1、線性電阻滅磁及過壓保護裝置使用說明書 NARI_ECCNARI線性電阻滅磁及過壓保護裝置使用說明書V2.0 電力自動化研究院南瑞電氣控制公司目 錄1. 概述2. 結(jié)構(gòu)及工作原理3. 技術(shù)參數(shù)4. 安裝說明5. 使用和維護6. 附錄1：DMX系列磁場斷路器7. 附錄2：DM4系列磁場斷路器（本說明書適用于FLM-型及FLM-型滅磁及過壓保護柜）1.概述同步發(fā)電機發(fā)生內(nèi)部故障時，雖然繼電保護裝置能快速地把發(fā)電機與系統(tǒng)斷開，但磁場電流產(chǎn)生的感應(yīng)電勢繼續(xù)維持故障電流。無論是發(fā)電機機端短路或部分繞組內(nèi)部短路，時間較長，都可能造成導(dǎo)線的熔化和絕緣的燒壞。如果系統(tǒng)對地故障電流足夠大時，還要燒鐵芯。因此，當電

2、機發(fā)生內(nèi)部故障，在繼電保護動作切斷主電源的同時，還要求迅速地滅磁。 所謂滅磁就是把轉(zhuǎn)子勵磁繞組中的磁場儲能盡快地減弱到盡可能小的程度。最簡單的辦法是將勵磁回路斷開。但勵磁繞組具有很大的電感，突然斷開，會在其兩端產(chǎn)生很高的過電壓。因此，在斷開勵磁電源的同時，還應(yīng)將轉(zhuǎn)子勵磁繞組自動接入到放電電阻或其他吸能裝置上 去，把磁場中儲存的能量迅速消耗掉。完成這一過程的主要設(shè)備叫自動滅磁裝置。為減少故障范圍擴大，要求滅磁迅速。滅磁時間愈短，短路電流所造成的損害愈小，一般按同步電機定子繞組電勢降低到接近于零所需的時間來評價各種滅磁方法的優(yōu)劣。另外，滅磁時轉(zhuǎn)子過電壓不應(yīng)超過滑環(huán)間過電壓的容許值。 自動滅磁系統(tǒng)應(yīng)

3、滿足以下幾個要求：（1） 滅磁時間應(yīng)盡可能短。（2） 當滅磁開關(guān)斷開勵磁繞組時，繞組兩端產(chǎn)生的過電壓應(yīng)在繞組絕緣允許的范圍內(nèi)，即滑環(huán)間容許的過電壓值。（3） 滅磁裝置的電路和結(jié)構(gòu)型式應(yīng)簡單可靠。滅磁開關(guān)應(yīng)有足夠大容量能遮斷發(fā)電機各種可能故障工況下的最大故障轉(zhuǎn)子電流，滅磁耗能元件容量應(yīng)大于發(fā)電機各種可能故障工況下發(fā)電機轉(zhuǎn)子最大儲能所需吸收部分。2.結(jié)構(gòu)及工作原理 2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 主回路接線原理見圖1。 圖1 線性電阻滅磁和過電壓保護原理接線圖 FMK滅磁開關(guān) R0線性滅磁電阻 FR2，F(xiàn)R3過電壓保護壓敏電阻 L發(fā)電機勵磁繞組由原理圖可見，滅磁系統(tǒng)由三部分組成：（1）FMK：CJ12M系列滅磁接

4、觸器；（2）滅磁用線性電阻R0；（3）過電壓保護用非線性電阻FR2、FR3。2.2工作原理2.2.1 CJ12M-S系列滅磁接觸器工作原理CJ12M-S系列滅磁接觸器（以下簡稱CJ12M滅磁開關(guān)）是由CJ12系列交流接觸器派生而成，適用于勵磁電壓至440伏的同步電機勵磁回路中，配合適當?shù)碾娮枳髯詣訙绱胖谩J12M滅磁開關(guān)正常工作時具有吸引線圈不通電，磁鐵無噪音等特點。它的結(jié)構(gòu)為條架式平面布置方式，在一條安裝用的扁鋼上，主觸頭居中，主觸頭的右邊為電磁系統(tǒng)，左邊是輔助觸頭，鎖住機構(gòu)位于電磁系統(tǒng)的下方，整個布置便于監(jiān)視和維修。 2.2.2滅磁裝置的工作原理2.2.2.1發(fā)電機正常運行時工況發(fā)電機

5、運行時，滅磁開關(guān)FMK合閘，兩個常開主觸頭閉合，常閉主觸頭拉開，發(fā)電機勵磁電壓經(jīng)二極管或可控硅加在非線性電阻FR2、FR3上。對于滅磁線性電阻R0，在發(fā)電工況時，不接入主回路。對于過電壓保護非線性電阻FR2、FR3因有正向可控硅，在過電壓達動作觸發(fā)之前，可控硅關(guān)斷，回路無正向電流，也無反向電流。正常時， FR2、FR3不流過電流，不消耗能量，不影響主回路工作。2.2.2.2發(fā)電機正常運行中，發(fā)生過電壓氧化鋅非線形電阻的伏安特性見圖2，發(fā)電機運行中，過電壓保護非線性電阻FR2、FR3原工作點在A1處。如果產(chǎn)生過電壓能量，如正向過電壓，則當該能量積累使得正向過電壓超過過電壓動作整定值后，則FR2、

6、FR3的控制觸發(fā)回路啟動，可控硅導(dǎo)通非線性電阻兩端所加的電壓，因超過非線性電阻的壓敏電壓值而快速導(dǎo)通，消耗轉(zhuǎn)子過電壓能量。這時非線性電阻的工作點由原A1點移至A2點，當過電壓能量被釋放后，過電壓值下降，則工作點又回復(fù)到正常工作點A1，這時發(fā)電機轉(zhuǎn)子電壓回復(fù)正常。如發(fā)生反向過電壓，由非線性電阻FR2、FR3的工作點沿著伏/安特性曲線向負橫軸方向移動，當反向過電壓值超過FR2、FR3動作壓敏電壓拐點后FR2、FR3反向開通，運行工作點在A3，當過電壓能釋放完畢后，過電壓降低直至消失，非線性電阻FR2、FR3的工作點又由A3移回至A1點，由上面的分析可知，因發(fā)電機轉(zhuǎn)子過電壓能量有限，只要FR2、FR

7、3能量足夠大，則發(fā)電機轉(zhuǎn)子的電壓被有效地限制在-ULM+ULM之間，這就保護了轉(zhuǎn)子的絕緣。 圖2 非線性電阻伏/安特性及工作點2.2.2.3發(fā)電機停機滅磁工況 當發(fā)電機正常或故障停機時，都可依靠該裝置進入快速滅磁并在滅磁過程中控制勵磁回路產(chǎn)生的過電壓在安全范圍內(nèi)。FMK在收到停機指令后，閉合常閉主觸頭，同時拉開兩個常開主觸頭。勵磁繞組兩端電壓UL由下式表示（未計其他繞組感應(yīng)）： 式中RL為勵磁繞組電阻；R0為線形滅磁電阻，UL為滅磁時刻的勵磁電壓。可見，當滅磁開關(guān)分閘時，轉(zhuǎn)子兩端的電壓值與滅磁電阻的阻值有密切關(guān)系，根據(jù)設(shè)計要求，轉(zhuǎn)子滅磁時的過電壓值一般不超過額定勵磁電壓值的5-7倍。而另一方面

8、，轉(zhuǎn)子回路放電時，串入的電阻值越大，則阻力矩越大，對轉(zhuǎn)子回路的滅磁越有利，所以又希望滅磁電阻的阻值不致于太小，根據(jù)這兩方面的要求，一般選取滅磁電阻的阻值為轉(zhuǎn)子直流電阻的3-5倍。另外要考慮到線形電阻能承受足夠的滅磁電流，不致于因為發(fā)熱功率太小而燒壞。 3.技術(shù)參數(shù)線性電阻滅磁及過電壓保護方式的技術(shù)參數(shù)見表1。序號項目參數(shù)1額定電壓（伏）Ue4402額定電流（安）Ie250或6003分斷電流（安）(0-2)*Ie4轉(zhuǎn)子過壓控制值（伏）800-20005滅磁電壓控制值（伏）（3-5）*ULN6主回路對地出廠試驗電壓（伏）40007主回路對地現(xiàn)場試驗電壓（伏）40008每組非線性電阻泄漏電流（微安）

9、<1009滅磁開關(guān)機械壽命（次）1000010非線性電阻壽命（年）>10 注：泄漏電流是指每組非線性電阻兩端施加1/3滅磁電壓控制值時，通過每組元件的漏電流。4.安裝說明 線性滅磁及過電壓保護裝置的安裝，原則上根據(jù)配線表或系統(tǒng)設(shè)計圖進行，但應(yīng)注意以下幾方面問題： （1）滅弧罩的安裝，為保證安全，裝置出所時通常將滅磁開關(guān)的滅弧罩取下單獨包裝發(fā)運，現(xiàn)場滅磁柜就位后需安裝滅弧罩。 （2）合閘、分閘電源容量為直流220V，10A，需由廠用動力電源單獨供給。 （3）操作電源容量為直流220V，5A。 （4）過電壓動作信號復(fù)位回路應(yīng)按要求接遠方控制線。5.使用和維護 裝置在運行期間必須進行檢查

10、和定期維護5.1滅磁開關(guān)按其使用說明書進行檢查和維護保養(yǎng)。5.2空載誤強勵 滅磁柜進行空載誤強勵滅磁后，需經(jīng)一小時冷卻后方能重新投入運行。5.3操作次數(shù)5.3.1正常工況下允許連續(xù)操作兩次。5.3.2帶負荷工況下滅磁。 帶負荷工況下滅磁50次（包括空載誤強勵）后，應(yīng)檢查滅磁開關(guān)的接觸是否良好，檢查壓敏電阻組件的泄漏電流及正反向過電壓保護值。5.4正常使用兩年后，應(yīng)對本裝置進行一次全面檢查，可在大修或小修時進行，檢查滅磁開關(guān)和線形電阻是否正常，檢查壓敏電阻組件泄漏電流，壓敏電壓，正反向過電壓保護值等。 當壓敏電阻組件泄漏電流大于0.1毫安或壓敏電壓變化大于±10%以上時，應(yīng)予調(diào)換。5.

11、5過壓保護功能動作后，有信號輸出及盤面指示，并保持，運行人員應(yīng)及時復(fù)歸計數(shù)信號回路，否則下次過壓不能計數(shù)。6.附錄1：DMX磁場斷路器 我們也可以選用DMX-XXXX-X/1型磁場斷路器作為滅磁開關(guān)，與線性電阻一起完成滅磁功能滅磁開關(guān)電流從800A-3500A可選（詳見DMX磁場斷路器使用說明書）。 該斷路器主要具有以下優(yōu)點：（1）開啟式主觸頭與弧觸頭的接觸系統(tǒng)，采用相同型式的雙回轉(zhuǎn)式串聯(lián)觸頭結(jié)構(gòu)，以積木組合方式安裝在同一轉(zhuǎn)動的絕緣方軸上。整體結(jié)構(gòu)受力對稱、動作同步；不同數(shù)量觸頭相互并聯(lián)可組合成五個以上電流等級的斷路器，兩組或四組觸頭相互串聯(lián)可組合成兩個電壓等級的斷路器，其參數(shù)范圍廣，可以滿足

12、國內(nèi)、外大、中、小容量發(fā)電機滅磁配套的需要，也能滿足其它線性或非線性電阻的滅磁。與國內(nèi)、外同類產(chǎn)品相比，其結(jié)構(gòu)簡單，易于組合與調(diào)整，便于維護，具有獨創(chuàng)性。（2）采用電磁合閘、永磁保持、反磁分閘以及后備電磁分閘的獨特傳動機構(gòu)，其雙重分閘功能不存在機構(gòu)拒動的可能性，采用永磁保持而不用機械鎖扣裝置，避免了機械磨損，大大提高了斷路器的保護可靠性與使用壽命。（3）由永久磁場替代了通常所用的串聯(lián)吹弧線圈所建立的吹弧系統(tǒng)，及采用短弧柵片制成的滅弧室，既保證了小電流范圍內(nèi)的可靠斷流，又能建立穩(wěn)定而重復(fù)性能好的弧壓，從而確保斷路器分斷時向吸能元件可靠換流滅磁。（4） 設(shè)在同一絕緣方軸上的常閉觸頭，既能滿足斷路器在正常運行時隔離機組的吸能元件，又便于在事故保護與正常停機時將吸能元件可靠地接入回路進行滅磁。7附錄2：DM4磁場斷路器我們還可以選用DM4-XXXX-X/1型磁場斷路器作為滅磁開關(guān)，與線性電阻一起完成滅磁功能，滅磁開關(guān)電流從1000-4000A可選（詳見D