线性电阻灭磁及保护装置说明书解析.doc

NARI 线性电阻灭磁及过压保护装置 使用说明书 V2.0 电力自动化研究院 南瑞电气控制公司 目 录 概述 结构及工作原理 技术参数 安装说明 使用和维护 附录1：DMX系列磁场断路器 附录2：DM4系列磁场断路器 　（本说明书适用于FLM-Ⅲ型及FLM-ⅡⅩ型灭磁及过压保护柜） 1.概述 同步发电机发生内部故障时，虽然继电保护装置能快速地把发电机与系统断开，但磁场电流产生的感应电势继续维持故障电流。无论是发电机机端短路或部分绕组内部短路，时间较长，都可能造成导线的熔化和绝缘的烧坏。如果系统对地故障电流足够大时，还要烧铁芯。因此，当电机发生内部故障，在继电保护动作切断主电源的同时，还要求迅速地灭磁。 所谓灭磁就是把转子励磁绕组中的磁场储能尽快地减弱到尽可能小的程度。最简单的办法是将励磁回路断开。但励磁绕组具有很大的电感，突然断开，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。 为减少故障范围扩大，要求灭磁迅速。灭磁时间愈短，短路电流所造成的损害愈小，一般按同步电机定子绕组电势降低到接近于零所需的时间来评价各种灭磁方法的优劣。另外，灭磁时转子过电压不应超过滑环间过电压的容许值。 自动灭磁系统应满足以下几个要求： 灭磁时间应尽可能短。 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，即滑环间容许的过电压值。 灭磁装置的电路和结构型式应简单可靠。灭磁开关应有足够大容量能遮断发电机各种可能故障工况下的最大故障转子电流，灭磁耗能元件容量应大于发电机各种可能故障工况下发电机转子最大储能所需吸收部分。 2.结构及工作原理 2.1系统结构 主回路接线原理见图1。 图1 线性电阻灭磁和过电压保护原理接线图 FMK灭磁开关 R0线性灭磁电阻 FR2，FR3过电压保护压敏电阻 L发电机励磁绕组 由原理图可见，灭磁系统由三部分组成：（1）FMK：CJ12M系列灭磁接触器；（2）灭磁用线性电阻R0；（3）过电压保护用非线性电阻FR2、FR3。 2.2工作原理 2.2.1 CJ12M-S系列灭磁接触器工作原理 CJ12M-S系列灭磁接触器（以下简称CJ12M灭磁开关）是由CJ12系列交流接触器派生而成，适用于励磁电压至440伏的同步电机励磁回路中，配合适当的电阻作自动灭磁之用。 CJ12M灭磁开关正常工作时具有吸引线圈不通电，磁铁无噪音等特点。它的结构为条架式平面布置方式，在一条安装用的扁钢上，主触头居中，主触头的右边为电磁系统，左边是辅助触头，锁住机构位于电磁系统的下方，整个布置便于监视和维修。 2.2.2灭磁装置的工作原理 2.2.2.1发电机正常运行时工况 发电机运行时，灭磁开关FMK合闸，两个常开主触头闭合，常闭主触头拉开，发电机励磁电压经二极管或可控硅加在非线性电阻FR2、FR3上。对于灭磁线性电阻R0，在发电工况时，不接入主回路。对于过电压保护非线性电阻FR2、FR3因有正向可控硅，在过电压达动作触发之前，可控硅关断，回路无正向电流，也无反向电流。正常时， FR2、FR3不流过电流，不消耗能量，不影响主回路工作。 2.2.2.2发电机正常运行中，发生过电压 氧化锌非线形电阻的伏安特性见图2，发电机运行中，过电压保护非线性电阻FR2、FR3原工作点在A1处。如果产生过电压能量，如正向过电压，则当该能量积累使得正向过电压超过过电压动作整定值后，则FR2、FR3的控制触发回路启动，可控硅导通非线性电阻两端所加的电压，因超过非线性电阻的压敏电压值而快速导通，消耗转子过电压能量。这时非线性电阻的工作点由原A1点移至A2点，当过电压能量被释放后，过电压值下降，则工作点又回复到正常工作点A1，这时发电机转子电压回复正常。如发生反向过电压，由非线性电阻FR2、FR3的工作点沿着伏/安特性曲线向负横轴方向移动，当反向过电压值超过FR2、FR3动作压敏电压拐点后FR2、FR3反向开通，运行工作点在A3，当过电压能释放完毕后，过电压降低直至消失，非线性电阻FR2、FR3的工作点又由A3移回至A1点，由上面的分析可知，因发电机转子过电压能量有限，只要FR2、FR3能量足够大，则发电机转子的电压被有效地限制在-ULM～+ULM之间，这就保护了转