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，控制角由小于醋酸铝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。
麦肯锡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。
1.2.3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。
1.2.4灭磁装置的电路和结果型式应简单可靠。灭磁开关应有足够大的热容量，能把发电机磁场中的能量全部或大部分泄放给灭磁装置而不会使它因过热而烧毁。
1.3科学发展观的基本内涵国内主要的灭磁方式
机械开关串联于励磁主回路、灭磁耗能电阻并联在转子两端是这类灭磁的接线方式。如图所示：
一般机械开关需要有至少一对主触头（征服者f313MK1）、一对灭磁常闭触头（MK2），主回路有明显的开断触头，在励磁系统内部故障时，可以开断励磁主回路，切断故障源，快速地消灭
亚硝酸盐氮发电机主磁场，将发电机损失控制在最小范围内。
1.4灭磁电阻的选型
灭磁电阻的选择需要根据灭磁能容、灭磁残压、灭磁电流等因素综合考核。
线性电阻灭磁问题较少，主要考虑灭磁残压的核查，避免转子回路的过电压。为了快速灭磁，选择的电阻可以为转子电阻的3-5倍。但事实上并不需要选择如此高的倍数，一般3倍比较合理。
非线性电阻灭磁主要有SiC和ZnO。目前国内主要采用ZnO灭磁，因为价格较低、采购容易、灭磁残压容易控制、灭磁速度比较快。而SiC采购不方便，主要从国外进口，同时价格也高；而且在灭磁残压的控制上，选择SiC需要额外的小心，避免开关配合不合理导致灭磁事故。但由于它不存在均流的问题，加之压接要比ZnO容易，安装方便，体积较小，所以在国内也有小范围的应用。
2励磁系统的过电压及其抑制
2.1过电压产生的原因与危害
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过电压产生原因主要是：雷击、操作、换相、拉弧、失步、非全相合闸等，主要在整流装置的交流侧和直流侧。针对交流侧过压可以采用硒堆、阻容、非线性电阻、阻断式阻容等加以吸收；而对于直流侧的过压可以采用阻容、非线性电阻、跨接器等等加以吸收。
2.2过电压抑制
交流侧过电压设置压敏电阻尖峰电压抑制器一套，抑制操作、雷击过电压；采用集中阻断式过电压吸收装置一套，抑制可控硅整流桥的换流、反向恢复的过电压；直流侧在灭磁开关两侧分别放置一套过电压保护装置，其中灭磁开关电源侧过电压保护主要是抑制能量比较小的瞬间过电压，灭磁开关转子侧过电压保护主要抑制非全相运行和短时异步运行过电压。
集中阻断式阻容保护，不仅接线简单，还可以减轻可控硅开通的负担，增强可控硅的过压保护可靠性，而且能够缩短整流桥换相重叠时间，加速换流过程。
3总结
随着电力系统的扩大和同步发电机单机容量的增长，快速切除故障电流是确保电力系统稳
定和安全运行的必要条件。当发电机内部或外部出现短路或接地故障时，快速切断励磁电源，并在尽短的时间内消耗掉储藏在励磁绕组中的能量，快速可靠的灭磁及转子过电压保护装置起着至关重要的作用。
马志强
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