励磁装置是同步发电机组极其重要的部分，对机组的安全稳定运行有着非常重要的作用。舒城县龙山电站于1987年投产发电，装机3×800kW，励磁装置为KLZ－6型静止可控硅励磁装置。通过几年来的运行，发现该装置在保证设备安全运行上存在一定的缺陷，我们依靠自己的技术力量和多年运行实践，并征求生产厂家意见后，决定对原设备加以改进。
1　存在缺陷
　　我们对原装置进行了技术分析，其设备系统方框图如图1所示，主回路采用电机端出口经刀闸由励磁变经三相半控整流桥到发电机转子的自并励系统。随着机端电压的变化，励磁调节器自动改变半控桥的输出，从而保持机端电压的恒定。主要有以下2点缺陷：
　　1）不能有效防止发电机转子和硅元件受过电压冲击。当从发电机侧侵入高电压时，励磁变电压升高，可控整流桥输出电压升高，转子励磁电压升高，而防止过电压在原装置中仅在控制部分中设计有过压保护单元，其工作原理是通过互感器感受到高电压后，过压保护部分把放大器输给触发器的信号短路，从而使可控硅关闭，励磁电压减小，降低发电机的电压。当侵入电压很高时，靠控制部分先关断可控硅触发脉冲，再使输出电压下降，显然转子绕组和硅元件已经受到高电压的冲击。在此情况下必须要求设备能快速地强行减磁，防止机端电压过高危及机组或其它设备的绝缘。另外，有时电压过高使硅元件击穿，这时过压保护单元已失去作用，转子将直接承受高电压。
　　2）不能在发电机事故跳闸时，迅速熄灭转子磁场。当机组内部短路或出线短路时，励磁绕阻电感中积蓄的能量只能通过续流二极管靠转子绕组自身来消耗，励磁电压下降很慢，造成事故进一步扩大。
2　改进方法
　　综合以上分析，我们认为在原设备的基础上增加灭磁装置就能解决上述问题，起到保护电机的作用，具体做法如下：

　　1）选择合适的灭磁开关QFM和灭磁电阻（释能电阻）RFD。选择灭磁开关主要的技术要求是允许断开最大励磁电流，直流操作电压，具有足够对数的辅助接点，分合闸具有手自动功能。我电站机组的额定励磁电流是183A，强励时按1．6倍算只有292A，保守一点估算，我们选用了某电器厂生产的DWIOM—600型灭磁开关。灭磁电阻的选择主要是要考虑到当发电机内部出现短路时，励磁绕阻电感中积蓄的能量1/2 I²_fL（I_f为发电机电流，L为转子绕阻电感）通过灭磁开关的常闭触点消耗在灭磁电阻及励磁绕阻本身的电阻上。对于灭磁过程来讲要求时间越短越好，而要求产生的过电压又不超过励磁绕阻额定电压的4倍～5倍。否则，绝缘就有可能被击穿的危险。我们从灭磁回路的时间常

 阻），当R_FD值大时，τ变小，灭磁快，但产生的过电压高；R_FD值小，τ变大，即灭磁时间长，但产生的过电压低。两者兼顾，我们取R_FD＝4 R_f，选用了某起重电器厂生产的ZXI－2－15型，阻值为3Ω。

　　2）合理地安装到原设备中，其接线如图2。从图2中可以看出，当因某种原因引起QFM动作时，可控整流桥与励磁装置完全隔离，励磁绕阻电感中积蓄的能量通过灭磁开关的常闭触点和灭磁电阻RFD构成回路，消耗在RFD和WE自身电阻上，得以很快熄灭励磁绕阻磁场，不致造成事故进一步扩大。

    3）设计稳定可靠的灭磁开关控制回路

   （如图3）。该控制回路是根据电站自身二次回路状况设计的，只在励磁主回路中增加1个电压继电器，用于监视励磁电压。当从LB侧侵入高电压或可控桥输出高于某一允许值的电压时，61YJ动作，灭磁开关分闸，当机组内部短路或其它原因造成发电机事故跳闸时，将联跳灭磁开关，迅速熄灭励磁绕阻磁场，起到了防止事故扩大的决定性作用。另外只在机旁设计有手动分合灭磁开关按钮，为的是接线简便，不需敷设电缆，还增设了机组失磁保护，即当灭磁开关跳闸时也能联跳发电机主开关及调速器，这主要是考虑到水轮发电机是凸极机，是不允许无励磁运行的。

3　改造效果

　　1）改造后的励磁装置，通过对设备进行的开环、闭环和整机模拟试验，各部参数均在允许的范围内。灭磁开关反应灵敏，动作可靠，得到了预期目的。

　　2）对励磁装置在原设备基础上的改进，既保证了机组安全可靠地运行，又节约了设备更替费用，提高了经济效益，同时也有利于专业技术人员大胆创新。