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滅磁開關(guān)
閱讀�30053時間�2011-06-27 15:48:28

  滅磁開關(guān)也稱磁場斷路�, 是發(fā)電機勵磁回路的斷路器. 一般有兩對大容量的主觸� (常開) , 合上接通發(fā)電機勵磁回路.還有一對容量相對較小的輔助觸頭(常閉),當需要停機或�(fā)� 機故障時,滅磁開關(guān)斷開,該常閉輔助觸頭接�,把勵磁回路一時無法消除的能量快速通過 非線�電阻等元件消耗掉,達到快速滅磁的目的.

作用原理與比�

  直流滅磁

  常規(guī)磁場斷路器一般都串聯(lián)在勵磁直流回路中,目前國�(nèi)大部分新建機組及老機組改造都選擇滅磁開關(guān)配合ZnO 非線性電阻的滅磁方案。其基本原理如圖。圖中LP 為勵磁整流裝�,MK 為滅磁開�(guān),RF 為氧化鋅非線性電阻,UZ表示可控硅直流側(cè)電壓,UK 表示滅磁開關(guān)弧壓,UL 表示滅磁非線性電阻的殘壓。FR 跨接于勵磁繞組兩�,發(fā)電機正常運行時,�(zhuǎn)子電壓UL 較低,F(xiàn)R 呈高�,漏電流僅微安量�。滅磁時MK 開斷,弧壓UK 上升,導致UL 反向并升�,高至一定值時FR �(zhuǎn)為導�,勵磁電流轉(zhuǎn)入FR 衰�,MK 熄弧開斷�

直流滅磁

  這種以MK 跳閘建立弧壓,并擊穿氧化鋅非線性電阻FR,以實現(xiàn)勵磁電流由MK �(zhuǎn)移到FR,來吸收�(zhuǎn)子磁能的滅磁方法,必須保證電壓關(guān)系UK-UZ≥UL 的成�。這是直流�(cè)滅磁正常換流的必要條�。根�(jù)公式UK-UZ≥UL,當直流開關(guān)用于非線性電阻滅磁系�(tǒng)�,對開關(guān)主觸頭斷開時�(chǎn)生的弧壓有嚴格的要求。為了建立更高的斷口電壓,以滿足在滅磁時使非線性電阻導通并將勵磁電流換流到滅磁回路中的要求,而使得開�(guān)的結(jié)�(gòu)復雜�,在某些情況�,甚至要求開�(guān)具有兩個或更多的串�(lián)主觸�,這種專用的開�(guān)價格較高,市場較�,所以對生產(chǎn)及開�(fā)均帶來了不利的影響�

  交流滅磁

  交流滅磁的一次原理電路圖與圖1相同,區(qū)別之處在于需要通過一中間繼電器的分閘動作去切除勵磁電源的可控硅觸�(fā)脈沖(簡稱拉脈沖�,然后跳滅磁開關(guān)。由于發(fā)電機�(zhuǎn)子是具有儲能的大電感,其釋能的時間常�(shù)為幾秒量�,拉脈沖�,它相當于一直流恒流源,也就是使勵磁電源的可控硅始終有兩只導通、四只關(guān)�;由于可控硅觸發(fā)脈沖被切�,四只關(guān)斷的可控硅管不會再導通,但因�(zhuǎn)子的直流恒流源作�,兩只導通的可控硅始終導通,且不可控;又因該直流恒流源的輸出為單方向直流,兩只導通的可控硅在此僅相當于導�。這就使得在與勵磁電源輸入端相連接的三相支路中有兩相電流流�,一相無電流,此時,勵磁電源相當于一交流恒壓�,拉脈沖以后的電路圖可以等效為如�2 所示。這樣電流回路由上述單相交流恒壓源與轉(zhuǎn)子形成的直流恒流源串�(lián)而形成閉合回路。當交流滅磁開關(guān)開斷�,就使得交流開關(guān)的斷口處�(chǎn)生弧�。利用上述交流開�(guān)斷開時的弧壓和勵磁變壓器所輸出的單相交流電壓的疊加,當滿足條件UK-Uz≥UL �,勵磁電流全部切換到FR �,隨即使開關(guān)斷口點熄�-開關(guān)開斷成功,這樣就將�(fā)電機�(zhuǎn)子儲存的磁能�(jīng)FR 釋放,完成快速滅��

交流滅磁

  交流�(cè)滅磁的優(yōu)點:

  把交流側(cè)滅磁與直流側(cè)滅磁進行比較,可以看出交流側(cè)滅磁對弧壓UK 的要求大大降低。斷路器的弧壓總有一定限制,為了提高弧壓要采取一系列措施,如加強吹弧,增加滅弧柵片數(shù),加大滅弧罩尺寸,以及多斷口串聯(lián)�,這些都會加大斷路器的體積,重量及造價。降低弧壓要�,也意味著降低斷路器的體�、重量和造價,這是交流滅磁的主要優(yōu)��

  非線性電�

  盡管國內(nèi)外對采用非線性電阻滅磁已達成了共識,但在非線性電阻的選擇上卻有所不同。國外普遍選擇了碳化硅(SiC)壓敏電阻作為滅磁裝置的非線性電阻,而國�(nèi)卻大多選擇了氧化鋅(ZnO)壓敏電��

  從電氣特性來�,ZnO 的電流衰減將幾乎恒定在較快的水平。而SiC 的電流衰減的速度將隨電流的減小而明顯變�。從而在整個滅磁時間上ZnO 的要比SiC 的短。如果采用相同的滅磁電阻和滅磁電�,則對滅磁時間來說,SiC 是ZnO 的兩��

  ZnO 壓敏電阻的非線性指�(shù)非常小,漏電流也比較?。ㄕ_\行只有微安級�。因此它可以直接跨接在轉(zhuǎn)子回路的兩端,從而使接線簡單,裝置的動作迅速而可靠。而SiC 壓敏電阻的非線性指�(shù)比較�,漏電流也比較大(正常運行時為毫安級)。因此它不能直接跨接于轉(zhuǎn)子回路兩�,而需要采用跨接器等投入環(huán)節(jié),這將使裝置的接線變復�,降低了裝置動作的迅速性與可靠�,同時也加大了裝置維護的工作量�

  在非線性電阻用于滅磁的初期,ZnO 的非線性特性較硬,滅磁時間較短,限壓能力較強,但它的能容量太低,容易老化而使特性系�(shù)�(fā)生變�,且對斷路器的要求很�??赡苁强紤]到裝置的通用�,使得國外研究人員最終選擇了性能很穩(wěn)定的SiC 作為滅磁非線性電�。但目前我國生產(chǎn)的ZnO 電阻片在各方面性能已有了很大的突破,電阻片的能容大大提�。對于老化和壽命問�,只要嚴格控制選�、組�、裝置的容量裕度選擇恰當,它可以�(jīng)�500 次的額定沖擊,其壽命可以大大提高。因�,就這一點來�,它完全可以很好地滿足運行的要求�

  另外,ZnO 擊穿故障類型一般為短路形式,而SiC 的則為開路形�。由于運行中非線性電阻的短路故障對勵磁系�(tǒng)的危害較為嚴�,所以這一點也可能是國外研究人員不選擇ZnO 的另一原因。國�(nèi)對這一問題的解決方法是,在ZnO 支路串聯(lián)快速熔斷器。當ZnO 電阻�(fā)生擊穿故障時,熔斷器立即響應,快速熔�,使故障支路退出工�,從而保證了整個裝置的正常運行。為了可靠性,熔斷絲的最小熔斷值一般選擇為支路ZnO 電阻的極限能�,使得只有一片發(fā)生故�,熔斷器就動�,以免故障擴�??紤]到有故障支路退出工�,因此在設計裝置能容量時要留有足夠的裕度�

要求

  滅磁開關(guān)的一般通用要求為:

  1、通流性能好:接觸電阻小、運行溫升低,短時過流量�

  2、絕緣強度高�能耐受正常運行中的工作電壓及暫�(tài)過程中短時電壓的沖擊而不損壞

  3、機械動作靈�合閘分閘動作靈敏可靠,不能誤動和拒動

  4、綜合性能�(yōu)��(jié)�(gòu)牢固�(wěn)�、安裝維護簡便、工藝精�、外形美觀、體積小、重量輕、價格低

作用

  一,�(fā)電機事故情況下利用跳滅磁開關(guān)迅速滅�;

  �,在檢修的時候斷 開滅磁開�(guān),形成明顯的斷開點.

  實現(xiàn)這兩個功能的�(guān)鍵是迅速消耗發(fā)電機磁場的能量(�(zhuǎn)化為熱能�。目前國�(nèi)外廣泛使用的是移能型滅此開關(guān),它在滅磁時將勵磁電流及磁場能量迅速轉(zhuǎn)移到滅磁電阻中衰�,本身基本不吸能�。一般停機后是不用斷開滅磁開�(guān)�, 因為正常停機是靠自動勵磁�(diào)節(jié)器改變可控硅的觸�(fā)� 進行逆變滅磁.

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