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　　大型水輪發(fā)電機組勵磁系統(tǒng)選擇的新思維清華大學電力系統(tǒng)國家重點的大型水輪發(fā)電機組自勵勵磁系統(tǒng)參數(shù)應(yīng)予以說明的是：1、對于巴西一巴拉圭伊泰普水電站，在運行初期曾采用了具有正負勵磁電流的三相橋式整流線路，其作用是可增加發(fā)電機的進相容量。在發(fā)電后期據(jù)稱正、負勵磁回路己退出運行。

　　2、對于薩彥一舒申斯克水電站，多數(shù)機組采用他勵可控硅勵磁系統(tǒng)，其中部分機組采用了具有高、低壓橋式整流器的自勵勵磁系統(tǒng)，如所示。有關(guān)聯(lián)系系統(tǒng)的參數(shù)為：勵磁變壓器接線△/入二次電壓二次電流額定強勵勵磁變壓器額定容量發(fā)電機額定勵磁電壓額定勵磁電流典型的高、低壓橋式整流線路整流電壓與電流波形圖如所示。

　　薩彥一舒申斯克水電站高、低橋式整流線路接線圖高、低壓橋式整流線路勵磁系統(tǒng)的主要元件有：整流變壓器TU；可控硅變換器U1（工作組）和U2（強勵組）；自用變壓器TB；自動滅磁開關(guān)（ATH）QE；內(nèi)裝放電FV、分流電阻R1接觸器Q1和Q2的過電壓保護環(huán)節(jié)；帶反饋分壓器CAH的自動電壓調(diào)節(jié)器；由蓄電池供電的初始勵磁裝置，內(nèi)裝接觸器Q3和04、電阻器R2，隔離二極管V1/V2. Id―整流電流，Id=3300A'.一工作組電流導通時間入強勵組電流導通時間ap工作組控制角前蘇聯(lián)早在70年代就開發(fā)了具有高低壓橋式整流線路的勵磁系統(tǒng)，廣泛的應(yīng)用于可控硅交流勵磁機回路中和自勵勵磁系統(tǒng)中。其主要目的是，當要求勵磁系統(tǒng)提供較高的頂值電壓倍數(shù)時，如采用單一的三相橋式全控整流線路，為滿足發(fā)電機空載、額定及強勵的要求，交流勵磁機或勵磁變壓器的二次額定電壓將以滿足強勵頂值倍數(shù)要求為前提，這樣他勵或自勵勵磁系統(tǒng)的可控整流器在發(fā)電機空載或額定狀態(tài)將處于深控狀態(tài)，此時將引起整流電壓波形的嚴重畸變。諧波損耗以及由換相引起的尖峰過電壓也顯著增加并危及到勵磁系統(tǒng)運行的安全。如采用如所示的三相高、低壓橋式整流線路，則情況將有所改善，因為在此線路中發(fā)電機的正常勵磁將由低壓組整流橋供給，控制角較小，而高壓組整流橋幾乎處于封閉狀態(tài)，只供給較少的勵磁電流，在強勵時高壓組整流橋全開放并將低壓組整流橋閉鎖，按這種工作方式可顯著改善勵磁系統(tǒng)的諧波損耗以及換相時引起的尖峰過電壓，可以從根本上改善自勵勵磁系統(tǒng)的工作特性。

　　二、勵磁變壓器二次額定電壓的選擇當前，在一些世界級的大型水電站中，諸如巴西的巴拉圭依泰普、委內(nèi)瑞拉的古里、俄羅斯的薩彥舒申斯克部分機組以及我國已投運的三峽水電站容量在700MW左右的主力水輪發(fā)動機組，均采用了自勵勵磁方式。

　　在大型水輪發(fā)電機組中，采用自勵勵磁系統(tǒng)已成為主流。下面就此勵磁方式選擇方面存在的一些關(guān)鍵性問題作一簡要的論述。

　　眾所周知，在自勵勵磁系統(tǒng)中，勵磁變壓器二次額定電壓（以下簡稱陽極電壓）的選擇取決于強勵頂值電壓的倍數(shù)，頂值電壓倍數(shù)越高，陽極電壓值越高。另一方面，接在勵磁變壓器二次繞組側(cè)的功率整流橋中的可控硅元件，在換相結(jié)束時突然關(guān)斷，為使儲存在勵磁變壓器二次繞組中的磁能得以釋放，通常經(jīng)與整流元件并聯(lián)的R-C阻容緩沖器旁路并予以耗能、存儲與消耗能量之間應(yīng)達到平衡并有一定的吸收容量儲備必須的，否則將導致吸收換相能量的阻容元件燒毀，進而引起整流橋相間短路嚴重事故的發(fā)生，這類事故在國內(nèi)水、火電站中曾多次發(fā)生。由阻容阻尼器吸收的能量，根據(jù)美國西屋公司推薦的計算表達式為：能量比將為（1243）2/另外，整流橋陽極電壓取值越高，在額定狀態(tài)下整流將越處于深控狀態(tài)，由此引起危及整流元件安全運行的尖峰過電壓也越高，從這一方面來說，也期望在滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定要求的同時，應(yīng)兼顧到勵磁系統(tǒng)安全運行的基本保證，在兩者間取得平衡。從目前我國引進機組運行來看，當整流橋陽極電壓超過1000V可認為已進入高參數(shù)范圍三、勵磁變壓器絕緣方式的選擇近年來，由于新型絕緣材料的開發(fā)及應(yīng)用、制造工藝技術(shù)的進展，使得干式變壓器的性能有了極大的改善，其運行特性也更加安全，可靠，并符合環(huán)保的要求。

　　根據(jù)變壓器選用絕緣材料的不同，干式變壓器可分為環(huán)氧樹脂類（繞注型和纏包型）和Nomex類（敞開型和包封型）兩類干式變壓器。

　　所謂Nomex類絕緣材料，系指美國杜邦公司生產(chǎn)的芳香聚酰胺絕緣材料和層壓板，是一種高品質(zhì)的具有獨特的電氣及機械性能的絕緣材料。

　　下面就各類干式變壓器的性能特征作一簡單的介紹。

　　1、環(huán)氧樹脂類干式變壓器如上所述環(huán)氧樹脂干式變壓器包括有繞注型和纏包型兩種絕緣方式的變壓器，其中，特別是環(huán)氧繞注型干式變壓器，自60年代問世以來，先后經(jīng)歷了由厚絕緣帶填料，薄絕緣不帶填料和薄絕緣帶填料等幾個發(fā)展過程在采用經(jīng)過特殊處理的玻璃纖維增強材料以提高繞組的導墊性和散熱能力后，目前環(huán)氧樹脂注型千式變壓器已可以制造到電壓達35KV，容量達20MVA和絕緣等級達F級（155C）的產(chǎn)品，在當前是一種應(yīng)用的較為廣泛地品種。

　　今后，在采用特殊玻璃纖維編織物，改善薄絕緣繞注工藝和阻燃特性的基礎(chǔ)上，將能開發(fā)出絕緣等級達H級（180C）的產(chǎn)品。

　　環(huán)氧樹脂纏包型與上述繞注型干式變壓器不同之點在于前者不需要繞注模具，在真空條件下旋轉(zhuǎn)繞制繞組的同時，繞以環(huán)氧樹脂并予以烘干固中國水力發(fā)電工程學會電力勵磁大會論文集湖北宜昌三峽203化一次成型。

　　2、NOMEX類敞開型浸潰，干式變壓器（SG）對于Nomex類敞開型干式變壓器，一般其低壓繞組多采用箔式或多根并繞層式結(jié)構(gòu)，而高壓繞組為餅式結(jié)構(gòu)，繞組可采用真空浸潰或真空壓力浸漬工藝流程，其絕緣等級可達H級或C級。

　　對于敞開浸漬型干式變壓器，目前有美國型及德國型兩種工藝及結(jié)構(gòu)方式，其差別如表2所示。

　　敞開型干式變壓器制造工藝簡單，相似于油浸變壓器，制造成本較低，但在防污穢、防潮性能方面不如包封型（SCR）千式變壓器、敞開型、干式變壓器的外型圖，如所示。

　　杜邦ReliafraN技術(shù)敞開型浸漬干式變壓器外形圖表2敞開型浸漬干式變壓器的結(jié)構(gòu)及絕緣特征美國結(jié)構(gòu)型式特征德國結(jié)構(gòu)型式特征a、匣間絕緣采用Nomex紙b、墊塊采用Nomex紙板或梳狀撐條c、浸漬工藝采用真空壓力浸漬（VPI）a、匝間絕緣采用玻璃纖維b、墊塊采用陶瓷片c、浸漬工藝采用真空浸漬（VI）3、Nomex類包封型予浸漬干式變壓器（SCR）包封型予浸漬干式變壓器是一種性能較為優(yōu)越的干式變壓器，采用了H級（180C）的絕緣系統(tǒng)，而主要絕緣則均采用NomexC級（220C）的絕緣材料。包封型干式變壓器低壓繞組為箔式，高壓繞組為層式，產(chǎn)品在防污穢、防潮以及抗雷電沖擊和承受諧波過載能力方面均有良好的性能。

　　應(yīng)著重指出的是：Nomex包封型干式變壓器在國內(nèi)目前是唯一通過歐洲和國際標準中，所有試驗要求的千式變壓器，這些標準包括：其中重要的是在1988年由歐洲電工組織頒布的HD464/S1中，對干式變壓器提出了氣候、環(huán)境和耐火三項特殊試驗的要求，其后于1993年在法國的NFC-52-726標準中等效的采用了HD464/S1標準，2000年在IEC60073-11的標準草案中也納入了這三項特殊要求，并明確規(guī)定在干式變壓器銘牌中必須標明氣候，環(huán)境和耐火試驗等，三項特殊試驗的等級內(nèi)容。

　　為此對于性能要求較高的勵磁變壓器，采用Nomex類干式變壓器，不失為一種適宜的選擇，三項特殊性能試驗內(nèi)容見。

　　干式變壓器三項特殊性能試驗在被燃燒時煙霧透明度高，溫度低且不含有害氣體。

　　在驟冷驟熱的條件下能安全運行，在25°C的環(huán)境下可直接投入運行能在嚴重潮濕及污穢的環(huán)境下安全運行四、滅磁系統(tǒng)的選擇1、磁場斷路器及滅磁方式目前，國內(nèi)應(yīng)用極為廣泛的滅磁方式有以下幾種：a直流磁場斷路器；b交流斷路器C交流斷路器接在整流器交流側(cè)或勵磁回路整流側(cè)構(gòu)成的交流電壓滅磁方式。

　　第一種項a直流斷路器用于傳統(tǒng)的滅磁方式，第二種項b，利用接在交流側(cè)的交流斷路器近年來引進機組有所應(yīng)用如廣州蓄能水電站300MW抽水蓄能水輪發(fā)電機組應(yīng)用，應(yīng)用了交流斷路器，即采用接在整流器交流側(cè)的交流斷路器進行滅磁，滅磁開始先進行逆變滅磁，達到設(shè)定時間后再跳交流斷路器，并切除可控硅整流器脈沖形成交流電壓滅磁方式。第三種項c即所謂的交流電壓滅磁方式與第二種滅磁方式無本質(zhì)的不同，差異之點在于交流斷路器可接在交流或直流側(cè)，這種滅磁方式的優(yōu)點是可利用交流電源側(cè)的線電壓作為交流斷路器的斷口弧壓的補充，有利于滅磁能量的轉(zhuǎn)移。

　　此外，在磁場斷路器的選擇上，交流斷路器的容量比直流斷路器具有更大的選擇余地。

　　應(yīng)予以說明的一點是：對于容量在700MW左右的大型水輪發(fā)電機組，其勵磁電流通常在4000A以上，此外還考慮到滅磁對關(guān)斷口電壓的要求，有時不得不采用多個具有短弧直流接觸器構(gòu)成串聯(lián)連結(jié)直流斷路器的要求，例如三峽水電廠中的直流磁場斷路器即由8個斷口電壓為500V的直流接觸器串聯(lián)組成型號為CEX-5500的直流斷路器。但是過多的機械操作機構(gòu)，從保證滅磁系統(tǒng)可靠的角度來說是不期望的，因為，多個串聯(lián)的斷口在開斷，閉合時難以保證分斷的同步性，而且如彈簧壓力調(diào)整不當，還會引起閉合的觸頭產(chǎn)品反彈，瞬時又開斷的情況，在三峽水電廠的勵磁裝置的調(diào)試中就曾發(fā)生過弧觸頭閉合后又反彈瞬時（1-2）ms斷開的情況。為此，當選擇直流斷路器的容量受到限制時，采用以交流空氣斷路器為滅磁斷路器的交流電壓滅磁方式是一種簡單、可靠和易于實現(xiàn)的方案，因為從容量方面而言，采用標準交流空氣斷路器的容量不受限制，對滅磁時交流斷路器斷口電壓的不足，可借助于切功率整流柜脈沖后引入勵磁變壓器二次電壓負半周電壓的措施加以解決。

　　如果以滅磁時的滅磁殘壓為3000V計，假定將具有4斷口的交流斷路器接在發(fā)電機勵磁回路側(cè)，并且以每個斷口的電壓為500V（弧罩經(jīng)改進），則總合成斷口電壓為4X500=2000V，須勵磁變壓器二次側(cè)提供的負半周電壓幅值為3000V-2000V=1000V，相應(yīng)二次電壓有效值為1000/萬580V，亦即當勵磁變壓器二次電壓大于此值即可滿足建立相應(yīng)滅磁殘壓的要求。

　　應(yīng)予以說明的是，將交流斷路器接在直流側(cè)的優(yōu)點是可充分利用全部斷口所產(chǎn)生的電壓，并且斷口電壓不受電源側(cè)電壓下降的影響以及當整流器交流側(cè)發(fā)生短路故障時仍可有效地進行滅磁。

　　2、滅磁電阻容量的選擇對于水輪發(fā)電機機組，由于發(fā)電機轉(zhuǎn)子磁極具有凸極結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子繞組回路阻尼效應(yīng)較弱，在滅磁時全部的磁場能量均由滅磁回路所吸收，為此對滅磁電阻的容量提出了更加苛刻的要求，其滅磁能量可由以下幾種正�；蚬收线\行方式確定其滅磁容量，并選取最大值作為選定滅磁電阻閥片的依據(jù)。

　　a發(fā)電機空載滅磁b發(fā)電機額定滅磁c發(fā)電機強勵滅磁d發(fā)電機突然短路滅磁e空載失控誤強勵滅磁當發(fā)電機及變壓器內(nèi)部故障引起的滅磁能量遠小于上述5種方式之一的相應(yīng)值。為此可以上述5種滅磁方式作為確定滅磁容量的依據(jù)。對項a、b、c三種滅磁方式，滅磁電阻容量的選擇應(yīng)以發(fā)電機各自勵磁狀態(tài)作為選擇滅磁電阻容量的主要依據(jù)。對于項d發(fā)電機三相突然短路狀態(tài)流過發(fā)電機轉(zhuǎn)子勵磁繞組回路所產(chǎn)生的磁場能量，應(yīng)有選擇的考慮其對滅磁電阻容量的影響。對于采用分相封閉母線的大型水輪發(fā)電機組而言，發(fā)生這種事故的機率是極小的，其次在突然三相短路過程中，發(fā)電機定子側(cè)直軸暫態(tài)時間常數(shù)Td遠小于發(fā)電機空載時間常數(shù)Tdo，轉(zhuǎn)子非周期分量衰減較快，在開始突然短路瞬間，此電流可經(jīng)過可控硅整流橋構(gòu)成續(xù)流回路而自然衰減，分析表明，發(fā)電機突然短路時，轉(zhuǎn)子非周期分量最大值Ifrn約為3IFn，或者依下式求得：xd，xd一發(fā)電機穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)直軸同步電抗（p.u）在發(fā)電機定子突然三相短路過程中，轉(zhuǎn)子回路勵磁電流的變化，如所示。

　　發(fā)電機定于三相突然短路，轉(zhuǎn)子勵磁電流的變化經(jīng)過一定的故障持續(xù)時間，通常不超過0.1S，磁場斷路器動作接入滅磁電阻，轉(zhuǎn)子非周期分量直流電流將按比定子繞組三相短路時間常數(shù)Ta更小的時間常數(shù)而衰減，對三峽水電廠ALSTOM機型水輪發(fā)電機組Tdo=10.1S而Ta僅為0.28S，基于上述分析，在考慮發(fā)電機定子繞組突然三相短路條件下的滅磁電阻容量時應(yīng)注意到以下特征。

　　a、轉(zhuǎn)子電流非周期分量以Ta時間常數(shù)而衰減，全部衰減時間，以三峽水電廠ALSTOM機型機組為例約為4Ta=4X.28=1.12S，當接入滅磁電阻，其衰減時間將小于4Ta，此時磁場斷路器斷口的電壓變化如所示。

　　b、滅磁電阻承受的最大非周期直流分量值3IfN值，其數(shù)值與切除故障時間相對應(yīng)。

　　發(fā)電機端突然三相短路，切勵磁斷路器后主觸頭斷口兩端的電壓對于項e發(fā)電機空載失控誤強勵國內(nèi)較普遍的以此狀態(tài)作為選擇滅磁電阻容量的依據(jù)，其實，就本質(zhì)而言在滅磁理念上這是一個很值得商榷的問題。因為項e滅磁條件，即不同于項a、b、c，也不同于d，對項a、b、c是運行中會出現(xiàn)的情況，滅磁系統(tǒng)必須滿足這些要求，對項d這種情況雖屬罕見，但畢竟有可能發(fā)生，而且應(yīng)注意到對項d滅磁應(yīng)面對的問題是電流源的突然變化，無可預見和提前防范的余地，此時，在故障切除前只能先允許轉(zhuǎn)子非周期電流向容量足夠大的整流橋回路自然續(xù)流并衰減以避其鋒芒，繼而在電流降到一定程度后經(jīng)過流繼電保護動作進行滅磁，并使滅磁電阻容量限制在一個實際、安全而又合理的水平。對項e空載誤強勵滅磁情況而言，應(yīng)注意到這是一個由勵磁電壓轉(zhuǎn)化為勵磁電流的過程，加之發(fā)電機在空載時，轉(zhuǎn)子時間常數(shù)Tdo較大，當轉(zhuǎn)子電流增加到與空載發(fā)電機端電壓上升到1.3倍相對應(yīng)的電流值時，有一個相當長的緩沖過程，可作為防患于未然的對策處理，下面討論一下這個變化過程：首先由于勵磁調(diào)節(jié)器失控，AVR所有的限制單元將失效，對空載誤強勵時勵磁電流增長的C、選擇磁場滅磁電阻的容量應(yīng)考慮到滅磁電阻的短時過載能力，這樣所選擇的滅磁電阻標稱容量可大大降低。

　　限制只能由繼電保護予以完成。

　　在判定繼電保護功效之前，首先界定一下限制誤強勵的增長到終值的時間，一次近似地估計在35以內(nèi)，此判定時間的內(nèi)涵為：如保護動作的時間在此時間之外，此保護對限制誤強勵電流將無濟于事，以三峽機組為例，可用于限制誤強勵電流終值的保護有：發(fā)電機定子過電壓保護120%由上列數(shù)據(jù)可看出，當發(fā)電機電壓上升到120%有5s筵時，電壓將繼續(xù)上升到130%，并經(jīng)0.3s跳閘，此時將發(fā)電機勵磁電流限制在與1.31相對應(yīng)的數(shù)值，此值近于或略高于額定勵磁電流，為此相應(yīng)滅磁容量與額定狀態(tài)滅磁容量相當，為限制空載誤強勵時的勵磁電流在額定勵磁電流左右，三峽水電廠在發(fā)電機端設(shè)有2組130%，0.5s延時，兩組雙重過電壓保護，以提高作用可靠性。其他保護，諸如V/HZ保護以及勵磁變壓器過流保護均因動作時間設(shè)定過長而無法有效限制空載誤強勵勵磁電流的增長。

　　從另一方面來說，如按空載誤強勵終值電流（對三峽機組而言，此值約為19100A）選擇滅磁電阻容量也不具有可操作性。首先對磁場斷路器而言，在空載誤強勵條件下，誤強勵電流達終值時的強勵電壓近2300V，大大地削弱了直流磁場斷路器滅磁時合成的反向電壓值，其值為4000V- 2300V=1700V，此值與現(xiàn)選用Sic滅磁電阻的殘壓相當，艮P：8個串聯(lián)直流接觸器的斷口電壓，Ufin誤強勵時整流器的輸出正向電壓：URSic滅磁電阻流過誤強勵終值電流時的殘值。

　　式（3）表明，此時滅磁己處于完全換流的極限狀態(tài)，同時滅磁電流又達到近于4.6倍額定勵磁電流的高參數(shù)狀態(tài)，在這種滅磁條件下，對于按短弧原理熄弧的CEX-5500斷路器必然燒毀無疑，葛洲壩電廠在空載誤強勵條件下燒毀磁場斷路器的事故與此情況相當。

　　另外，再從發(fā)電機轉(zhuǎn)子勵磁繞組熱容量限制條件來說，眾所周知，發(fā)電機轉(zhuǎn)子電流按反時限進行限制，當t=10s，允許2倍額定勵磁電流，如認為此I2t熱容量為恒定值，不難求得當勵磁電流為4.6倍額定值時，發(fā)電機轉(zhuǎn)子允許流過此電流的時間為1.85s，在此時間內(nèi)滅磁全過程尚未結(jié)束，其結(jié)果是進一步使發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組過負載，并危及到主機的安全。如果無論對磁場斷路器或者發(fā)電機勵磁繞組都無法承受空載誤強勵終值電流值，那么按此條件選擇的高達幾十M的滅磁電阻閥片又有什么意義呢，綜上所述，對于大型水輪發(fā)電機滅磁電阻容量的選擇應(yīng)從客觀實際出發(fā)，不僅考慮到勵磁系統(tǒng)的需求，而且要兼顧到主機運行的安全性。在考慮滅磁電阻最大容量時，可按發(fā)電機三相突然短路引起的轉(zhuǎn)子電流直流分量作為選擇的依據(jù)，同時對直流分量的數(shù)值選擇應(yīng)以故障切除時的相應(yīng)電流值為準，并注意到接入滅磁電阻后，對發(fā)電機三相短路時間常數(shù)Ta的影響以及滅磁電阻短時的過載能力，綜合各方面因素將滅磁電阻的額定容量定位在一個合理的數(shù)值。

　　至于空載誤強勵狀態(tài)，可借助于1.3倍發(fā)電機過電壓保護動作對增長中的勵磁電流加以“截流”是簡單和行之有效的措施，為進一步弄清發(fā)電機突然三相短路時轉(zhuǎn)子電流非周期直流分量的變化規(guī)律及計算方法，現(xiàn)正結(jié)合三峽水電廠水輪發(fā)電機具體參數(shù)進行專題性的研究，以便為滅磁電阻容量的選擇有力的依據(jù)。

　　如果不考慮線性電阻滅磁方式，就非線性電阻而言，主要有Zno和Sic閥片可供選擇。

　　對于Zno閥片是我國自行開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，其性能之優(yōu)越，應(yīng)用范圍之廣泛，已是有目共睹的事實，對此不作過多的敘述。

　　有關(guān)Sic閥片的性能現(xiàn)擬結(jié)合三峽水電廠700MW水輪發(fā)電機滅磁系統(tǒng)的應(yīng)用及試驗結(jié)果作一實例的說明，對于三峽水電廠ABB機型700MW水輪發(fā)電機組滅磁系統(tǒng)Sic閥片的V-I特性曲線如所示。

　　Sic閥片V-I特性曲線aSpec.6361Sic閥片基本參數(shù)閥片直徑4>158厚度20每片額定容量75K溫升1051（環(huán)境溫度25K個別情況90K溫升130K額定電流250Ab滅磁電阻的組成串聯(lián)路數(shù)S=2并聯(lián)路數(shù)P=126總閥片數(shù)252片4滅磁時間關(guān)于大型水輪發(fā)電機勵磁系統(tǒng)滅磁時間的定義，有不同的依據(jù)通常應(yīng)用較多的有以下兩種定義。

　　a按發(fā)電機端電壓下降到接近于殘壓或小于500V作為滅磁時間的定義，因為當定子電壓小于500V時鐵心接地故障點的電弧會自動熄滅。b按發(fā)電機轉(zhuǎn)子電流為零的時間，定義間隔為滅磁時間。c有時按合同規(guī)定，定義當轉(zhuǎn)子電流下降到10%初始值時定義為滅磁時間，例如對于三峽水電廠機組的滅磁系統(tǒng)以及委內(nèi)瑞拉古里水電廠機組的滅磁系統(tǒng)即采用這一定義標準。

　　對于滅磁時間的定義應(yīng)明確的是。以發(fā)電機電壓為零定義滅磁時間最為直接反映滅磁的效果，而以轉(zhuǎn)子電流為零，定義滅磁時間不完全反映滅磁效果，因為當轉(zhuǎn)子電流為零時對三峽機組而言，發(fā)電機仍有10%左右的殘壓，而以轉(zhuǎn)子電流達10%定義滅磁時間的依據(jù)主要是考慮在10%以下轉(zhuǎn)子繞組回路存儲的能量其值甚微，繼續(xù)以此滅磁延續(xù)時間判定滅磁性能是無太大意義的。

　　700MW機組滅磁試驗結(jié)果了解其滅磁系統(tǒng)的在中示出了切磁場斷路器時發(fā)電機空載的滅磁特性。

　　在0中示出了逆變滅磁發(fā)電機空載電壓和勵磁電流的衰減特性。

　　一呀疆i閨⑴丨⑴：丨畔；丨⑴丨切磁場斷路器發(fā)電機空載滅磁特性0逆變滅磁發(fā)電機滅磁特性由按發(fā)電機電壓為3%額定值，確定的滅磁時間tm4.0S. 0按逆變滅磁方式和發(fā)電機電壓為3%額定值確定的滅磁時間為而按轉(zhuǎn)子電流下降為零值時的滅磁時間為3.55S.而按轉(zhuǎn)子電流初始值的10%確定的滅磁時間為1.9S.由0可看出，由于在逆變過程中，隨轉(zhuǎn)子電流的下降發(fā)電機電壓亦隨之降低，逆變電壓非恒定值，故滅磁效果與Sic非線性滅磁電阻，滅磁方式效果相當。

　　五、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS對于采用自勵勵磁系統(tǒng)的大型水輪發(fā)電機組，為補償由于勵磁系統(tǒng)滯后特性引起的負阻尼效應(yīng)通常須采用電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS.以解決電力系統(tǒng)中的低頻振蕩問題。

　　低頻振蕩可發(fā)生在發(fā)電機與電網(wǎng)之間，或者發(fā)電機群相互之間以及弱聯(lián)連的互聯(lián)電網(wǎng)之間，其實質(zhì)是由于在小擾動干擾下使相關(guān)發(fā)電機組之間的轉(zhuǎn)子功率角的相對搖擺而引起的有功振蕩模式。

　　對于發(fā)電機與電網(wǎng)之間的振蕩頻率其值較高，一般在1.0HZ到2.0HZ之間，以三峽機組為例發(fā)電機與電網(wǎng)之間的振蕩主頻率在（1.2―1.3）HZ，而發(fā)電機群之間振蕩模式的頻率在1.0HZ左右，對于弱聯(lián)系互聯(lián)電網(wǎng)之間的振蕩模式，其振蕩頻率較低一般在0.2HZ到0.5HZ之間，同時隨并網(wǎng)電網(wǎng)容量的增加，輸電距離的加長，互聯(lián)網(wǎng)之間的振蕩頻率還會進一步降低，以川渝電網(wǎng)中的二灘水電站其互聯(lián)網(wǎng)間相關(guān)振蕩頻率為0.3HZ.在三峽水電廠投運前，在國內(nèi)各水電廠的PSS設(shè)置中屬最低頻率設(shè)定值。對于三峽水電廠的機組，隨著全國東北、華北、西北、華東及華中五大電網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)。

　　容量的擴大，互聯(lián)網(wǎng)間的振蕩頻率將進一步降低，予計其值將降低到0.13HZ左右，PSS在這一低頻范圍的應(yīng)用無論在國內(nèi)或在世界范圍內(nèi)均屬首次應(yīng)用，在投運中尚有許多有待解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。

　　結(jié)合三峽水電廠機組PSS的應(yīng)用情況對在大型水輪發(fā)電機組中選擇PSS技術(shù)規(guī)范事項，提出下列幾點性的意見。

　　aPSS采用單一電功率信號，在增減有功過程中會引起無功功率的反調(diào)，情況嚴重時還會引起過勵或低勵限制器動作。

　　b在增減有功時如采用瞬時閉鎖PSS輸出的措施是行之有效的措施，對于阻尼低頻段振蕩頻率要求不高的機組采用單一功率信號加反調(diào)閉鎖程序仍是可行方案之一。

　　C對于阻尼低頻段振蕩頻率要求較高的機組，例如要求阻尼最低振蕩頻率達0.2HZ以下，采用雙信號，如電功率與轉(zhuǎn)速信號，以改善無功反調(diào)和拓展PSS適應(yīng)的頻率范圍是完全必要的。

　　d國調(diào)在下達PSS參數(shù)設(shè)定時，應(yīng)慎時度勢，兼顧到電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的改善，單一地對一個地區(qū)性的機組PSS參數(shù)設(shè)定提出過高的要求，往往會影響到PSS阻尼發(fā)電機對電網(wǎng)以及發(fā)電機群之間低頻振蕩的功能，對保證機組安全發(fā)電而言，后者同樣具有重要的意義。

　　1、對于三峽機組容量級的大型水輪發(fā)電機組，采用具有固有高起始響應(yīng)性能的自勵勵磁系統(tǒng)已成為一種發(fā)展的主流，但是在選擇勵磁變壓器的二次額定電壓時，應(yīng)兼顧到電力系統(tǒng)的需求和保證機組長期安全運行的基本保證，不應(yīng)片面追求高參數(shù)，結(jié)果會導致對保證系統(tǒng)穩(wěn)定的事故并未發(fā)生，但因采用高參數(shù)卻導致了在日常運行中，機組勵磁系統(tǒng)的事故不斷，在引進機組中這類沉痛的教訓不乏其例。

　　2、對大型水電機組應(yīng)盡早開發(fā)高低壓橋式整流線路。此線路可顯著改進和避免整流器在額定工況下處于深控狀態(tài)，并降低尖峰過電壓倍數(shù)，為機組安全運行的提供有利的保證。

　　3、在大型水輪發(fā)電機組滅磁系統(tǒng)參數(shù)的選擇上應(yīng)從基本理念上進行深入地探討與反思，因為不適宜的理念，例如按空載誤強勵條件選擇滅磁電阻的容量，其結(jié)果必然是過分的又無濟于解決滅磁實質(zhì)問題的冗余設(shè)備。

　　按本文提出的按發(fā)電機突然三相短路條件，和在切除故障時的轉(zhuǎn)子電流非周期直流分量作為選擇滅磁電阻容量的依據(jù)，此外還應(yīng)注意到在接入非線性滅磁電阻后，發(fā)電機三相短路時間常數(shù)將進一步減少，對三峽機組而言Ta=0.28S，為此對發(fā)電機三相短路時進行滅磁的全過程不會大于1.5S（4Ta=1.12S）按此觀點選擇滅磁電阻容量可顯著降低說設(shè)備的構(gòu)成及造價。

　　4、對大型水電機組滅磁系統(tǒng)的選擇有兩種可行的途徑，其一是在長弧直流磁場斷路器電流容量斷口電壓滿足滅磁要求的前提下，采用Zon非線性電阻閥片是適宜的方案，因為此方案可獲得較快的滅磁速度，如果無相應(yīng)長弧直流磁場斷路器可選用，應(yīng)慎用諸如CEX系列，多個短弧直流接觸器構(gòu)成的直流斷路器，因此接觸器多個串聯(lián)時觸頭存在分、合不同步以及反彈情況。

　　當現(xiàn)生產(chǎn)的直流磁場斷路器的電流容量滿足不了勵磁系統(tǒng)的需求時，采用以批量生產(chǎn)，價格低廉，電流容量不受限制的系列空氣交流斷路器為基礎(chǔ)構(gòu)成交流電壓滅磁系統(tǒng)不失為一種最佳選擇，關(guān)于空氣交流斷路器斷口弧壓過低的問題，可采用將交流斷路器接在直流測并將4個接點串聯(lián)和改造弧罩等措施使總弧壓達到（2000-2400）V左右，在此基礎(chǔ)上再引入拉脈沖后形成的交流負半周電壓；使反電壓達到4000V及以上是可行的。

　　鑒于采用交流斷路器建立的弧壓較低的情況為易于在滅磁時進行換流此時采用V-I特性較軟的Sic滅磁電阻是適宜的，此方案簡單可靠并易于實施不失為可選用的方案，其滅磁時間三機機組滅磁的實測結(jié)果，當Tdo=10S時，可達到的滅磁時間為：5、在進行大型水電機組勵磁系統(tǒng)選擇時應(yīng)充分進行交義專業(yè)之間的溝通與交流，例如發(fā)電機失磁保護與勵磁低勵限制之間的配合，互聯(lián)電網(wǎng)的低頻振蕩值與主機振蕩模式頻率段的兼顧等。

　　6、在選擇大型水電機組勵磁參數(shù)時應(yīng)盡量避免高參數(shù)的要求，要兼顧到機組正常運行的安全性，設(shè)備力求簡單、可靠此外，在引進國外勵磁設(shè)備時，不可過分強其所不能。