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1、同步发电机故障灭磁研究陈贤明王伟吕宏水王彤刘国华国电自动化研究院南京323信箱210003摘要：木文对同步发电机在故障下的三类常用的灭磁方式进行了研究，它计及了转子阻尼绕组的效应，利川了同步发电机在d,q轴的park方程,特别是利用分析表达式表示同步发电机的空载特性,从而计及其饱和的影响,在用Simulink仿真中利用了积分器解联立微分方程组的方法，对三峡700Mw水伦发屯机空载误强励，作了三类灭磁方式的仿真，得到了予期的结果。关键词：同步发电机，故障灭磁，阻尼绕组，非线性电阻，仿真ADe-excitationStudyofSynchronousGeneratoratFaultChen
2、,XianmingWang,weiLu,HongshuiWang,TongLiu.Guohua(NanjingAutomationResearchInstiitutcP.O.Box323,Nanjing210003,PRC)Abstract:Thepaperdescribesstudyresultsofde-excitationofsynchronousgeneratoratfaultwiththreeconventionalde-excitationmethods・Inconsideringtheeffectofdampingwinding,Parkequationsind,qaxi
3、sareused・Specially,no-loadcharacteristic(NLC)ofgeneratorisrepresentedbyanalysisexpression,sotheeffectofsaturationofNLConde-excitationisincluded・DifferentialequationgroupissuccessfullysolvedwithintegratorsinSimulinksimulation.Finally,anexampleofdc-cxcitationofaThrcc-Gorgc700Mwsynchronousgenerator
4、atfaultonno-loadwiththreedc-cxcitationmethodsisgiven.Keywords:Synchronousgenerator,De-excitationatfault,Dampingwinding,Varistor,Simulation.nr0・前吞同步发电机正常停机，在利电网解列后，过去常用手动减磁，近年來通过可控整流器供励磁电流时常用逆变灭磁，简化了停机操作。在同步发电机发生故障时，为保护发电机，防止故障扩人，除了及时和电网解列，切除励磁电源外，还需要快速消灭或转移出贮藏在电机磁场内的大量磁能，因此要求在故障下能快速火磁,特别是当代的大型同步
5、发电机，比如三峡水电厂的700MW巨型水轮发电机在运行时，贮存在转子磁场的能量，十分巨人，故障灭磁也是一人难题。本文就日前常采用三种快速灭磁方法，通过仿真研究进行比较，为选用它们提供依据。目前常用的快速灭磁方法如下：(A)用带有常开主触头和常闭副触头的传统直流灭磁开关(图la),它在断开磁场电路前，其常闭副触头先将灭磁电阻接入磁场电路，然片再断开主触头，这样做使发电机的磁场能量主要消耗在灭磁电卩ILL,减轻主触头的负担。(B)耗能型灭磁开关(图2)上世纪60、70年代国内常用、从询苏联技术引进的，如DM2就是这种类型的开关，它在开断吋将发电机磁场的能量，和开断过程中电源经开关输送的能量
6、，一并消耗在开关的带灭弧栅的燃弧室中，显然这种类型的开关要有一定的开断容量，当实际开断时超过其允许的开断容量，处必引起开关烧毁，随若同步发电机容量增大，这类开关的尺寸也愈來愈大，制造复杂困难。(C)近二十年來为了加快发电机灭磁过程，灭磁电阻由过去的线性电阻改用非线性电阻，(图lb)后者直接并接於磁场电路2端，由于非线性电阻动作阀值也压高，正常时只冇少量漏电流流过,故障火磁时要求开关能快速断开，并能令足够高的断弧电压，以便非线性电阻投入运行，使磁场图1用线性3)和非线性(b)电阻R灭磁FB灭磁开关i”讪磁场和阻尼绕组电流电路和励磁电源断开，和大部分磁能消耗在火磁的非线性电阻上。通常将这类
7、开关称为移能型火磁开关，由于它在灭磁过程吸收能量不人，因此在理论上，并不需要很大的尺寸，但是其开断弧压和非线性电阻动作阀值的配合，十分重要,如移能失败，必将导致灭磁开关烧毁。为了能使同步发电机灭磁研究更符介实际，木文研究除了针对上述三种灭磁方法外，在同步发电机方而，考虑了转子上装有阻尼绕组，以及同步发电机空载特性因饱和引起的非线性。本文最后通过对以三峡水电厂700Mw水轮发电机故障灭磁为例，进行仿真研究，得出了上述三种灭磁的结果。1.同步电机灭
