景洪電廠勵磁系統滅磁簡介

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電機勵磁系統的滅磁過程，包括滅磁種類、條件、波形、對滅磁裝置的要求，以及滅磁失敗時的危害。

關鍵詞：勵磁系統、逆變滅磁、事故滅磁

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

引言

同發電機勵磁一樣，發電機滅磁過程也是一個非常重要的環節，若發電機在停機時不能可靠滅磁，將會給發電機或勵磁系統帶來極大的危害，如產生轉子過電壓，危及轉子絕緣甚至燒壞磁極，使轉子本體發熱，滅磁開關損壞等故障；同步發電機能否安全可靠得滅磁，不僅關系到勵磁系統本身的安全，而且直接關系到整個電力系統的安全運行。

1理論基礎

當發電機組的內部或發電機出口端發生故障導致事故停機時，必須快速切斷勵磁電源，除去發電機的磁場，防止故障范圍擴大；由于發電機轉子繞組是個儲能的大電感，因此勵磁電流突變勢必在轉子繞組兩端引起相當大的暫態過電壓，有可能造成轉子絕緣擊穿，所以必須盡快將轉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：正常停機滅磁和事故停機滅磁；通常使用的滅磁方式有：線性電阻滅磁、滅磁開關滅磁、逆變滅磁和非線性電阻滅磁；對滅磁裝置的要求：1）滅磁時間盡可能短；2）滅磁時磁場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

滅磁開關是在發電機事故停機時防止發電機過電壓用的，發電機停機斷開發電機出口斷路器時，由于原先還帶有一些負荷，此時轉子還供有比空載勵磁電流還大的工作電流，當開關斷開時所有的勵磁電流及由于外界負荷的斷開引起的水輪機轉速的升高，這兩部分全部都用來建立電壓，使發電機的電壓高于額定電壓，甚至出現過電壓使繞組發生電擊穿，為了保護發電機，就需要及時跳開滅磁開關切斷磁場。

景洪電廠滅磁開關配置參數：

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）

發電機的勵磁繞組就是一個具有較大電感的線圈，在正常情況下，勵磁電流在發電機轉子上產生較強的磁場，當發電機內部故障時，需要迅速切斷勵磁電流，除去發電機的磁場，以免事故擴大；但是，用開關直接切斷這種具有較大電感的電路中的電流是很困難的，因為直接切斷勵磁電流會在勵磁繞組的兩端產生高電壓，可能燒壞開關觸頭，因此，在切斷勵磁回路前，首先在轉子兩端并聯接入滅磁電阻，這樣再切斷勵磁回路時，滅磁電阻就可迅速吸收勵磁繞阻的磁能，減緩轉子電流變化速度，達到降低轉子自感電動勢，起到抑制轉子過電壓和滅磁的目的。

景洪電廠滅磁電阻配置參數：

電阻材料SiC電感值0.358H可吸收最大磁場能量8000kJ

額定電流2915A允許最大勵磁電流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電力電子元件將一個電阻跨接在發電機轉子回路，主要起到滅磁或者限制轉子過電壓作用的裝置，限制在滑極（失步）期間，可能感應出的作用于功率整流橋的反向高電壓；像滅磁模塊一樣，跨接器能根據所選擇的轉子電壓限值自動觸發，它包括一組放電電阻（景洪電廠放電電阻與滅磁電阻共用），一組正反向并聯的可控硅。

1.2.4 滅磁模塊

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

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勵磁系統，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

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

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

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

2.3 景洪電廠滅磁過程

2.3.1 正常停機

正常停機時，先將機組的有功、無功減至零，然后斷開發電機出口斷路器，監控或現地發勵磁停機令，勵磁系統EXHS板上滅磁繼電器KDEP動作啟動滅磁，勵磁系統進入逆變滅磁狀態，將磁場能消耗在發電機定子中，5s后勵磁調節器切除可控硅觸發脈沖，同時由EDEX滅磁板將SiC滅磁電阻導通，將發電機剩余磁場能轉化為熱能消耗掉。

2.3.2 事故停機

機組事故停機時，發電機保護動作發出跳滅磁開關命令，滅磁開關跳閘線圈得電，合上滅磁開關常閉觸頭，斷開滅磁開關常開觸頭，同時由滅磁開關輔助接點發送滅磁信號到EDXE板，這樣既可以將可控硅SCR觸發脈沖切除，又斷開磁場主回路，并將SiC非線性電阻接入轉子繞組兩端，使發電機轉子繞組和滅磁電阻形成回路，將剩余磁場能迅速轉化為熱能消耗掉，達到快速、可靠滅磁。

3結束語

勵磁系統滅磁過程的快速、可靠是保證發電機安全運行的必要條件，必須進行嚴格計算及現場試驗，并經得起日常運行的檢驗。景洪電廠勵磁系統自投運以來，未發生過滅磁不成功的事件，充分證明了GE公司EX2100勵磁系統的可靠性，為機組的穩定運行，及電網的安全提供了強有力的保障。

參考文獻：

[1]《GE勵磁EX2100用戶指南》（GEH-6632）；

[2]《同步發電機的滅磁簡介》；

[3]《大中型水輪發電機靜止整流勵磁系統及裝置技術條件》（DL/T 583-2006）。