2 段结构(1 段报警，2 段跳机) ，每段定值和延时可单 独调整。保护为叠加交流电压测量导纳电桥式，CK1 和 CK2 为隔直耦合电容，CR 为发电机励 磁回路对地等效电容，隔直电容 CK1 和 CK2 和励磁回路等效电容 CR 串联，接于交流电桥的 测量臂。主要原理：继电器采用惠斯顿电桥原理，有两个电容建立测量桥的平衡，一个接在 正极和地之间，另一个连接在负极和地之间，以测量转子绕组对地绝缘电导作为判据，与转 子绕组的对地电容无关。 当励磁回路绝缘电阻下降到一定值时报警， 当绝缘电阻继续下降至 一定值时，保护即动作切除发电机组。

(2)励磁调节器(AVR)采用数字微机型， AVR 中装设无功功率、功率因数等自动调节功 能。励磁调节器设有过励磁限制、过励磁保护、低励磁限制、电力系统稳定器、V/H 限制及 转子过电压保护和 PT 断线闭锁保护等单元;其附加功能包括转子一点接地保护、转子温度 测量、串口通讯模块、跨接器、DSP 智能均流、轴电压毛刺吸收装置等。

四、励磁系统灭磁

当保护继电器检出发电机内部故障时， 为保护发电机， 必须安全迅速地将储存在磁场中的能 量泄放。灭磁功能由灭磁开关，跨接器 Crowbar 和灭磁电阻实现。 灭磁开关设计用于在任 何故障情况下安全切断励磁电流。 灭磁开关开断后， 还在励磁变压器和磁场绕组之间形成明 确的电气隔离。 自动灭磁装置装在励磁回路直流侧。 灭磁开关的额定参数按励磁系统强励， 灭磁开关型号为 AEG GERAPLD 8007 LBK 2×2 INE(额定电流):8000A Ui:(开断电压) 2000V UNE(额定电压):2000V INSS(开断电流):50KA TNC: 31.5ms

1) 、灭磁作用：当发电机内部、引出线、厂高变等发生故障时，虽然保护装置动作迅速 切除故障，但励磁电流产生的感应电动势会继续维持故障电流，为了迅速排除故障，减 小其损坏程度，必须安全迅速地将储存在磁场中的能量泄放(实验表明，只要剩磁电压 小于 500V，电弧变不能维持一般剩磁电压不大于 100-300V)即把励磁绕组的电流建立 的磁场迅速降低到最小。

2) 、灭磁要求:a.灭磁时间尽可能的短(发电机端电压由额定值 Un 降至 5% Un 所需的时 间称灭磁时间)b.励磁绕组两端的过电压不超过允许值(通过跨接器来实现过压保护的 要求) 。

3) 、灭磁方式：按励磁系统的不同，主要有自然灭磁和逆变灭磁(对采用可控硅整流方 式的励磁系统用如自并励励磁) 。

灭磁方式有：

(1)恒值电阻灭磁：灭磁开关动作后， 其常闭触点首先闭合，将放电电阻并接在发电机绕组两端，然后常开触点断开，将转子 绕组与直流励磁电源断开。 这时， 转子电流将由放电电阻续流， 不致产生危险的过电压。 之后，转子电流在由转子绕组和放电电阻构成的回路中自行衰减到零，完成灭磁过程。 其特点为：转子绕组两端的电压等于转子电流与放电电阻的乘积。放电电阻值可按转子 电压小于或等于转子电压容许值的原则来选定;灭磁过程时间较长

(2)非线性电阻灭磁：用非线性电阻代替恒值电阻，可以加快灭磁过程，当转子电流 大时，其阻值小，当转子电流小时，其阻值又变大，使电流电阻两者乘积变化不大，并 始终小于或等于转子电压容许值。其特点为：灭磁速度快，接近于理想灭磁曲线。由于 非线性电阻在额定励磁电压和强励电压下，其阻值很大，流过电阻的漏电流很小，因此 可以直接并接于转子绕组的两端，既作为灭磁电阻又作为过电压保护器件，还简化了接 线和控制回路。

(3)灭弧栅灭磁：灭弧栅中的电弧电阻实质上也是一种非线性电阻，当燃弧时，其两 端电压与电流大小无关，基本维持一定值不变。当熄弧时，其阻值为无穷大，反电动势 Us 愈大，则转子过电压愈高，灭磁过程也愈快。为防止灭弧栅中的电弧在其电流下降到

零前同时熄灭而引起过电压，故在每一栅片上并联一段电阻。其特点：接近理想灭磁。 缺点是转子电流较小时不能很快断弧 。

(4)逆变灭磁：利用三相全控桥的逆变工作状态，控制角从小于 90°的整流运行状态 突然后退到大于 90°的某一适当角度， 此时励磁电源改变极性， 以反电动势的形式加于 励磁绕组，使转子电流迅速衰减到零的灭磁方法 。其特点：能将转子储能迅速地反馈 到三相全控桥的交流侧电源中去，不需放电电阻或灭弧栅，简便实用;灭磁可靠;灭磁 时间相对较长，但过电压倍数很低。

ABB 调节器灭磁回路由灭磁开关，跨接器 Crowbar 和灭磁电阻组成。 其中灭磁电阻用于实现发电机的快速灭磁。

a、非线性电阻R02(共五个)并联固定接在发电机励磁绕组回路中，不受直流回路中 的灭磁开关控制。励磁电流的衰减过程取决于灭磁电阻的特性。非线形电阻的灭磁特性 比线性的好，励磁电流的衰减比较快。

b 、当灭磁开关断开时，通过触发跨接器的可控硅将励磁电流瞬时导入灭磁回路。灭磁 过程开始，灭磁开关触头可以无负荷断开。

c 、发电机正常运行时，跨接器的可控硅不导通，非线性电阻上不通过电流;灭磁开关 跳开后，跨接器的可控硅接受触发脉冲导通，将励磁电流瞬时导入灭磁回路，直至磁场 能量释放完。

d 、跨接器作为励磁绕组和可控硅整流器过电压保护。逆变灭磁是将能量释放在励磁变 低压绕组上，逆变灭磁在灭磁开关分闸时间内完成的，一般是在毫秒内完成。磁场开关 跳开后通过非线性电阻实现灭磁，灭磁时间较短 2-3S 左右。

参考文献：

1、 瑞士 ABB 公司 Unitrol 5000 型励磁系统运行说明书

2、 ABB 公司 Unitrol 5000 型励磁系统厂家培训