励磁系统

保护与监视

? 每柜可控硅整流桥设置如下保护与监视： ? 任一个整流柜退出运行报警

? 可控硅保险熔断报警（微型开关监控） ? 散热器或空气过热报警 ? 冷却风扇故障报警

? 空气流量过低报警（带风量继电器监控） 散热风机的运行注意事项

? 由于可控硅换流器在运行中发热量很大。包括交直流侧的阻容保护元件上的温度均较高。因此应经常检查可控硅换流器的风机是否工作正常。备用风机是否处于良好状态。

? 处理：如果主风机发生故障，应能自动切换到备用风机运行。如果备用风机也存在问题，应降低可控硅换流器的输出电流。同时人工采取附加的散热措施。保证可控硅换流器的运行温度不致过高。在励磁系统静态检查时，可以通过外部模拟加入主电源，合分两个风机的电源开关，来进行主备风机好坏及主备风机切换功能的检查。 基本参数

? 整流方式：三相全控桥 整流柜数量：5 ? 并联支路数/整流桥数：5

? 冷却方式：强迫风冷（每桥柜带冗余（2+2）的风扇组） ? 额定电压：500VDC 顶值电压： 1000VDC ? 可控硅反相阻断电压： 2900V ? 灭磁与过电压保护 灭磁

? 同步发电机发生内部短路故障时，虽然继电保护装置能迅速地把发电机与系统断开，但如果不能同时将励磁电流快速降低到接近零值，则由磁场电流发生的感应电势将继续维持故障电流，时间一长，将会使故障扩大，造成发电机绕组甚至铁心严重受损。因此，当发电机发生内部故障时，在继电保护动作快速切断主断路器的同时，还要求将发电机的励磁电流迅速地降低到接近零值，即快速灭磁。

? 最简单的灭磁方法是将磁场回路断开，则磁场电流瞬间到零，完成灭磁。但磁场绕组具有很大电感的，突然断流会在其两端产生很高的感应过电压，可能将绝缘击穿。因此，在断开磁场电流的同时，还应将转子励磁绕组自动接入到放电电阻或其它消能装置上，使磁路中的储能迅速消耗掉。 逆变灭磁

? 利用三相全控桥的逆变工作状态，控制角a由小于90°的整流运行状态，突然后退到a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。

? 这各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。 转子过电压来源

? 发电机在失步和失步后拉入同步的过程中，将引起转子绕组过电压。 ? 发电机外部短路切除后的电压恢复过程引起的转子绕组过电压。 ? 发电机非同期并列引起的转子过电压。

? 从转子线圈耦合过来的大气过电压和操作过电压。 ? 发电机快速灭磁过程中断开转子回路时产生的过电压。 灭磁电阻

灭磁电阻的设置是为了保证在灭磁开关跳开后的灭磁过程中消耗存储在转子绕组中的能量。灭磁电阻一般采用线性电阻，也可采用非线性电阻。在灭磁开关断开后，灭磁电阻应能自动投入转子回路，以消耗转子绕组中的能量。或者在转子过压装置动作时，短时投入转子回路，以降低转子回路的过电压。灭磁电阻的投入大致有以下几种方式：1.由灭磁开关辅助节点触发；2.转子反压超过定值触发；3.由调节器发指令触发。 我厂灭磁与过电压保护

? 磁场断路器安装在整流器交流侧称为交流灭磁。这种方式灭磁一般用于励磁电流小于4500A的发电机组。磁场断路器安装在整流器直流侧称为直流灭磁，我厂采用直流灭磁灭磁方式。

? 灭磁与过电压保护装置主要由单极直流磁场开关、跨接器及相串的非线性电阻（触发电子板、雪崩二极管、两个正反相连接的可控硅）、碳化硅组成。其作用是在发电机正常或故障时迅速切除励磁电源并灭磁、抑制正向和反向转子过电压或出现大滑差和非全相运行时保护转子。

? 正常起停方式采用的是逆变灭磁方式，发电机出口主开关跳闸不联跳灭磁开关，励磁回路通过大幅度增加可控硅触发角，把转子线圈储存的能量作为供电电源，向交流侧传输，由此产生的电压与原定子出线极性相反，从而迅速降低发电机交流侧的机端电压，即消耗了转子的能量，消除了转子的个过电压，又降低了机端的定子电压。

? 当发电机故障时，AVR接受到信号瞬时起跳灭磁开关同时接通跨接器，使发电机磁场回路与外接可控硅断开而与非线性电阻短接成回路。当发电机转子回路中产生正或反向过电压时，跨接器中的雪崩二极管被击穿，相连的可控硅被触发，立即将灭磁电阻器串联到转子回路中。同时发跳闸令使灭磁开关断开。

灭磁开关

? 灭磁开关安装在可控硅全控换流器的直流出口与发电机的转子绕组之间。它的作用是在发电机停机或故障时，快速断开发电机转子与可控硅换流器的回路，从而使发电机机端电压下降到零。由于在断开发电机的转子回路时，需断开输入转子的直流电流。因此，灭磁开关的主触头配有相应的灭弧装置。主触头的遮断容量应保证在发电机强励时，能可靠的断开转子回路。 保护

? 灭磁开关应能保证在操作直流电压额定的80%时应可靠合闸，在65%时应能可靠分闸。一般发变组保护跳闸信号应接至灭磁开关的跳闸回路。保证在发变组保护动作后，能够跳开灭磁开关。保证发电机组的安全 注意事项

? 在运行过程中，应重点检查灭磁开关的主触头本身的温度。如果发现温度过高，可能有灭磁开关的主触头闭合接触不好现象，应及时安排停机处理。如果无法及时停机处理，建议加强运行的监视。避免由于温度过高，造成灭磁开关内部绝缘介质的破坏而损坏灭磁开关。

? 在每次大修时，应对灭磁开关进行检查。重点检查灭磁开关主触头上是否有烧蚀情况。如果发现问题，应及时清洁、处理，保证灭磁开关的主触头在运行中接触良好。 起励装置

? 在发电机电压建立前，励磁变压器不能提供励磁电源，首先利用起励电源对发电机进行励磁，待发电机电压达到或大于10%时通过切换装置自动退出起励回路，转换为励磁变压器提供励磁电源。起励装置由小型开关、二极管模块、接触器及限流电阻组成。其作用是在发电机额定转速时，利用厂用220V直流电源，短时向发电机转子绕组提供励磁，使之建立空载电压。当DAVR检测到发电机端电压到达一定值时，立刻断开接触器，输出脉冲触发可控硅整流桥并使之输出电流，使发电机电压连续上升并达到设定值。值得一提的是UNITROL5000的可控硅整流桥所需要的阳极电压很小就能工作，需要的厂用电电流也很小，因而用直流电源，设计可以更简单。 ? 发电机第一次启动及大修结束后，需要作发电机短路、空载试验，并且需