灭磁开关
- 灭磁开关是指用于快速降低励磁回路中的电流的开关。 灭磁开关是一种适用于分断电机励磁回路电流的电器。因为励磁回路感抗很大，切断电流是很困难的，所以要安装专用的灭磁开关。
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常规磁场断路器一般都串联在励磁直流回路中，目前国内大部分新建机组及老机组改造都选择灭磁开关配合ZnO 非线性电阻的灭磁方案。其基本原理如图。图中LP 为励磁整流装置，MK 为灭磁开关，RF 为氧化锌非线性电阻，UZ表示可控硅直流侧电压，UK 表示灭磁开关弧压，UL 表示灭磁非线性电阻的残压。FR 跨接于励磁绕组两端，发电机正常运行时，转子电压UL 较低，FR 呈高阻，漏电流仅微安量级。灭磁时MK 开断，弧压UK 上升，导致UL 反向并升高，高至一定值时FR 转为导通，励磁电流转入FR 衰耗，MK 熄弧开断。
这种以MK 跳闸建立弧压，并击穿氧化锌非线性电阻FR，以实现励磁电流由MK 转移到FR，来吸收转子磁能的灭磁方法，必须保证电压关系UK-UZ≥UL 的成立。这是直流侧灭磁正常换流的必要条件。根据公式UK-UZ≥UL，当直流开关用于非线性电阻灭磁系统时，对开关主触头断开时产生的弧压有严格的要求。为了建立更高的断口电压，以满足在灭磁时使非线性电阻导通并将励磁电流换流到灭磁回路中的要求，而使得开关的结构复杂化，在某些情况下，甚至要求开关具有两个或更多的串联主触头，这种专用的开关价格较高，市场较小，所以对生产及开发均带来了不利的影响。
交流灭磁的一次原理电路图与图1相同，区别之处在于需要通过一中间继电器的分闸动作去切除励磁电源的可控硅触发脉冲(简称拉脉冲)，然后跳灭磁开关。由于发电机转子是具有储能的大电感，其释能的时间常数为几秒量级，拉脉冲后，它相当于一直流恒流源，也就是使励磁电源的可控硅始终有两只导通、四只关断;由于可控硅触发脉冲被切除，四只关断的可控硅管不会再导通，但因转子的直流恒流源作用，两只导通的可控硅始终导通，且不可控;又因该直流恒流源的输出为单方向直流，两只导通的可控硅在此仅相当于导体。这就使得在与励磁电源输入端相连接的三相支路中有两相电流流过，一相无电流，此时，励磁电源相当于一交流恒压源，拉脉冲以后的电路图可以等效为如图2 所示。这样电流回路由上述单相交流恒压源与转子形成的直流恒流源串联而形成闭合回路。当交流灭磁开关开断时，就使得交流开关的断口处产生弧压。利用上述交流开关断开时的弧压和励磁变压器所输出的单相交流电压的叠加，当满足条件UK-Uz≥UL 时，励磁电流全部切换到FR 中，随即使开关断口点熄弧-开关开断成功，这样就将发电机转子储存的磁能经FR 释放，完成快速灭磁。
把交流侧灭磁与直流侧灭磁进行比较，可以看出交流侧灭磁对弧压UK 的要求大大降低。断路器的弧压总有一定限制，为了提高弧压要采取一系列措施，如加强吹弧，增加灭弧栅片数，加大灭弧罩尺寸，以及多断口串联等，这些都会加大断路器的体积，重量及造价。降低弧压要求，也意味着降低断路器的体积、重量和造价，这是交流灭磁的主要优点。
尽管国内外对采用非线性电阻灭磁已达成了共识，但在非线性电阻的选择上却有所不同。国外普遍选择了碳化硅(SiC)压敏电阻作为灭磁装置的非线性电阻，而国内却大多选择了氧化锌(ZnO)压敏电阻。
从电气特性来看，ZnO 的电流衰减将几乎恒定在较快的水平。而SiC 的电流衰减的速度将随电流的减小而明显变慢。从而在整个灭磁时间上ZnO 的要比SiC 的短。如果采用相同的灭磁电阻和灭磁电压，则对灭磁时间来说，SiC 是ZnO 的两倍。
ZnO 压敏电阻的非线性指数非常小，漏电流也比较小(正常运行只有微安级)。因此它可以直接跨接在转子回路的两端，从而使接线简单，装置的动作迅速而可靠。而SiC 压敏电阻的非线性指数比较大，漏电流也比较大(正常运行时为毫安级)。因此它不能直接跨接于转子回路两端，而需要采用跨接器等投入环节，这将使装置的接线变复杂，降低了装置动作的迅速性与可靠性，同时也加大了装置维护的工作量。
在非线性电阻用于灭磁的初期，ZnO 的非线性特性较硬，灭磁时间较短，限压能力较强，但它的能容量太低，容易老化而使特性系数发生变化，且对断路器的要求很高。可能是考虑到装置的通用性，使得国外研究人员最终选择了性能很稳定的SiC 作为灭磁非线性电阻。但目前我国生产的ZnO 电阻片在各方面性能已有了很大的突破，电阻片的能容大大提高。对于老化和寿命问题，只要严格控制选片、组片、装置的容量裕度选择恰当，它可以经受500 次的额定冲击，其寿命可以大大提高。因此，就这一点来说，它完全可以很好地满足运行的要求。
另外，ZnO 击穿故障类型一般为短路形式，而SiC 的则为开路形式。由于运行中非线性电阻的短路故障对励磁系统的危害较为严重，所以这一点也可能是国外研究人员不选择ZnO 的另一原因。国内对这一问题的解决方法是，在ZnO 支路串联快速熔断器。当ZnO 电阻发生击穿故障时，熔断器立即响应，快速熔断，使故障支路退出工作，从而保证了整个装置的正常运行。为了可靠性，熔断丝的最小熔断值一般选择为支路ZnO 电阻的极限能容，使得只有一片发生故障，熔断器就动作，以免故障扩大。考虑到有故障支路退出工作，因此在设计装置能容量时要留有足够的裕度。
灭磁开关的一般通用要求为：
1、通流性能好：接触电阻小、运行温升低，短时过流量大。
2、绝缘强度高：能耐受正常运行中的工作电压及暂态过程中短时电压的冲击而不损坏。
3、机械动作灵：合闸分闸动作灵敏可靠，不能误动和拒动。
4、综合性能优：结构牢固稳定、安装维护简便、工艺精良、外形美观、体积小、重量轻、价格低。
灭磁开关有耗能型和移能型两种，前者在灭磁时将磁场储存的部分能量消耗在燃弧过程中，并通过短弧将电压限制在合适的范围内，属于非线性灭磁。后者则通过先期闭合的常闭接点将磁场电流转移至线性灭磁电阻，或通过建立足以使非线性灭磁电阻呈现低阻特性的电压，将磁场能量转移至灭磁电阻。它本身也具有一定的灭磁能力。
在移能型灭磁开关中国内最好的当属DMX系列灭磁开关，由于采用电动合闸，永磁保持，反磁跳闸，后备跳闸，永磁吹弧等先进技术，其断开大电流、小电流的能力均超出一般灭磁开关，拒动和误跳率低，耐压高，适应性广。
灭磁开关的选择与励磁系统的型式有关。当采用机端自并励磁系统时，建议使用移能型灭磁开关，这主要是考虑到灭磁开关应该能分断空载误强励时的励磁电流，该电流可能达到额定励磁电流的3倍，选用耗能型灭磁开关是不合适的。
发电机停机断开发电机出口开关时,由于原先还带有一些负荷, 此时转子还供有比空载励是流还大的工作电流,当开关断开时所有的励磁电流及由于外界负荷的断开引起的汽轮机转速的升高,这两部分全部都用来建立电压, ...
一、可控硅跨接器灭磁系统 在传统的直流开关灭磁系统中，所应用的直流开关均具有土、弧触头，以满足正常磁场回路的切合以及灭磁操作的需要。当这种特殊设计和制造的直流开关用于非线性电阻灭磁系统时，由于对开关主...
发电机灭磁开关跳闸就会造成发电机“失磁”，发电机无功由送出变为受入。发电机端电压会有所降低。如果此时发电机有功负荷很重，则有可能引起“失步”，最坏的情况是引起电网局部“震荡”。 发电机满负荷运行时突然...
灭磁开关:简称FEB,(FIELD CB)，作用:
(1)是迅速切断发电机励磁绕组与励磁电源的通路
(2)迅速熄灭发电机内部的磁场。
一、发电机事故情况下利用跳灭磁开关迅速灭磁；
二、在检修的时候断开灭磁开关，形成明显的断开点。
实现这两个功能的关键是迅速消耗发电机磁场的能量（转化为热能）。国内外广泛使用的是移能型灭磁开关，它在灭磁时将励磁电流及磁场能量迅速转移到灭磁电阻中衰耗，本身基本不吸能量。一般停机后是不用断开灭磁开关的，因为正常停机是靠自动励磁调节器改变可控硅的触发角进行逆变灭磁。
(1)安装前先用500 V兆欧表测量灭磁开关的绝缘电阻，在周围介质温度为（20±5）℃和相对湿度为50%～70%时应不小于10 MΩ，否则需作干燥处理。
(2)灭磁开关在闭合和断开过程中，其可动部分与灭弧室的零件应无卡阻现象。
(3)安装灭磁开关时，使其支架居于垂直位置，并用4个M8～M12螺栓固定。
(4)安装时灭磁开关的结构必须平整，不然当旋紧螺栓时可能会损坏灭磁开关的底板。
(5)检查分励脱扣器是否能在规定的动作范围内使灭磁开关断开。分励脱扣器的动作电压范围为额定电压的75%～105%。
(6)检查电磁操作的灭磁开关是否能在规定范围内使灭磁开关可靠闭合。电磁铁应能在额定电压的85%～105%范围内正常工作。
(7)在安装时灭弧室（灭弧罩上部）至相邻电器的导电部分和接地部分的距离应不小于250 mm(200～630 A)、350 mm（1 000～2500 A）或400 mm（4000 A）。
(8)灭弧开关应接地，接地螺栓处有“士”标记，螺栓规格为M8。
表征灭磁开关性能参数有：
(1)额定工作电压。灭磁开关额定工作电压大于发电机强行励磁电压，保证发电机强励时灭磁的安全性。
(2)最大分断电流。灭磁开关最大分断电流大于发电机强励电流，保证能分断极限励磁电流。
(3)灭磁能容。灭磁开关在发电机灭磁时，不论采用哪种灭磁方式，灭磁开关必须具备一定的灭磁容量，直流电流不可能自行消失，灭磁容量越大越好。
(4)灭磁弧压。这是区别灭磁开关与普通直流开关的重大特征，灭磁开关灭磁时，必需产生足够的灭磁弧压，才能保证发电机磁场能量快速转移至灭磁电阻中消耗，避免灭磁开关灭磁能容超过允许而损坏。
(1)使用前应将磁铁工作极面上的防锈油擦净。
(2)各个转动及摩擦部分必须定期地涂润滑脂。
(3)灭磁开关在分断强励电流后，应进行触头的检查，并将灭磁开关各部分上的烟痕擦净。在检查触头时必须注意：
①如果在触头接触面上有小的金属颗粒形成时，则须用锉刀将其清除，并保持触头原有形状。
②如果触头的厚度小于1 mm时（银钨合金的厚度），则必须更换和调整。调整后的触头参数应符合厂家规定的要求。
(4)灭磁开关除了在分断强励电流后应进行触头检查外，还应定期按规定对触头进行检查。
(5)如灭弧室损坏（尽管只有一个灭弧室），则不允许通电使用，必须更换新的。
(6)分励脱扣器线圈为短时工作制，使用时必须串联一常开辅助触头；电磁铁操作线圈为短时工作制，通电时间不得大于1 s。操作频率间隔最小为5 s，不得过于频繁操作，以免烧毁线圈。
裸铜排在灭磁开关柜中的应用
裸铜排在灭磁开关柜中的应用
本文主要介绍了裸铜排在三峡灭磁开关柜中的应用,文中对铜排材料的选用、铜排的设计方法、铜排加工和装配应该注意的问题及铜排的表面处理方法等做了详细的介绍。我公司的裸排表面处理技术不仅能保证其电气性能的完好,而且能长期保持着纯铜漂亮的本色,并且实现了在有纵缝的情况下铜排搭接面的单面镀银技术。通过该项目,我公司也积累了大规格的裸排设计和生产方面的丰富经验,开创了国内该领域的先河。
研究一种即有高效率、高性能，又有高可靠的新型自动灭磁方式。技术关键是首个超高电气强度下的磁场电流转移新技术，彻底摆脱了开关的束缚，通过巧妙的电路结构和参数配合，即可实现对任何容量、任何参数发电机组的可靠灭磁，重点解决的技术问题就是，利用无源电力电子器件，实现零电流、零电压的零开断灭磁。
预计达到的技术经济指标为，彻底杜绝发变组事故灭磁或励磁系统故障误强励灭磁，因磁场开关容量不足而烧毁的事故，或因灭磁时间长、灭磁不成功而导致发变组事故扩大的情况发生，减少一次这类事故就相当于数倍该项目投资的损失。同时该装置性能很高但造价平平，具有很高的性价比和很低的维护成本，相比动则数十万的进口庞然大物来，可谓物美价廉、简单可靠。
该技术成果，就是根据具体的对象而设计的一套技术方案和计算方法，可以根据用户需求提供全面的技术服务，所依托的就是葛洲坝电厂的机组模型，对大型水电厂具有典型的代表性，当然对三峡电厂等超大型机组也具有应用价值和实际需要，以应对和解决三峡机组灭磁存在的潜在危险，用该计算分析方法对三峡灭磁所作的分析，证明了这方面问题的存在。
特别是针对十一五期间国家水电发展的规划，一大批超大型水电机组的投产，若能运用此项自主创新的自动灭磁新技术，解决好机组灭磁安全的问题，其技术经济指标和效益是巨大的，简单列表对比如下：
技经性能灭磁方式 磁场开关的安全电应力(KJ) 极限灭磁要求的电应力(KJ) 结构复杂性 灭磁不安全性 性能系数 经济合理性(万/套) 性价比
GZB国产开关/ZnO 150 400 3 5 6 30 0.2
GZB进口开关/ZnO 120 240 4 5 5 50 0.1
上项改进配置ZnO∥Rx 120 120 4 3 15 50 0.3
SX全进口配置/SiC 240 600 5 4 25 250 0.1
SX零开断自动灭磁/ZnO 0 48 3 1 30 50 0.6
SX无开断自动灭磁 48 1 1 32 40 0.8
GZB零开断自动灭磁/ZnO 0 15 3 1 15 25 0.6
GZB无开断自动灭磁 15 1 1 12 15 0.8
一种高压断路灭弧开关，由静触头、动触头和电子灭弧装置。组成静触头与灭弧装置电接，动触头具有与灭弧装置的辅助触头电接和断开两种状态。该开关在运行时，灭弧装置处于断路状态无损耗，断路操作时，动触头通过辅助触头将电弧引导向灭弧室进行灭弧。该开关以空气为绝缘介质，体积小，结构简单，成本小，便于维修，适用中高压线路的断路开关使用。
油式灭弧开关
油式灭弧开关，特别适用于交流电机。在底板上装有静触点，压板上装有动触点，立柱的下端装在底板上，压板装在立柱上，立柱上套有弹簧将压板与底板隔开，压杆的下端装在压板上，底板、压板、立柱及压杆的下半部分浸在油箱中的油内，压杆的上端穿过油箱盖与手柄相连。本实用新型不产生电弧、不会伤害人身、不会烧坏触点、使用安全方便，结构简单、成本低、生产制造容易。
压气灭弧式负荷开关
一种压气灭弧式负荷开关，其特征是上、下绝缘套管分别设在壳体的上下面通孔上，在其内各设有一个上、下静主触头，固定活塞设在下静主触头上，动触头套在固定活塞上并与下静主触头接触，接地刀和负荷开关的操作轴对称设于动触头两侧，动触头通过负荷开关操作轴摇杆和曲柄带动上下滑动实现开关的开合，并利用其下行时压缩套内的六氟化硫气体往上快速喷出来实现灭弧。该负荷开关具有操作简单灭弧良好，运行可靠和体积紧凑的优点。
自99年、2000年连续发生DM4双断口开关，在误强励灭磁烧毁事故后，我们围绕灭磁方式、灭磁容量、灭磁能力、灭磁特性等问题开展了多方面、多层次的研究工作，这些研究也逐步揭示了灭磁失败、烧开关的根本原因，就是开关遮断容量不能满足机组误强励工况的灭磁要求，以及开关的接线方式不合理，这就是传统强开关灭磁的致命弱点，不论是国产的还是进口的都存在。国外产品要稍好一些，不在于它的开关，而在于它配的灭磁电阻，多为SiC非线性电阻或线性电阻，使开关实现了软开断，常规参数下开关的遮断容量并不大，但是在超强极限参数下是否还能满足就要具体分析了，就所见到的灭磁配置都存在一定问题，要么开关容量不足，要么灭磁电阻不合适，而且就了低就不了高，就了高又损失了低，这就是灭磁问题的最大困难之所在，要想突破也在这里，就是解决好大参数下的建压能力问题。
自动灭磁装置新型自动灭磁方式