大型发电机灭磁电阻解析

                       大型发电机灭磁电阻解析

黄大可

葛洲坝水力发电厂

前言:所谓灭磁，指的是发电机快速消耗励磁回路中的电流，并迅速切断励磁电流消除磁场能量。事故灭磁是发电机组安全保护的最后一道防线，如有任何失效或拖延，将造成发电机主机的损坏，转子励磁回路上的灭磁电阻特性决定了灭磁过程的优劣。随着国家现代大型、超大型发电机组的发展，确实对事故灭磁的安全性和有效性提出了更高的要求和挑战，深入探索全新一代超高能级、特性优良的灭磁电阻的应用，正是我们中国励磁人的使命担当。

灭磁电阻对发电机的保护作用

发电机的励磁绕组就是一个具有较大电感的线圈，在正常情况下，励磁电流在发电机转子上产生较强的磁场。当发电机机组发生内部故障时，需要迅速切断励磁电流，消除发电机的磁场，以免事故扩大，最大限度的保护发电机组的安全。但是，用强开关直接切断这种具有较大电感电路中的电流是很困难的。因为直接切断励磁电流会在励磁绕组的两端产生高电压，可能烧坏开关触头。因此,在切断励磁回路前,首先在转子两端接入灭磁电阻，这样再切断励磁回路时，灭磁电阻就可迅速吸收励磁绕阻的磁能，减缓转子电流变化速度，达到降低转子自感电动势,起到抑制转子过电压和快速灭磁的目的。

灭磁电阻的类别

  常见的灭磁方式有电阻灭磁,灭弧栅灭磁，全控整流桥逆变灭磁等，而事故灭磁基本上都是移能型灭磁，灭磁电阻就是承担磁场能量的耗能器件，又分为线性电阻或非线性电阻等类型。不同的灭磁电阻特性具有不同的优缺点，可根据不同的应用场合分别选择线性电阻或非线性电阻。例如传统技术，汽轮发电机采用隐极机转子结构，灭磁时阻尼绕组能够消耗大部分电机的能量。灭磁的快速性主要取决于阻尼绕组，因此汽轮发电机灭磁电阻可以采用线性电阻或变化率平缓的非线性电阻。又如水力发电机组采用凸极机转子结构,阻尼绕组虽能够消耗部分电机的能量，但大部分能量需要转子通过灭磁电阻完成。为实现快速灭磁,宜采用非线性电阻灭磁。

  但是，面对现代大型超大型发电机组的发展，超大容量，超高能级和本质安全的要求和挑战，传统技术已经严重的不相适应，甚至拖累了电力工业的发展，必须有所突破。

灭磁电阻的发展趋势

对于发电机灭磁装置,不仅仅是灭磁电阻还包括有遮断换流装置,以及过电压保护装置等，首先在解决好超高强度换流的基础上，对整套装置进行功能复合和电力电子化设计，这是我的主攻方向，而且取得了发明专利和实际应用的成果，新型复合型灭磁电阻和主动换流技术，开创了独一无二的全新技术应用和超高技术性能。简单概括一下，灭磁装置和功能相对现代大型发电机来说，就相当于紧急刹车对于高速特斯拉那样重要。大型发电机的事故灭磁装置是自身安全的保障，更应满足系统需求，具备足够的能力和品质，性能指标优异的安全可靠万无一失的才是真正的先进技术。

作者简介:黄大可老师是葛洲坝水力发电厂励磁一级专家，长期坚持在水电励磁专业岗位上，伴随中国电力发展和现代励磁的成长走过了近四十年的风雨路程。早在八十年代将第一代国产静止励磁设备用到极致，甩掉了励磁事故大王的帽子，为中国励磁争气;发明了中国的新型电力系统稳定器，获得国际发明展铜奖，是中国最早一批专利发明家，并率先应用于葛洲坝水电站，自主解决了电力输送和电网稳定的难题，确保当时中国最大的水电站安全稳定运行二十年;在中国电力崛起的初期，为从零开始的现代发电励磁专业的建设发展奠定了坚实的基础。曾受到湖北省、电力部、能源部和国务院等的嘉奖，荣获湖北省青年科技精英、能源部特等劳模和全国劳动模范等称号。