同步發(fā)電機(jī)安全可靠的滅磁，不僅關(guān)系到勵磁系統(tǒng)本身安全，而且直接關(guān)系到整個電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。

發(fā)電機(jī)組正常停機(jī)時：逆變滅磁。

發(fā)電機(jī)組事故停機(jī)時：事故停機(jī)滅磁，即當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)生內(nèi)部故障，在繼電保護(hù)動作切斷主斷路器時，要求迅速地滅磁； 在發(fā)電機(jī)發(fā)生電氣事故時，滅磁系統(tǒng)應(yīng)迅速切斷發(fā)電機(jī)勵磁回路，并將儲藏在勵磁繞組中的磁場能量快速消耗在滅磁回路的非線性電阻中。

逆變滅磁：

利用三相全控橋的逆變工作狀態(tài)，控制角由小于90°的整流運(yùn)行狀態(tài)，突然后退到大于90°的某一適當(dāng)角度，此時勵磁電源改變極性，以反電勢形式加于勵磁繞組，使轉(zhuǎn)子電流迅速衰減到零的滅磁過程稱為逆變滅磁。這種滅磁方式將轉(zhuǎn)子儲能迅速地反饋到三相全控橋的交流側(cè)電源中去，不需放電電阻或滅弧柵，是一種簡便實用的滅磁方法。由于無觸點(diǎn)、不燃弧、不產(chǎn)生大量熱量，因而滅磁可靠。反電勢愈大，滅磁速度愈快。三相全控橋逆變時產(chǎn)生的反電勢與其交流側(cè)電源電勢成正比，因此反電勢的數(shù)值受到一定限制，同時為防止“逆變"而設(shè)的最大控制 max（或最小逆變角 min）的限制，也在一定程度上降低了反電勢。所以，單獨(dú)逆變滅磁，受交流電源電壓的限制，逆變滅磁時，勵磁電流雖直線下降，但逆變時所施加的反電勢數(shù)值比滅弧柵滅磁方式要小，因此電流衰減率較小，滅磁時間相對較長，但過電壓倍數(shù)也很低。

非線性電阻滅磁：

勵磁系統(tǒng)正常停機(jī)，調(diào)節(jié)器自動逆變滅磁; 事故停機(jī)，跳滅磁開關(guān)將磁場能量轉(zhuǎn)移到耗能電阻滅磁。當(dāng)發(fā)電機(jī)處于滑極等非正常運(yùn)行狀態(tài)時，將在轉(zhuǎn)子回路中產(chǎn)生很高的感應(yīng)電壓，此時安裝在轉(zhuǎn)子回路中的轉(zhuǎn)子過電壓檢測單元A61模塊將檢測到轉(zhuǎn)子正向過電壓信號，馬上觸發(fā)V62可控硅元件，將耗能電阻單元FR并入轉(zhuǎn)子回路，通過耗能電阻的吸能作用，將產(chǎn)生的過電壓能量消除；而轉(zhuǎn)子回路的反向過電壓信號則直接經(jīng)過V61二極管接入耗能電阻吸能，以確保發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子始終不會出現(xiàn)開路，從而可靠地保護(hù)轉(zhuǎn)子絕緣不會遭受破壞。由于這種保護(hù)的存在，轉(zhuǎn)子繞組會產(chǎn)生相反的磁場，抵消定子負(fù)序電流產(chǎn)生的反轉(zhuǎn)磁場，以保護(hù)轉(zhuǎn)子表面及轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)不至于燒壞。

滅磁電阻的作用

發(fā)電機(jī)的勵磁繞組就是一個具有較大電感的線圈，在正常情況下，勵磁電流在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場。當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障時，需要迅速切斷勵磁電流，除去發(fā)電機(jī)的磁場，以免事故擴(kuò)大。但是，用開關(guān)直接切斷這種具有較大電感的電路中的電流是很困難的。因為直接切斷勵磁電流會在勵磁繞組的兩端產(chǎn)生高電壓，可能燒壞開關(guān)觸頭。因此，在切斷勵磁回路前，首先在轉(zhuǎn)子兩端并聯(lián)接入滅磁電阻，這樣再切斷勵磁回路時，滅磁電阻就可迅速吸收勵磁繞阻的磁能，減緩轉(zhuǎn)子電流變化速度，達(dá)到降低轉(zhuǎn)子自感電動勢，起到抑制轉(zhuǎn)子過電壓和滅磁的目的。

滅磁電阻的投退不是在發(fā)電機(jī)并列或解列時，而是在發(fā)電機(jī)起勵建壓之前要將滅磁電阻從轉(zhuǎn)子回路中斷開，在發(fā)電機(jī)滅磁時將滅磁電阻投入并在轉(zhuǎn)子線圈兩端。

1分類及原理

1.1按開關(guān)功能分：

     耗能型滅磁：滅磁開關(guān)將磁場能量消耗掉

     移能型滅磁：滅磁開關(guān)不消耗磁場能量， 磁場能量由專用的滅磁電阻來消耗

1.2按開關(guān)位置分：

     直流滅磁開關(guān)滅磁：滅磁開關(guān)裝設(shè)在直流側(cè)

     交流滅磁開關(guān)滅磁：滅磁開關(guān)裝設(shè)在交流側(cè)

     跨接器滅磁：不使用滅磁開關(guān)而使用跨接器

1.3按滅磁電阻的種類分：

        氧化鋅非線性電阻滅磁

        碳化硅非線性電阻滅磁

2 直流開關(guān)滅磁原理為：

滅磁時，跳開直流開關(guān)MK，直流開關(guān)斷口產(chǎn)生電弧，電弧電壓與可控硅 SCR輸出的電壓疊加，與轉(zhuǎn)子的感應(yīng)反電勢相等， 該反電勢同時加在滅磁電阻兩端

    當(dāng)UR大于滅磁電阻回路的轉(zhuǎn)子電壓時，滅磁電阻回路導(dǎo)通，消耗磁場能量而滅磁。

2.1 第一階段：

滅磁開關(guān)分閘、拉弧、建立轉(zhuǎn)子反電勢。在這個階段的初始時刻，滅磁開關(guān)主觸頭分?jǐn)啵谟|頭之間產(chǎn)生直流電弧，并由電弧電流在吹弧線圈中產(chǎn)生吹弧磁力，從而使直流電弧拉長并進(jìn)入滅磁開關(guān)的滅弧柵。由于直流電弧被拉長后其弧電阻增加，促使滅磁開關(guān)主觸頭兩端的電壓升高，直至達(dá)到非線性電阻的動作值。

由于滅磁開關(guān)分?jǐn)?，發(fā)電機(jī)勵磁電流發(fā)生強(qiáng)烈變化，此時發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子將因電流變化而產(chǎn)生反電勢，其反電勢的大小由轉(zhuǎn)子電感和勵磁電流的變化率所決定。當(dāng)達(dá)到非線性電阻動作值時，由非線性電阻決定轉(zhuǎn)子的兩端電壓。

2.1 第二階段：非線性電阻換流、移能，轉(zhuǎn)子滅磁。

 在這個階段的開始時刻，由于滅磁開關(guān)觸頭斷開引起的轉(zhuǎn)子反向過電壓使非線性電阻由阻斷變成導(dǎo)通，從而使原經(jīng)過滅磁開關(guān)構(gòu)成的勵磁電流通路轉(zhuǎn)換為由非線性電阻與轉(zhuǎn)子之間構(gòu)成通路，進(jìn)而使滅磁開關(guān)斷口熄弧，完成勵磁電流由滅磁開關(guān)向非線性電阻的換流。

完成換流以后，由于轉(zhuǎn)子能量并沒有消耗，故非線性電阻將維持導(dǎo)通狀態(tài)，直至將轉(zhuǎn)子的幾乎全部能量都轉(zhuǎn)移到非線性電阻之中，磁能變成熱能。

2.3直流開關(guān)滅磁條件 

直流開關(guān)滅磁條件：必須保證在發(fā)電機(jī)任何工況下滅磁時，開關(guān)斷口弧壓與可控硅整流橋輸出的電壓疊加后的值，超過滅磁電阻導(dǎo)通電壓。

2.4 直流開關(guān)滅磁特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：滅磁時無需外部邏輯配合，操作簡單。

缺點(diǎn)：對直流開關(guān)斷口弧壓要求較高，導(dǎo)致開關(guān)制造困難。 

3 交流開關(guān)滅磁原理：

僅斷開交流滅磁開關(guān)AC。

3.1 通常三相全控整流橋工作，上下橋臂均各有1元件導(dǎo)通，如+A、-C,這時勵磁電流if經(jīng)MKa、MKc流過，產(chǎn)生電弧（MKb無電流斷開）。過3.3ms(60°)＋B脈沖到，但因MKb斷開，無作用，再過60°，－A元件導(dǎo)通。這時if流過+A、－A，MKa、MKc息弧斷開。

非線性電阻不能投入，勵磁電流只靠轉(zhuǎn)子回路時間常數(shù)緩慢滅磁，不能快速滅磁。

在切斷交流側(cè)滅磁開關(guān)之前，先切除可控硅SCR觸發(fā)脈沖（簡稱封脈沖）。 

當(dāng)交流線電壓在正半波時

在交流線電壓的負(fù)半波時，滅磁電阻回路電壓最高，在交流線電壓的正半波時，滅磁電阻回路電壓低。

3.2 交流滅磁成功的必要條件是：

加在滅磁電阻回路的電壓大于該回路的轉(zhuǎn)折電壓，則滅磁電阻回路導(dǎo)通，勵磁電源回路續(xù)流的兩只元件因電壓反偏而截止，開關(guān)因斷口電壓低而熄弧。

在滅磁電阻回路轉(zhuǎn)折電壓一定的情況下，因交流線電壓負(fù)半波的作用，對開關(guān)弧壓的要求降低了。而在開關(guān)弧壓參數(shù)已定的情況下，滅磁電阻回路轉(zhuǎn)折電壓因交流線電壓負(fù)半波的作用而可整定到較高的數(shù)值，而獲得快速滅磁的效果。

3.3 交流滅磁條件 

 必須是可控硅全控整流橋而不能是二極管整流橋或帶續(xù)流二極管的可控硅半控整流橋。

  必須在開斷交流滅磁開關(guān)AC的同時，可控硅整流橋的全部觸發(fā)脈沖。

3.4 交流滅磁優(yōu)點(diǎn)

對滅磁開關(guān)斷口弧壓的要求大大降低。降低弧壓要求，也意味著降低斷路器的體積、重量和造價。

4 勵磁跨接器就是轉(zhuǎn)子過電壓保護(hù)裝置

4.1 其基本電路及其原理

一組正反向并聯(lián)的可控硅串聯(lián)一個放電電阻后再并聯(lián)在勵磁繞組兩段，當(dāng)可控硅的觸發(fā)器電路檢測到轉(zhuǎn)子過電壓后，立即發(fā)出觸發(fā)脈沖使可控硅導(dǎo)通，利用放電電阻吸收過電壓能量。 

跨接器的返回措施：當(dāng)轉(zhuǎn)子過電壓大于跨接器動作值時，跨接器動作并將轉(zhuǎn)子電壓限制為放電電阻兩段的電壓，在此電壓的作用下，放電電阻將流過所要吸收的過電壓能量，如果需要吸收的過電壓能量大于放電電阻的極限能量，就必須采取措施，最常見的措施就是檢測放電電阻的電流，一旦這個電流大于設(shè)定值就跳閘滅磁，這種方法也是處理轉(zhuǎn)子異步過電壓的最好方法。當(dāng)跨接器動作后轉(zhuǎn)子過電壓消失，放電電阻承受正常運(yùn)行的轉(zhuǎn)子電壓，對于氧化鋅放電電阻來說，由于其正常轉(zhuǎn)子電壓下的漏電流很小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于可控硅的維持電流，此時跨接器能可靠返回；對于碳化硅放電電阻來說，其正常轉(zhuǎn)子電壓下的漏電流很大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于可控硅的維持電流，此時跨接器暫時不能返回，只有當(dāng)轉(zhuǎn)子電壓變?yōu)榱慊蛘咚矔r值變極性后才能返回。具體來說，正向過電壓動作后，轉(zhuǎn)子電壓等于零或者其瞬時值變?yōu)樨?fù)值時才能返回；反向過電壓動作后，轉(zhuǎn)子電壓等于零或者其瞬時值變?yōu)檎禃r才能返回；為了防止碳化硅電阻跨接器動作后不能可靠返回，最常見的方法也是在跨接器回路裝設(shè)過電流檢測器，一旦電流長時間大于設(shè)定值就跳閘滅磁。也有資料顯示采取逆變的方法來保證跨接器的返回。

4.2 跨接器滅磁方案的原理：

勵磁回路中不設(shè)置滅磁開關(guān)，滅磁時先接通滅磁跨接器，后封可控硅整流橋的脈沖 。

4.3 跨接器滅磁方案的特點(diǎn)分析：

跨接器滅磁方案的優(yōu)點(diǎn)：主回路無開關(guān)，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高。

跨接器滅磁方案的缺點(diǎn)：跨接器回路的最大導(dǎo)通電壓不能高于交流線電壓的峰值，滅磁時間相對較長。

5 滅磁電阻

滅磁用電阻可以是線性電阻，可以是非線性氧化鋅滅磁電阻，也可以是非線性碳化硅電阻。

在汽輪發(fā)電機(jī)的滅磁中由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子為實心轉(zhuǎn)子具有較強(qiáng)的阻尼作用，即使發(fā)電機(jī)勵磁繞組中的電流迅速衰減到零，但由于阻尼繞組中的電流不能迅速衰減，發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓并不能達(dá)到迅速衰減的目的，而且阻尼繞組中的電流是不可控的，所以在具有較強(qiáng)阻尼作用的發(fā)電機(jī)機(jī)組中多采用線性電阻滅磁。而對于阻尼作用較弱的發(fā)電機(jī)機(jī)組則多采用非線性電阻滅磁。

把感性的轉(zhuǎn)子勵磁繞組切換到放電電阻上防止開路產(chǎn)生的過電壓。利用放電電阻將磁場能量轉(zhuǎn)換為熱能，消耗于電阻上。目前經(jīng)常采用非線性電阻（氧化鋅或碳化硅）來放電滅磁，大大提高了滅磁速度，滅磁曲線比較接近理想曲線，是目前應(yīng)用廣泛的滅磁方式。

在水輪發(fā)電機(jī)的滅磁中，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子不為實心轉(zhuǎn)子，其阻尼作用不強(qiáng)，而且發(fā)電機(jī)在故障情況下的機(jī)端電壓升高很多，為有效降低事故擴(kuò)大化，宜非線性滅磁。

6 滅磁開關(guān)

滅磁開關(guān)額定工作電壓： 應(yīng)大于轉(zhuǎn)子上的最大工作電壓 ；

滅磁開關(guān)額定工作電流： 應(yīng)大于轉(zhuǎn)子最大長期連續(xù)工作電流；

滅磁開關(guān)開斷電流能力： 應(yīng)大于轉(zhuǎn)子強(qiáng)勵電流；

滅磁開關(guān)開斷電壓能力： 應(yīng)大于滅磁電阻上電壓和可控硅整流橋輸出電壓之和。