发电机灭磁讲解

1、发 电 机 灭 磁发电机灭磁就是消灭发电机转子内部储存的能量的过程， 它的主要目的是加快正常的停 机速度， 特别地， 当降低因为发电机故障时可能导致的损坏， 把故障造成的损失减小到最小 程度。发电机的正常灭磁都应该采用逆变灭磁， 只有事故时保护动作才启动跳灭磁开关等灭磁 方式， 甚至在许多大的机组的灭磁设计中， 当发电机机组故障仍然首先采用逆变灭磁， 然后 再启动跳开关灭磁的灭磁时序 。1灭磁方式的发展过程11 串联耗能灭磁灭磁最初就是直接利用耗能开关吸收发电机转子中储存的能量。 比如俄罗斯生产的耗能 开关利用弧间隔燃烧来耗能。但是这种方式存在如下缺点：a. 体积大b. 不易维护c. 灭磁成功

2、与否取决于弧的形成d. 容易引起事故e. 产品根据发电机机组容量需要特殊订制，不易规模化，系列化 由于这些缺点的存在，采用耗能开关的灭磁方式逐渐被并联移能灭磁方式代替。12 机械开关并联移能灭磁机械开关串联于励磁主回路、 灭磁耗能电阻并联在转子两端是这类灭磁的接线方式。图 4-1 所示：图 4-1 机械开关并联灭磁ANSI/IEEEC37.18-1979 标准规定，一般机械开关需要有至少一对主触头（ MK1 ）、一对灭磁常闭触头（ MK2 ）。 20 年来，随着国内 ZnO 电阻耗能在灭磁系统中的应用，灭磁触头 也并非必要了。但值得注意的是，在不采用灭磁触头的灭磁系统中，需认真核算 ZnO 的

3、灭 磁残压与荷电率。这类灭磁方式在国内是主要的灭磁方式。 主回路有明显的开断触头， 在励磁系统内部故 障时， 可以开断励磁主回路，切断故障源，快速地消灭发电机主磁场，将发电机损失控制在最小范围内。目前使用的机械开关主要有DM2 、DM4 、DMX 、E3H、E4H、UR、PHB 、MM74 、 CEX 等。这类灭磁方式的主要问题是灭磁开关选型比较困难。小机组选大的开关，成本比较高； 选小开关满足不了工况要求；大型尤其是巨型水力发电机机组开关选择更为困难。13 电子开关并联移能灭磁前些年， 国内一些厂家将灭磁开关建压任务转移到电力电子器件上来。其原理是利用电4-2：容的放电过程，使可控硅的电流降

4、到零，并形成反压使之关断。具体回路如图图 4-2 电子开关并联灭磁这类方式下开关动作时间短， 因此开关在开断过程中所需遮断能容就小， 并且建压速度 快，利于快速灭磁。但其缺点是开关动作的可靠性取决于电子回路工作的可靠性。与机械开关比较它没有触头磨损， 易于维护， 成本也低。 但目前在大电流系统中不宜采 用。它存在两个问题：发热问题及器件选型问题。 然而值得注意的是， 随着电力电子器件的 快速发展， 高电压大电流的全控器件也会在不久投入商业运行。 电力电子器件将在灭磁中发 挥更大的作用。但是长期通流带来的发热仍是采用这种方法需解决的首要问题。为克服上述两种灭磁方式的缺点，人们开始在材料科学领域探

5、索，寻找一种既不发热， 又可以建压的材料。将 PTC 电阻或钼棒与开关并联，利用材料在温度升高时电阻急剧增加 的特点， 建立比较高的电压， 打通灭磁电阻回路， 实现灭磁。 也可以采用超导材料串入回路， 在需要灭磁时使超导材料失超。 但是若要建立比较高的电压， 超导体的长度相应比较长， 体 积比较大。由于以上灭磁方式的缺陷， 业内人士希望能够将可控硅整流桥直接关断， 将机械开关移至励 磁变低压侧。 这样解决了励磁系统具有明显开路点的问题、 又解决了机械并联灭磁方式开关 难选择的问题。14 交流灭磁与水轮发电机相比，灭磁对于汽轮发电机要相对容易一些。主要因为转子电感值较小， 阻尼绕组作用比较明显，

6、 因此交流灭磁在汽轮发电机励磁系统应用较多。 交流灭磁是将直流 开关难开断、难建压的问题转移到励磁源的交流侧。如图4-3。图 4-3 交流灭磁接线图图 4-4 交流灭磁励磁电压录波图交流灭磁是利用可控硅阳极电源负半周辅助实现的一种灭磁方式， 交流灭磁励磁电压波 形如图 4-4 所示。 灭磁开关既可以安装在交流侧也可以安装在直流侧， 但都必须配合封脉冲 的措施 （由于交流灭磁开关跳开过程中同步电源缺相而导致的自动封锁脉冲等效于封脉冲），否则都不能实现交流灭磁。当灭磁开关装在交流侧时， 可以利用在灭磁开关打开的过程中一相无电流而自动分断的 特点，并借助可控硅的自然续流将可控硅阳极的交流电压引入到灭

7、磁过程中去。 即使在发电 机转子电流换流到灭磁电阻支路前，有可控硅的触发脉冲使得某个桥臂的两个可控硅直通， 形成转子回路短接灭磁， 仍然可以保证交流侧灭磁开关的分断而实现自然续流灭磁。 当然这 样灭磁时间会比较长，按转子时间常数 Td0 进行衰减，而且灭磁过程中最多只能利用灭磁 开关两个断口的弧压。当灭磁开关安装在直流侧时， 必须配合封脉冲措施， 否则不能实现交流灭磁。 灭磁开关 安装在直流侧的好处是灭磁过程中可以充分利用灭磁开关串联断口的弧压。 事实上， 封脉冲 是一种简便易行的方法， 而其作用非常显著， 因此在采用交流灭磁的场合， 封脉冲措施是必须的。值得注意的是，交流灭磁需要考虑以下两种

8、情况：第一， 需要考虑机端三相短路。 当发电机机端三相短路时， 只能够靠灭磁开关的断口弧 压灭磁， 如果灭磁电阻换流需要的电压大于交流灭磁开关的断口电压， 则不能成功灭磁， 就 会损坏交流开关。 考虑到这种情况， 一般在转子两端设置电子跨接器或机械跨接器， 甚至两 者都设置。第二， 需要考虑到可控硅整流桥臂是否存在可控硅损坏， 是否有桥臂短路的情况， 以及 在交流侧短路的异常情况下可否可靠灭磁。当然， 采用封闭母线的发电机组发电机机端短路可以认为基本不存在，一般励磁变到整流桥之间短路几率也比较小。 若整流装置交流侧故障， 只要整流桥臂熔断器选择合理， 是能 够降低此类故障几率的， 所以这些异常

9、工况也不必考虑。 即使机端短路也能够利用短路点比 较低的电压进行电流转移，实现灭磁。由于汽轮发电机转子储能比较小， 电感比较小， 加之阻尼比较大， 参与灭磁过程作用比 较大， 采用短接转子灭磁，也是能够接受的。 所以在配备了跨接器的情况下，可以单独采用 交流灭磁。 然而通常建议在水轮发电机灭磁中不选择单独的交流灭磁。 而是选择机械开关并 联移能灭磁或下面介绍的冗余灭磁方案。15 冗余灭磁所谓冗余灭磁，是同时采用两种及两种以上的方法灭磁，如在交流、直流侧分别设置 开关， 在灭磁过程中同时分断， 共同建压，在跳灭磁开关的同时封锁脉冲， 利用封脉冲后可 控硅续流形成的交流电压辅助灭磁等等， 这类灭磁

10、方式的好处是， 当一种灭磁不能正常工作 时，另外的灭磁方式仍然能够可靠地实现灭磁， 当多种灭磁都正常时， 可以大大降低对开关 的要求。如三峡灭磁设计甚至可以在两重以上故障情况下可靠灭磁。实现交直流冗余灭磁可以采用多种方法2 ，不同的方法结果可能相差很大，或者需要高性能的交 /直流灭磁开关作为必要的保障。采用以下的灭磁时序可以最大限度地降低对交/直流灭磁开关的要求，实现多种工况下的可靠灭磁，即：正常情况下采用逆变灭磁；故障时首先采用约 1-2 个调节器控制周期的逆 变灭磁， 然后采用硬件封脉冲手段闭锁调节器输出脉冲， 如果有交流灭磁开关可以同时跳交 流灭磁开关 （一般情况交流灭磁并非必须设置交流

11、灭磁开关， 但对于大型发电机配备交流灭 磁开关是有益的） ，最后延时 6 到 7 毫秒（对于 50 赫兹而言）跳直流灭磁开关 3 。2 灭磁系统设计原则由于当今大多采用氧化锌非线性电阻灭磁，所以以下的讨论都是基于氧化锌非线性电 阻。采用碳化硅灭磁时与氧化锌非线性电阻灭磁设计的原则类似。而对于线性电阻的灭磁， 所要考虑的仅仅是灭磁电阻以及电阻功率的选取， 标准中有确切规定， 在此也不作详细论述。2 陈小明，章俊“三峡电厂左岸励磁装置灭磁时序分析” ，水电站机电技术 2004 年第四期 （专集） PP25-273 许其品，朱晓东 许其质等“关于发电机灭磁方案的探讨” ，大电机技术21 灭磁系统设计

12、考虑工况灭磁系统设计所需考虑的工况， 目前在国内有些争议。 一是建议按照额定负载下， 发电 机机端三相短路的工况考核灭磁系统电流、 能容以及需要建立的弧压。 二是认为在空载发电 机励磁失控误强励的工况来考核。通常认为最危险的工况是空载励磁失控误强励。 此时开关面临应对整流输出直流电压和 灭磁残压的叠加，并且电流也上升到失控强励的电流（此电流值不会比三相短路电流小） ， 而且可以证明此时发电机储存的能量比三相短路的能量要大。 因而采用此工况是合适的。 具 体参见附录 4 。灭磁系统的任务是以尽快的速度消灭磁场能量， 使发电机电压消失， 使事故程度降低到 最小。那么灭磁设计的原则就是： a）能够转

13、移电流实现灭磁、 b）安全转移能量、 c）快速消耗 能量， 其重要性依次递减。所以，选择灭磁方式、考核灭磁参数和配置首要的前提是考虑能 够在最恶劣工况下灭磁，否则快速都是空谈。2.2 灭磁设计需要考虑的几个问题 567ZnO（这里以及文中其他地方所提到的ZnO 均是指低场强高能量的非线性 ZnO 电阻）与 SiC 相比有较强的非线性特性， 在灭磁过程中磁场电压几乎不变， 灭磁速度快， 可以使发 电机的灭磁更接近于理想灭磁，因此在我国得到了广泛的应用。本文主要针对 ZnO 灭磁设 计中值得注意的问题展开讨论。在灭磁主回路确定的前提下， ZnO 灭磁的设计中主要考虑的问题包括：灭磁能容的估 算、灭

14、磁阀片最大允许通流能力、灭磁装置最大允许电流、灭磁电阻的残压、灭磁电阻正反 向荷电率、并联支路灭磁电阻的均流和均能等。2.2.1 灭磁容量的计算文献1讨论了大型水力发电机机组灭磁能量的估算，文献 4主要讨论了带阻尼绕组的火力发电机机组灭磁容量的估算，根据文献 1到4 可以正确地估算出灭磁设计中所需的ZnO 非线性灭磁电阻的容量。事实上根据 ZnO 阀片的试验结果， ZnO 阀片的最大能容远远大于其标称容量。 ZnO 非 线性电阻的能容量不是设计中最重要的因素，因为 ZnO 容量基本能够满足灭磁支路最大允 许电流时的能容， 而非线性灭磁电阻的损坏主要是由短时过电流以及长期老化引起。 以火电 13

15、5MW 自并激机组为例，根据能容的计算，一般都在 2MJ 以下，而发电机的额定励磁电流 一般在 1300A 以上。 IEC37.18 标准规定，发电机最大可能产生的励磁电流为额定励磁电流 的 3 倍，即 3900A 以上。一般非线性灭磁电阻的并联支路数在 32 路以上，甚至不少于 40 支路，当采用两个阀片串联时，则阀片数量不少于 80 片。而阀片的实际能容都在 30KJ 以 上，大多数阀片的最大能容在 50-60KJ 以上。也就是说，当 ZnO 并联支路数满足要求时， 一般阀片的总能容都远远在灭磁能容的计算值之上。这里有两点值得大家注意： 第一， 在我们在考虑最危险灭磁工况时， 灭磁阀片的能

16、容不 应该简单地考虑阀片的标称能容， 而应该考虑阀片的最大能容， 在此基础上考虑均能、 均流 因素以及一定的裕量。 也就是说， 在考虑发电机最危险灭磁工况时， 阀片的每片能容按 30KJ 计算是可行的。 第二， 理论上同样配比的材料烧制出的阀片的能容与阀片的体积成正比，所以同样截面的 ZnO 阀片，残压较高的阀片应该具有较大的能容。2.2.2 灭磁阀片的最大通流能力使用 ZnO 非线性电阻，必须了解 ZnO 阀片自身的最大通流能力，并做好各个支路的均 流措施，以保证在最恶劣的工况灭磁时，流过灭磁装置的任何一个 ZnO 支路的最大电流值 不超过它允许通过的最大电流值。我国目前生产 ZnO 的厂家

17、生产的阀片标称电流一般都在 100A ，而实际的最大通流能力 一般都不小于 200A ，但在采用 ZnO 非线性电阻时，考虑到实际应用中的均流和安全裕量， 一般按每支路 100A 考虑，并根据发电机的额定励磁电流确定所需要并联的 ZnO 非线性电 阻的支路数。例如，当一个机组的额定励磁电流为 3000A 时，考虑到最严重的情况下，发 电机的转子电流可能达到 3*3000=9000A ，据此选择并联的 ZnO 支路数应该不少于 9000/100=90。2.2.3 灭磁装置最大允许电流只有这样才能保证当发ZnO 非线性电阻支路灭磁装置的最大允许电流应该大于三倍的发电机额定励磁电流， 电机发生空载误

18、强励或者三相短路这样的最恶劣的工况时，流过每个 的电流都不大于其最大允许电流，即保证在任何工况下能够实现可靠灭磁。 确定了灭磁装置的最大电流以后， 我们便可以根据灭磁阀片的最大通流能力和并联 ZnO 支路的均流情况选择合理的支路数，从而保证每个 ZnO 支路都是安全的。所以 ZnO 各个并 联支路的均流是个很重要的指标， 因为如果 ZnO 并联支路均流不好， 即使 ZNO 阀片的通流 能力很强，当运行在较大的灭磁工况时，可能会因为 ZnO 支路的均流问题，而使得一些支 路流过的电流超过其允许的最大电流而损坏， 而另一些支路却只有很小的电流通过， 没有能 够充分发挥其应有的作用。2.2.4 灭磁

19、电阻的残压在设计 ZnO 非线性灭磁时，要考虑到 ZnO 非线性电阻通过较大电流时的残压。仅仅知 道 10 毫安的残压是不充分的，事实上也没有太大的意义。作为灭磁装置的设计人员最应该 关心的是 ZnO 通过较大电流时各个支路的残压是否非常接近， 为了使并联的 ZnO 支路能够 在比较恶劣的工况下有好的均流效果， ZnO 的残压在最大允许工作电流附近应该尽可能相 等。因为如果 ZnO 支路仅仅在 10 毫安时残压非常接近， 那么在灭磁电流很小时， 并联 ZnO支路可能有较好的均流效果，而当灭磁电流较大时，则会因为 ZnO 各支路在大电流时的残 压有较大差别而导致并联 ZnO 支路均流恶化。事实上

20、我们知道， 在小电流时即使并联 ZnO 支路均流很差也是无关紧要的， 因为各 ZnO 支路通过的电流都远远小于其允许通过的最大电流，不会对 ZnO 造成损坏，也不会导致严 重的老化不均匀；更重要的是，正常情况下的灭磁均采用逆变灭磁，因此采用 ZnO 灭磁时， 小灭磁电流的工况少有发生。而真正采用 ZnO 灭磁往往是在故障情况下，一般此时的灭磁 电流都比较大。 所以， 正如灭磁电阻能容不应该简单地考虑标称能容一样，灭磁设计更多的应该考虑大电流的工况。2.2.5 灭磁电阻的荷电率非线性电阻的荷电率包括正向荷电率和反向荷电率， 但对灭磁电阻来说一般正向荷电率 都比较高，为可控硅阳极电压的最大值，所以

21、在 ZnO 非线性灭磁电阻的支路里都有反向二 极管以阻止 ZnO 非线性电阻的正向泄露。当然当二极管的泄露电流比较大，而 ZnO 的并联 支路又比较少时，如果平均每个 ZnO 支路的泄露电流大于 50 微安，还应在 ZnO 支路旁并 联线性电阻以减小 ZnO 支路的泄露电流，防止 ZnO 的老化。由上述可得，非线性电阻荷电 率一般考虑的多为反向荷电率。而对于过电压保护支路的 ZnO 非线性电阻，由于它的残压 设计都比灭磁的非线性电阻要高，所以其反向荷电率不需要考虑，而只需考虑正向荷电率。所以， 在灭磁设计中， 对于灭磁支路， 还应注意校验可控硅整流输出的反向电压的最大 值是否大于 ZnO 非线

22、性灭磁电阻允许长期施加的电压值， 即要保证灭磁用 ZnO 非线性电阻 的反向荷电率不大于 0.6。换句话说，当调节装置的控制角小于空载控制角时，可控硅整流 装置输出电压的最小瞬时值 （即负的最大值） 不应该大于灭磁用 ZnO 阀片 10 毫安时残压的 60%。对于过压保护支路，则需要校验可控硅阳极电压的最大值是否大于ZnO 过压保护电阻允许长期施加的电压值， 即要保证过压用 ZnO 非线性电阻的正向荷电率不大于 0.6，或可 控硅阳极电压的最大值不大于 ZnO 阀片 10 毫安残压的 60%，如果不能满足条件， 则需要在 ZnO 过压保护支路的正方向增加跨接器。2.2.6 并联的 ZnO非线性

23、电阻支路的均流和均能ZnO 阀首先应当说明的是，均流是指无论何种灭磁工况下，同一台机组采用的 ZnO 并联支路 间的电流近似相等；均能则是指无论何种灭磁工况下，同一台机组所有参与灭磁的片单位体积吸收的能量近似相等。为了保证并联 ZnO 支路的均流和均能，选择伏安特性完全相同的 ZnO 支路并联是最理 想的办法，但实际应用中很难做到这一点，所以在选择伏安特性尽可能相近的 ZnO 阀片以 后，为了达到均流和均能的目的，通常还需要采用一定的均流措施。目前普遍采用的均流措施主要有：a. 在每个 ZnO 支路串联一个小阻值的线性电阻b. 在每个 ZnO 支路串联一个快熔c. 在每个 ZnO 支路串联一个

24、 PTC 支路其中方法 a、b 的实现原理基本相同，都是利用电阻或者快熔上的压降实现均流，同时 靠电阻或者快熔实现支路的过流保护；方法 c 则是利用 PTC 的正温度特性实现均流，当某 个支路 ZnO 的残压较低时，流过该支路的电流就比其他支路要大，这样与之串联的 PTC 将 产生更多的热量， 引起其阻值上升， 从而起到使该支路电流减小的目的。 这是一种负反馈式 的动态均流方法， 理论上讲它最有效， 而且安装比较容易。 目前这种方法之所以没有得到广 泛应用，是因为该项技术还不够成熟， PTC 电阻选择比较困难，成本也较高。2.2.7 ZnO 阀片的选择实际上， 目前 ZnO 的配料和烧制工艺已

25、经比较成熟。 在 ZnO 的配料和制造工艺确定后， ZnO 阀片的最大允许工作场强和最大通流能力也随之确定，所以 ZnO 阀片的残压只与其厚 度有关，换句话说 ZnO 的能容只与 ZnO 的厚度和横向有效截面积有关。所以在可能的情况 下应该减少 ZnO 阀片的串联数量，而且尽量选择厚度较厚，有效截面积较大的阀片（当然 还要考虑大电流时的集肤效应） 。此外由于 ZnO 的配料和烧制工艺直接影响到 ZnO 阀片的性能， 同一批阀片如果厚度不 一样，则其烧制效果就可能有差别； 同样不是同一批的阀片则可能因为配料和烧制的差异而 使得材料系数不尽相同。 所以我们应该尽量选用同一批残压相近（厚度接近）的阀

26、片， 因为 只有这样的阀片，其特性最为相近，才最容易实现均流。特别地， 对于具有相同非线性特性的阀片， 只要保证各并联支路间有非常接近的非线性 特性，它们就很容易在全范围内均流， 而且在并联支路实现均流的同时也就实现了阀片间按 单位体积的均能； 对于不同非线性特性的阀片， 尽管它们有可能保证不同并联支路串联叠加 后的非线性特性在全范围内非常接近， 即可以实现不同支路阀片间在全范围内的的单位体积 均能，但它不能保证串联阀片间的单位体积均能。在实际应用中可以发现， ZnO 的击穿大多为 ZnO 阀片的边缘表面放电所致，而很少发 生边缘击穿，所以虽然低密度高场强的 ZnO 材料研究已经取得了大的突破

27、，但就目前应用 来看，低密度高场强的 ZnO 的材料系数还有待于进一步降低。23灭磁系统参数复核为了保证灭磁设计的可靠性，在灭磁设计完成以后还必须按下述原则复核灭磁系统参数：a. 按照能够转移电流为前提的原则， 要求磁场断路器在最恶劣工况下分断磁场电流时 能够建立足够高的弧压，以确保换流成功；b. 灭磁残压要求按最大可能灭磁电流复核，避免额定参数与恶劣参数相矛盾；c. 灭磁能容需要考虑到灭磁电阻损坏的情况，保证一定的冗余度。3 灭磁系统用部件介绍31 磁场断路器关键参数灭磁系统的主要部件是直流磁场断路器或交流断路器。 目前国内对于交流真空开关的研 究比较多。其主要问题是交流开关在交流灭磁系统中

28、能否承受一个或两个周波的连续燃弧过 程真空开关触头之间的间隙比较小， 容易形成燃弧， 问题在于电流过零时能否熄弧， 熄弧后 是否会重燃，另外反向恢复电压能否将之击穿。交流灭磁中， 只要能够顺利转移电流， 开关 一般不存在反向恢复电压； 因此关键问题是开关能否连续进行两周波的燃弧， 即开关的遮断 能容多大。对于容量较小的机组，诸如励磁电源交流侧电压不超过 1000V 的励磁系统，完 全可以采用额定工作电压为 1000V 的 ABB 低压交流开关，它有一定遮断容量，比较适合在 中型机组交流灭磁中采用。直流磁场断路器考核的参数比较多。 主要涉及开关的额定工作电流、 电压、 主触头在额 定电流下的分断

29、电压 （区别于通常说的建压能力） 、最大电流下的额定分断电压 （建压能力） 、 短时允许电流（开关过载能力） 、灭磁触头的短时通流能力等。直流灭磁开关接线主要有两 种方式， 即两对开关触头放在转子正负极各一对或串联在一极，目前由于考虑到灭磁开关的 飞弧安全距离， 一般将其触头设置在励磁回路的一极。 通常在选择开关时也需考核开关的飞 弧安全距离，避免弧的短接造成灭磁事故。磁场断路器的燃弧过程是非线性的， 研究较为困难。 一般情况， 假定转子电流没有任何 衰减，从灭磁开关燃弧到完成电流转移的过程中， 认为灭磁开关建立的电压与弧电流的乘积 是一常数。 但是在电弧形成、 尤其是在阴极表面气化的金属等离

30、子体形成、 以及气筒吹弧或 磁场引弧的过程， 都不满足乘积定常数定律， 同样在熄弧的过程也不满足定常数定律。 因为 这两过程在时间上都是微秒级， 研究非常复杂， 一般认为是一个突变的瞬间， 只是满足弧电 流保持原电流初值，熄弧电流突然到零，如图 4-5 所示。QF+UbUbUhRIbUdLUd0tn t图 4-5 灭磁开关建压过程波形32 灭磁电阻灭磁电阻的选择需要根据灭磁能容、灭磁残压、灭磁电流等因素综合考核。线性电阻灭磁问题较少， 主要考虑灭磁残压的核查， 避免转子回路的过电压。 为了快速灭磁，选择的电阻可以为转子电阻的3-5 倍。但事实上并不需要选择如此高的倍数，一般3倍比较合理。非线性

31、电阻灭磁主要有 SiC 和 ZnO 。目前国内主要采用 ZnO 灭磁，因为价格较低、采 购容易、灭磁残压容易控制、灭磁速度比较快。而 SiC 采购不方便，主要从国外进口，同时 价格也高； 而且在灭磁残压的控制上， 选择 SiC 需要额外的小心， 避免开关配合不合理导致 灭磁事故。但由于它不存在均流的问题，加之压接要比 ZnO 容易，安装方便，体积较小， 所以在国内也有小范围的应用。非线性电阻需要考虑长期工作电压下漏电流与寿命的问题， ZnO 需要进行荷电率的复 核。一般额定（最大）工作电压为阀片 10mA 下电压的 60%的工况， ZnO 的寿命在 20 年左 右，而在 70%以上的却只有平均

32、几年的寿命。然而对于SiC，考虑到使用寿命，由于其漏电 流比较大，则需要配备灭磁常闭触头或电子跨接器，使发电机在正常运行过程中， SiC 支路 处于开路状态。非线性电阻还需进行阀片能量的核查。一般阀片的最大能容是工作一次的冲击焦耳数。 阀片进行了一次冲击后一般需要进行一段时间散热， 才能够进行第二次冲击。 所以在实际操 作过程中需要合理安排励磁实验的进度， 并且配备灭磁的可能性的预报， 以避免灭磁电阻烧 毁的事故。汽轮发电机不必要选择过快的灭磁方案，过快的灭磁方案实际上对发电机转子不利。 因为在灭磁过程中， 阻尼绕组 （由涡流效应等价的绕组） 承受过大的电流可能导致转子的过 热，甚至导致转子毁坏。33 电