电气讲义
发电机灭磁开关
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目 录
1.何为发电机励磁和自动灭磁开关(灭磁讲座之一)P2-5 2.何为自动灭磁开关的弧压(灭磁讲座之二)P5-8 3.如何测量灭磁开关弧压(灭磁讲座之三)P8-13
4.如何进行和分析灭磁开关弧压试验(灭磁讲座之四)P13-18 5.确定灭磁开关弧压的三大心得(灭磁讲座之五)P19-22 6.灭磁开关技术标准的学习心得(灭磁讲座之六)P23-27 7.HPB和CEX06灭磁开关参数比较(灭磁讲座之七)P28-31 8.自动灭磁开关插图学习(灭磁讲座之八.终结篇)P32-41
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何为发电机励磁和自动灭磁开关(灭磁讲座之一)
何为发电机励磁和自动灭磁开关?
由发电机、变压器和输电设备构成的电力系统,只向广大用户提供一种产品,那就是电。衡量这种产品的质量指标主要有两个,一个是频率,一个是电压。保证频率的稳定需要发电机调速器,保证电压的稳定需要发电机励磁装置。
从结构上讲,发电机分为静止的定子和旋转的转子,励磁装置向转子提供可以调节的直流电流产生旋转磁场,旋转磁场切割定子线圈产生交流的感应电势,感应电势经过输电线路向用户提供电力。用户的电压过低就增加励磁,电压过高就减少励磁,最终保持电力系统电压的稳定,这是直流励磁的同步发电机励磁装置的最基本原理。
目前还有少量的交流励磁的同步发电机,例如双馈风力发电机,此时的励磁装置输出可以调整幅值和频率的交流励磁电源,励磁的作用不仅只是稳定电压,还可以小范围的稳定频率。
无论何种励磁,只有在发电机正常运行时需要励磁,当发电机停机备用、检修和故障时,我们都需要快速安全的减小励磁,使发电机的磁通降低到接近于零的过程称为灭磁过程。 最简单的灭磁方式是断开转子绕组。但是由于回路电感很大,在转子绕组两端产生相当大的过电压,会使绝缘击穿。因此,灭磁时必须使转子绕组接至放电电阻或反电势上。执行这种操作的电器称为自动灭磁开关。
同步发电机安全可靠的灭磁,是一个不仅关系到励磁系统本身安全,而且直接关系到整个电力系统安全运行的大问题。
灭磁是发电机内部短路时限制故障扩大的唯一办法。
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发电机灭磁技术的演变,首先跟随了励磁技术的演变,其次就是自动灭磁开关的演变。灭磁技术的演变按照灭弧栅灭磁,线性电阻灭磁,非线性电阻灭磁发展,逆变灭磁和交流灭磁,伴随着现代励磁的基础即三相全控桥整流电路的出现而发展。
在灭磁系统中,自动灭磁开关占据很重要的地位,其分类复杂。按照灭磁开关是否参与吸收灭磁能量,分为耗能型(灭弧栅灭磁)和移能型(电阻灭磁);按照灭磁开关的断口数量,分为多断口(正极断口、负极断口、常闭断口、主断口、弧断口)和单断口;按照灭弧栅片是金属还是非金属,分为短弧原理灭弧栅和长弧原理灭弧栅;按照灭磁开关安装位置,分为直流灭磁开关和交流灭磁开关。
本灭磁技术讲座,主要分析四种自动直流灭磁开关,这里按照上面的分类进行简要说明,以后再进行专门分析。
(DM2单断口灭磁开关,一个灭弧罩,主触头和弧触头分离(二者并联),采用铜片灭弧栅片,属于短弧原理灭弧栅,耗能型开关,可以吸收4MJ左右的能量)
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(DM4双断口灭磁开关,两个灭弧罩,只有一种触头,即主触头和弧触头共用,采用绝缘材料灭弧栅片,属于长弧原理灭弧栅,移能型开关,但也可以吸收0.2MJ左右的能量)
(CEX98/06双断口+放电断口灭磁开关,主触头和弧触头分离,弧触头和放电触头配灭弧罩,一个弧触头一个灭弧罩,弧触头的数量可以在1-4个数量中选配,采用铁片灭弧栅片,属于短弧原理灭弧栅,移能型灭磁开关,每一个灭弧罩大约可以吸收0.05MJ左右的能量)
(HPB单断口灭磁开关,只有一种触头,采用铁片灭弧栅片,属于短弧原理灭弧栅,移能型灭磁开关,可以吸收0.9MJ左右的能量)
一般来说,带常闭断口的开关是专门用于灭磁的开关;双断口灭磁开关,在停机后可以隔离发电机转子与励磁装置回路,有利于检修试验。
由于励磁装置灭磁设备主要考虑的是安全、快速的吸收转子能量,因而灭磁方式的分类主要是按吸收能量方式来划分的:
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