压的保护措施。

你们知道吗，过高的电压不仅会对发电机造成损害，还可能对周围的设备和人员造成安全隐患。

因此，我们需要采取一定的措施，确保发电机的输出电压在一个安全范围内。

过压保护装置会实时监测发电机的输出电压，一旦发现电压过高，就会立即切断发电机与电网之间的连接，以防止事故的发生。

等到电压恢复正常后，过压保护装置会再次启动发电机，让它继续为我们的电力需求提供支持。

那么，灭磁及过压保护装置的条件是什么呢？其实，这些条件主要包括以下几点：1. 灭磁及过压保护装置需要具备灵敏的反应速度。

这意味着它们能够在短时间内判断出发电机是否存在异常情况，并及时采取相应的措施。

这样一来，我们就可以避免因为反应迟钝而导致的事故发生。

2. 灭磁及过压保护装置需要具备稳定的性能。

这意味着它们在长时间运行过程中不会出现故障或者误动作。

只有这样，我们才能放心地将发电机交给它们来“照顾”。

3. 灭磁及过压保护装置需要具备良好的互操作性。

这意味着它们能够与其他控制系统相互配合，共同保障发电机的安全运行。

这样一来，我们就可以根据实际情况灵活调整保护措施，提高整个系统的安全性。

DL/T294-2011《发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件》标准学习疑惑周尚军（武汉洪山电工科技有限公司，湖北省武汉市，430000）最近拜读了DLT294.1-2011和DLT294.2-2011《发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件》标准第一部分和第二部分，有些许疑惑提出，期待专家释疑解答。

不欢迎纯粹的“砖家”！DLT294.1-2011部分：显然，4.2.1.1.3的E级绝缘定义有误，90℃属于“Y”级绝缘的温度限制，详见GB/T20113-2006，而E级绝缘的耐热温度限制是120℃，“3.3”条款最先提及的“表1”表格数据是正确的。

这么明显的前后矛盾和疏漏都能搞出来，你们制定标准的时候都在梦游吗？不要告诉我这又是勘误或笔误。

AEBFH绝缘等级显然是抄袭的其他标准，因此应该在引用文件予以体现。

这一部分实际上部分引用了GB50150标准，因此规范性引用文件中应该包括GB50150标准。

好歹尊重一点著作权法。

很显然，上图中右半部分SCR实际画的是二极管整流桥，因为漏画了晶闸管的触发极（门极）。

疑似灭磁电阻两端的最大电压Ummax和晶闸管整流桥输出的最大电压Uzmax通常不在一个条件下取得！灭磁电阻两端的最大电压Ummax在最大灭磁电流时取得，通常是发电机机端或发电机内部定子三相短路时取得最大转子励磁电流（其中含定子绕组对转子励磁绕组的感应分量），依据IEEE/ANSI C37.18建议值，通常为3~4倍额定磁场电流Ifn。

而晶闸管整流桥输出的最大电压Uzmax的取值条件，通常是发电机空载误强励工况。

或许有人会辩称：发电机空载误强励可能会导致定子绝缘破坏致使定子三相短路，但实际上二者还是不同步，有先后顺序，定子击穿后机端电压及自并励系统阳极电压已经有所下降。

个人认为，严谨的换流条件及弧压公式应该是Ukmax>(Um+Uz)max或Ukmax>max(Uz+Um) 一般情况下要分别核算三相短路和空载误强励工况的换流条件，来确定开关弧压的要求。

同步电机灭磁及转子过电压前言同步发电机或电动机发生内部故障时，虽然继电保护装置能快速地把发电机与系统断开，但磁场产生的感应电势继续维持故障电流。

同步发电机转子快速灭磁及过压保护是发电机安全运行的重要前提。

随着我国电力事业的迅猛发展，同步发电机的单机容量日益增大，发电机励磁绕组的时间常数及转子磁场储能也不断增大，这就对发电机转子在事故状态下灭磁提出了更严格的要求！1发电机灭磁的介绍1.1什么是灭磁所谓灭磁就是把转子励磁绕组中磁场储能尽快地减弱到可能小的程度。

在大功率可控硅元件应用之后，利用它在三相全控桥的逆变工作状态，控制角由小于90°的整流运行状态，突然后退到大于90°的某一适当角度，此时励磁电源改变极性，以反电势形式加于励磁绕组，使转子电流迅速衰减到零的灭磁过程称为逆变灭磁。

这种灭磁方式将转子储能迅速地反馈到三相全控桥的交流侧电源中去，不需放电电阻或灭弧栅，是一种简便实用的灭磁方法。

由于无触点、不燃弧、不产生大量热量，因而灭磁可靠。

反电势愈大，灭磁速度愈快。

同步发电机灭磁则采用灭弧栅灭磁和非线性电阻灭磁这两种灭磁方式加以配合使用。

灭磁方式的配合使用，可以产生互补效果，使灭磁更迅速，更可靠。

在发电机因故障情况下，灭磁开关突然断开，励磁绕组具有很大的电感，会在其两端产生很高的过电压。

因此，在断开励磁电源的同时，还应将转子励磁绕组自动接入到放电电阻或其他吸能装置上去，把磁场中储存的能量迅速消耗掉。

完成这一过程的主要设备叫自动灭磁装置。

1.2自动灭磁系统应满足的几点要求1.2.1灭磁时间应最短。

1.2.2当灭磁开关断开励磁绕组时，绕组两端产生的过电压应在绕组绝缘允许的范围内，即滑环间容许过电压值为4～5倍U。

M1.2.3灭磁开关断开励磁绕组后，发电机定子剩余电势E应不大于150～200伏。

在这样小的电势情况下，再加上它的电枢反应影响，发电机内部或机端的短路电流将更小。

以使短路电流值初次过零时，电弧就能熄灭。

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。

D L T294-2011《发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件》学习疑惑DL/T294-2011《发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件》标准学习疑惑周尚军（武汉洪山电工科技有限公司，湖北省武汉市，430000）最近拜读了DLT294.1-2011和DLT294.2-2011《发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件》标准第一部分和第二部分，有些许疑惑提出，期待专家释疑解答。

不欢迎纯粹的“砖家”！DLT294.1-2011部分：显然，4.2.1.1.3的E级绝缘定义有误，90℃属于“Y”级绝缘的温度限制，详见GB/T20113-2006，而E级绝缘的耐热温度限制是120℃，“3.3”条款最先提及的“表1”表格数据是正确的。

这么明显的前后矛盾和疏漏都能搞出来，你们制定标准的时候都在梦游吗？不要告诉我这又是勘误或笔误。

AEBFH绝缘等级显然是抄袭的其他标准，因此应该在引用文件予以体现。

这一部分实际上部分引用了GB50150标准，因此规范性引用文件中应该包括GB50150标准。

好歹尊重一点著作权法。

很显然，上图中右半部分SCR实际画的是二极管整流桥，因为漏画了晶闸管的触发极（门极）。

疑似灭磁电阻两端的最大电压Ummax和晶闸管整流桥输出的最大电压Uzmax 通常不在一个条件下取得！灭磁电阻两端的最大电压Ummax在最大灭磁电流时取得，通常是发电机机端或发电机内部定子三相短路时取得最大转子励磁电流（其中含定子绕组对转子励磁绕组的感应分量），依据IEEE/ANSI C37.18建议值，通常为3~4倍额定磁场电流Ifn。

而晶闸管整流桥输出的最大电压Uzmax 的取值条件，通常是发电机空载误强励工况。

或许有人会辩称：发电机空载误强励可能会导致定子绝缘破坏致使定子三相短路，但实际上二者还是不同步，有先后顺序，定子击穿后机端电压及自并励系统阳极电压已经有所下降。

个人认为，严谨的换流条件及弧压公式应该是Ukmax>(Um+Uz)max或Ukmax>max(Uz+Um)一般情况下要分别核算三相短路和空载误强励工况的换流条件，来确定开关弧压的要求。

发电机灭磁及转子过电压保护回路改造作者：琚海军刘瓒裴会江来源：《科学与财富》2010年第11期[摘要] 分析原有发电机灭磁与转子过电压装置存在的问题，针对存在问题，将励磁回路中的灭磁开关及过电压保护装置进行技术改造。

[关键词] 同步发电机灭磁转子过电压高能氧化锌压敏电阻ZnO1.原有灭磁与转子过电压保护装置存在的问题原有灭磁与转子过电压保护装置是中国科学院等离子物理研究所94年的产品。

灭磁开关是DM2型，该开关结构复杂，其灭磁能力有限，强励时灭磁时间长，灭磁时发电机转子回路承受电压过高，定子和转子的安全受到严重威胁。

转子过电压保护装置的ZnO电阻体积小，能容量小，数量多，各并联支路伏安特性不一致，能量吸收误差偏大，经常出现烧限流保险现象，缺少非全相及大滑差异步运行过电压保护装置，将有可能危及机组安全运行。

2.FMB31型同步发电机转子灭磁及过电压保护装置的原理及作用FMB31型同步发电机转子灭磁及过电压保护装置是安徽合肥凯立的产品，该装置配备了DM4型灭磁开关，采用高能氧化锌压敏电阻并增加了非全相及大滑差异步保护装置，使发电机的过电压保护更可靠、更完善。

发电机灭磁及过电压保护装置原理图2.1转子过电压保护FMB31型同步发电机转子灭磁及过电压保护装置以大容量ZnO电阻作为主保护元件，过电压能量吸收元件直接并接在被保护设备即转子绕组两端。

当发生解列灭磁或全停故障时，发电机与电网系统断开，通过灭磁开关建立弧压迫使高能ZnO电阻导通，吸收转子能量并将转子磁能衰灭至零。

2.2转子系统产生的过电压工况发电机转子系统产生过电压工况有多种，最常见的有：（1）灭磁过电压：此种过电压时间短，能量集中；（2）由于发电机非全相或大滑差异步运行而产生的转子系统过电压，此种过电压能量大，破坏力强，且时间无法预测；（3）转子正向过电压；（4）电源侧过电压；综上所述，一个完备的保护方案必须能够对上述各种过电压都有保护功能，FMB31型过电压保护装置就是针对上述过电压进行选配保护元件。