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　　輔機(jī)及其他同步發(fā)電機(jī)滅磁電阻的吸能容量李自淳，彭輝，符仲恩，夏居珞（中國科學(xué)院等離子體物理研究所科聚公司，安合肥230031）探討了同步發(fā)電機(jī)采用快速移能滅磁時(shí)，其滅磁電阻吸收能量容量的計(jì)算及選擇方法。

　　發(fā)電機(jī)；滅磁電阻；吸能容量1概述目前大中型同步發(fā)電機(jī)的快速滅磁普遍采用移能滅磁，故滅磁電阻必須快速吸收在各種工況下的磁場能量。據(jù)分析：最嚴(yán)重的工況是發(fā)電機(jī)空載失控誤強(qiáng)勵(lì)及定子出線端突然短路。這兩種工況的轉(zhuǎn)子電流都可以達(dá)到額定勵(lì)磁電流的3~4.5倍，轉(zhuǎn)子的磁場能量也達(dá)到最大。以下以國內(nèi)最大的三峽電站水輪發(fā)電機(jī)為例，分別探討這兩種工況下的磁場能量。由于電機(jī)的瞬態(tài)過渡過程十分復(fù)雜，又因發(fā)電機(jī)的電磁參數(shù)提供不全，故只能從《電機(jī)學(xué)》111的基本理論出發(fā)，忽略一些次要因素，作某些簡化假定，對以上兩種工況作粗略的分析，再以長江水利委員會(huì)（以下簡稱“長委會(huì)”）提供的一些發(fā)電機(jī)基本參數(shù)（見表1）為依據(jù)，作一初步的計(jì)算，以供。計(jì)算均以ABB公司發(fā)電機(jī)為例，取最大容量時(shí)的飽和值參數(shù)作為計(jì)算原始數(shù)據(jù)，勵(lì)磁方式為機(jī)端自并勵(lì)，三相全控橋式整流。

　　2發(fā)電機(jī)空載失控誤強(qiáng)勵(lì)工況下的磁場能量21勵(lì)磁電流的計(jì)算此工況是指發(fā)電機(jī)不并網(wǎng)，但由于功率整流柜脈沖變壓器擊穿等原因，造成勵(lì)磁調(diào)節(jié)失控，控制角a=0*發(fā)電機(jī)誤強(qiáng)勵(lì)，定子電壓升高，以致勵(lì)磁變次級電壓也升高，假定升高到額定值的1.3倍（考慮因勵(lì)磁電流大而使勵(lì)磁變壓降大因素），此時(shí)勵(lì)磁電流可達(dá)到：因?yàn)槎ㄗ永@組及阻尼繞組開路時(shí)勵(lì)磁繞組時(shí)間常數(shù)=Rf（w為電角頻率，對50Hz電機(jī)來說，w= =1.16H（不飽和值）。這里R/取“長委會(huì)”提供的130 *C時(shí)的電阻值，此溫度應(yīng)與電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)2d.'取的對應(yīng)溫度一致，國內(nèi)電機(jī)廠一般取75ABB取多少不知，偏高選取較安全。

　　由于沒有X.及Xad的數(shù)據(jù)，只能主觀假設(shè)轉(zhuǎn)子漏1.16=0.116H（不飽和值）。由于漏磁通的磁路大部分經(jīng)過空氣，如不考慮磁路的飽和，則L/>為常數(shù)，漏磁能量取=0.5X0.116X實(shí)際上漏磁通的磁路有一部分在鐵心里，在特大表1序號數(shù)值單位備注參數(shù)名孫額定容量最大容量額定電壓額定功率因數(shù)額定轉(zhuǎn)速定子繞組連接方式直軸同步電抗標(biāo)幺值不飽和/飽和，額定容量時(shí)不飽和/飽和，最大容量時(shí)直軸瞬變電抗標(biāo)幺值不飽和/飽和，額定容量時(shí)不飽和/飽和，最大容量時(shí)直軸超瞬變電抗Xd標(biāo)幺值不飽和/飽和，額定容量時(shí)不飽和/飽和，最大容量時(shí)直軸瞬變開路時(shí)間常數(shù)r'd*直軸瞬變短路時(shí)間常數(shù)r：定子繞組短路時(shí)間常數(shù)：轉(zhuǎn)子繞組電阻時(shí)勵(lì)磁變二次側(cè)電壓順德聯(lián)絡(luò)會(huì)上確定空載勵(lì)磁電壓空載勵(lì)磁電流負(fù)載勵(lì)磁電壓額定容量時(shí)/最大容量時(shí)負(fù)載勵(lì)磁電流額定容量時(shí)/最大容量時(shí)勵(lì)磁頂值電壓勵(lì)磁頂值電流允許強(qiáng)勵(lì)時(shí)間勵(lì)磁頂值電流下轉(zhuǎn)子過電壓值US為繞組出廠對地耐壓試驗(yàn)時(shí)的電壓幅值的勵(lì)磁電流下，鐵心高度飽和，磁阻大，使漏磁通長率減少，表現(xiàn)為等效電感一減小。設(shè)飽和系數(shù)為0……則辦=0. 2.3轉(zhuǎn)子主磁通的能量轉(zhuǎn)子激磁電感（交鏈定子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電勢e.的（不飽和值）。

　　根據(jù)《電工學(xué)》121理論，主磁通的能量W0=K.分析，由于閉合回路磁鏈?zhǔn)睾愕脑�理，定子短路后，電樞三相繞組內(nèi)立即感應(yīng)出周期分量及非周期分量的短路電流，其作用是要保持閉合的電樞繞組內(nèi)磁鏈不變。但短路電流產(chǎn)生的磁場穿過轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子的磁鏈發(fā)生變化，所以經(jīng)勵(lì)磁電源短路（只要?jiǎng)?lì)磁電流不等于零，功率整流橋處于導(dǎo)通狀態(tài)，就可視作短路）的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組及本身就短路的阻尼繞組中也立即感應(yīng)出周期及非周期性的電流，以保持其磁鏈不變。該電流幅值很大，如果這時(shí)跳滅磁開關(guān)滅磁，則轉(zhuǎn)子將釋放出很大的能量。由于阻尼繞組的時(shí)間常數(shù)較小，而繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間一般在0.1s以上，此時(shí)阻尼繞阻電流己基本衰減完畢，故分析滅磁能量時(shí)，可近似將阻尼繞組視作開路。定子短路后0.1s時(shí)轉(zhuǎn)子電流最大值//*的計(jì)算可有兩種方法：為轉(zhuǎn)子等效電抗X' =Xy+Xq為轉(zhuǎn)子和定子漏抗之和，漏磁通大部分在空氣中通過，如不考慮磁路飽和，L/當(dāng)作常數(shù)，則磁場能量=0.5X實(shí)際上漏磁通的磁路有一部分在鐵心里，所以還是應(yīng)考慮磁路飽和的影響，這里磁力線要經(jīng)過轉(zhuǎn)子漏我公司給予更換滅磁電阻（或磁場斷路器）后即恢復(fù)正常運(yùn)行。從安全經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)全面來考慮，這樣的選擇應(yīng)該是合適的。但安全和經(jīng)濟(jì)有矛盾，具體選擇由發(fā)電機(jī)安全的重要性和用戶的經(jīng)濟(jì)能力來決定。

　　其他水輪發(fā)電機(jī)滅磁電阻的吸能容量可以參照上述的計(jì)算方法及選擇原則來確定。汽輪發(fā)電機(jī)由于轉(zhuǎn)子整段鐵心內(nèi)有強(qiáng)烈的渦流阻尼作用，大部分磁場能量轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)子鐵心的渦流中衰耗，使滅磁電阻的吸能大大減少。據(jù)實(shí)驗(yàn)分析|61，空載滅磁時(shí)ZnO滅磁電阻吸能不到磁場儲(chǔ)能量的10%.為安全計(jì)，可取汽輪發(fā)電機(jī)滅磁電阻（一般同時(shí)兼作轉(zhuǎn)子過電壓保護(hù)）的吸能容量為計(jì)算磁場儲(chǔ)能量的30%~50%.磁路和定子漏磁路兩部分空氣隙，故飽和深度較小，設(shè)飽和系數(shù)為0.6（上述2.節(jié)取為0……因只考慮轉(zhuǎn)子漏磁路，空氣隙小，故飽和較深，飽和系數(shù)�。﹦tWf=0. 4總結(jié)以上計(jì)算的是在極端工況下的轉(zhuǎn)子磁場儲(chǔ)能量，還作了很多偏安全的假設(shè)，所以計(jì)算結(jié)果應(yīng)該是偏大的。另外在滅磁過程中轉(zhuǎn)子繞組電阻、勵(lì)磁回路電阻及磁場斷路器也吸收部分能量，故滅磁電阻實(shí)際吸能比上述計(jì)算結(jié)果要小，另外根據(jù)中國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T5834995.人民教育出瑞典ASEA工廠。大型發(fā)電機(jī)的滅磁。低壓電DL/T58H995大中型水輪發(fā)電機(jī)靜止整流勵(lì)磁系統(tǒng)及裝置技術(shù)條件。

　　中國科學(xué)院等離子體物理研究所，東方電機(jī)廠，黃臺(tái)電廠。300MW汽輪發(fā)電機(jī)滅磁試驗(yàn)工作報(bào)告李自淳（943―）江蘇蘇州人，1965年畢業(yè)于安水電學(xué)院電力系，從事ZW壓敏電阻應(yīng)用開發(fā)工作，現(xiàn)任中國科學(xué)院等離子體物理研宄所科聚公司總工程師，研宄員。彭輝（1962-）安穎上人，1983年畢業(yè)于西安交通大學(xué)電氣工程系，從事壓敏電阻及應(yīng)用研宄工作，現(xiàn)任中國科學(xué)院等離子體物理研宄所科聚公司副總經(jīng)理，高級工程師。