直流滅磁

　　常規(guī)磁場斷路器一般都串聯(lián)在勵磁直流回路中，目前國內(nèi)大部分新建機(jī)組及老機(jī)組改造都選擇滅磁開關(guān)配合ZnO 非線性電阻的滅磁方案。其基本原理如圖。圖中LP 為勵磁整流裝置，MK 為滅磁開關(guān)，RF 為氧化鋅非線性電阻，UZ表示可控硅直流側(cè)電壓，UK 表示滅磁開關(guān)弧壓，UL 表示滅磁非線性電阻的殘壓。FR 跨接于勵磁繞組兩端，發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時，轉(zhuǎn)子電壓UL 較低，F(xiàn)R 呈高阻，漏電流僅微安量級。滅磁時MK 開斷，弧壓UK 上升，導(dǎo)致UL 反向并升高，高至一定值時FR 轉(zhuǎn)為導(dǎo)通，勵磁電流轉(zhuǎn)入FR 衰耗，MK 熄弧開斷。

　　這種以MK 跳閘建立弧壓，并擊穿氧化鋅非線性電阻FR，以實(shí)現(xiàn)勵磁電流由MK 轉(zhuǎn)移到FR，來吸收轉(zhuǎn)子磁能的滅磁方法，必須保證電壓關(guān)系UK-UZ≥UL 的成立。這是直流側(cè)滅磁正常換流的必要條件。根據(jù)公式UK-UZ≥UL，當(dāng)直流開關(guān)用于非線性電阻滅磁系統(tǒng)時，對開關(guān)主觸頭斷開時產(chǎn)生的弧壓有嚴(yán)格的要求。為了建立更高的斷口電壓，以滿足在滅磁時使非線性電阻導(dǎo)通并將勵磁電流換流到滅磁回路中的要求，而使得開關(guān)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，在某些情況下，甚至要求開關(guān)具有兩個或更多的串聯(lián)主觸頭，這種專用的開關(guān)價格較高，市場較小，所以對生產(chǎn)及開發(fā)均帶來了不利的影響。

　　交流滅磁

　　交流滅磁的一次原理電路圖與圖1相同，區(qū)別之處在于需要通過一中間繼電器的分閘動作去切除勵磁電源的可控硅觸發(fā)脈沖（簡稱拉脈沖），然后跳滅磁開關(guān)。由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是具有儲能的大電感，其釋能的時間常數(shù)為幾秒量級，拉脈沖后，它相當(dāng)于一直流恒流源，也就是使勵磁電源的可控硅始終有兩只導(dǎo)通、四只關(guān)斷；由于可控硅觸發(fā)脈沖被切除，四只關(guān)斷的可控硅管不會再導(dǎo)通，但因轉(zhuǎn)子的直流恒流源作用，兩只導(dǎo)通的可控硅始終導(dǎo)通，且不可控；又因該直流恒流源的輸出為單方向直流，兩只導(dǎo)通的可控硅在此僅相當(dāng)于導(dǎo)體。這就使得在與勵磁電源輸入端相連接的三相支路中有兩相電流流過，一相無電流，此時，勵磁電源相當(dāng)于一交流恒壓源，拉脈沖以后的電路圖可以等效為如圖2 所示。這樣電流回路由上述單相交流恒壓源與轉(zhuǎn)子形成的直流恒流源串聯(lián)而形成閉合回路。當(dāng)交流滅磁開關(guān)開斷時，就使得交流開關(guān)的斷口處產(chǎn)生弧壓。利用上述交流開關(guān)斷開時的弧壓和勵磁變壓器所輸出的單相交流電壓的疊加，當(dāng)滿足條件UK-Uz≥UL 時，勵磁電流全部切換到FR 中，隨即使開關(guān)斷口點(diǎn)熄弧-開關(guān)開斷成功，這樣就將發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子儲存的磁能經(jīng)FR 釋放，完成快速滅磁。

　　交流側(cè)滅磁的優(yōu)點(diǎn)：

　　把交流側(cè)滅磁與直流側(cè)滅磁進(jìn)行比較，可以看出交流側(cè)滅磁對弧壓UK 的要求大大降低。斷路器的弧壓總有一定限制，為了提高弧壓要采取一系列措施，如加強(qiáng)吹弧，增加滅弧柵片數(shù)，加大滅弧罩尺寸，以及多斷口串聯(lián)等，這些都會加大斷路器的體積，重量及造價。降低弧壓要求，也意味著降低斷路器的體積、重量和造價，這是交流滅磁的主要優(yōu)點(diǎn)。

　　非線性電阻

　　盡管國內(nèi)外對采用非線性電阻滅磁已達(dá)成了共識，但在非線性電阻的選擇上卻有所不同。國外普遍選擇了碳化硅（SiC）壓敏電阻作為滅磁裝置的非線性電阻，而國內(nèi)卻大多選擇了氧化鋅（ZnO）壓敏電阻。

　　從電氣特性來看，ZnO 的電流衰減將幾乎恒定在較快的水平。而SiC 的電流衰減的速度將隨電流的減小而明顯變慢。從而在整個滅磁時間上ZnO 的要比SiC 的短。如果采用相同的滅磁電阻和滅磁電壓，則對滅磁時間來說，SiC 是ZnO 的兩倍。

　　ZnO 壓敏電阻的非線性指數(shù)非常小，漏電流也比較?。ㄕ＿\(yùn)行只有微安級）。因此它可以直接跨接在轉(zhuǎn)子回路的兩端，從而使接線簡單，裝置的動作迅速而可靠。而SiC 壓敏電阻的非線性指數(shù)比較大，漏電流也比較大（正常運(yùn)行時為毫安級）。因此它不能直接跨接于轉(zhuǎn)子回路兩端，而需要采用跨接器等投入環(huán)節(jié)，這將使裝置的接線變復(fù)雜，降低了裝置動作的迅速性與可靠性，同時也加大了裝置維護(hù)的工作量。

　　在非線性電阻用于滅磁的初期，ZnO 的非線性特性較硬，滅磁時間較短，限壓能力較強(qiáng)，但它的能容量太低，容易老化而使特性系數(shù)發(fā)生變化，且對斷路器的要求很高?？赡苁强紤]到裝置的通用性，使得國外研究人員最終選擇了性能很穩(wěn)定的SiC 作為滅磁非線性電阻。但目前我國生產(chǎn)的ZnO 電阻片在各方面性能已有了很大的突破，電阻片的能容大大提高。對于老化和壽命問題，只要嚴(yán)格控制選片、組片、裝置的容量裕度選擇恰當(dāng)，它可以經(jīng)受500 次的額定沖擊，其壽命可以大大提高。因此，就這一點(diǎn)來說，它完全可以很好地滿足運(yùn)行的要求。

　　另外，ZnO 擊穿故障類型一般為短路形式，而SiC 的則為開路形式。由于運(yùn)行中非線性電阻的短路故障對勵磁系統(tǒng)的危害較為嚴(yán)重，所以這一點(diǎn)也可能是國外研究人員不選擇ZnO 的另一原因。國內(nèi)對這一問題的解決方法是，在ZnO 支路串聯(lián)快速熔斷器。當(dāng)ZnO 電阻發(fā)生擊穿故障時，熔斷器立即響應(yīng)，快速熔斷，使故障支路退出工作，從而保證了整個裝置的正常運(yùn)行。為了可靠性，熔斷絲的最小熔斷值一般選擇為支路ZnO 電阻的極限能容，使得只有一片發(fā)生故障，熔斷器就動作，以免故障擴(kuò)大?？紤]到有故障支路退出工作，因此在設(shè)計(jì)裝置能容量時要留有足夠的裕度。

　　滅磁開關(guān)的一般通用要求為：

　　1、通流性能好：接觸電阻小、運(yùn)行溫升低，短時過流量大

　　2、絕緣強(qiáng)度高：能耐受正常運(yùn)行中的工作電壓及暫態(tài)過程中短時電壓的沖擊而不損壞

　　3、機(jī)械動作靈：合閘分閘動作靈敏可靠，不能誤動和拒動

　　4、綜合性能優(yōu)：結(jié)構(gòu)牢固穩(wěn)定、安裝維護(hù)簡便、工藝精良、外形美觀、體積小、重量輕、價格低

　　一,發(fā)電機(jī)事故情況下利用跳滅磁開關(guān)迅速滅磁;

　　二,在檢修的時候斷 開滅磁開關(guān),形成明顯的斷開點(diǎn).

　　實(shí)現(xiàn)這兩個功能的關(guān)鍵是迅速消耗發(fā)電機(jī)磁場的能量（轉(zhuǎn)化為熱能）。目前國內(nèi)外廣泛使用的是移能型滅此開關(guān)，它在滅磁時將勵磁電流及磁場能量迅速轉(zhuǎn)移到滅磁電阻中衰耗，本身基本不吸能量。一般停機(jī)后是不用斷開滅磁開關(guān)的, 因?yàn)檎ＭC(jī)是靠自動勵磁調(diào)節(jié)器改變可控硅的觸發(fā)角 進(jìn)行逆變滅磁.