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1、中国水力发电工程学会电力系统自动化专委会2 0 0 9 年年会暨学术交流会论文集C E X 9 8 系列灭磁开关在水电厂的运用刘明闪向家坝电厂筹建处【摘要】C E X 9 8 灭磁开关是法国勒诺公司( L E N O I RE L E C ) 产品，每个灭弧罩有2 8片金属灭弧栅，具有多断口多触头的结构和高性能电气指标。没有控制触发回路、器件少、动作可靠，现场安装施工接线简单、清晰明了，便于运行维护。满足机组励磁装置误强励时的弧压要求和大中型水轮发电机灭磁需要。C E X 9 8 灭磁开关配合非线性电阻灭磁，也适合于大中型机组灭磁系统改造的实际需求。【关键字】C E X 9 8 开关灭磁系统应
2、用O引言葛洲坝电厂有2 台机组采用原瑞典A S E A 灭磁装置，自8 7 年投运至今已运行了1 8 年，性能稳定可靠性高，维一的问题是没有备件维护，自2 0 0 1 年始着手进行机组灭磁装置换型改造工作。分别考察了李家峡电厂、小浪底电厂、白山电厂等灭磁开关，详细了解瑞士A M F C C 和U R 2 6 、英国E X 7 4 4 0 0 0 、法国C E X 9 8 等9 种进口和国产灭磁开关结构、性能和运行情况，对国外主要磁场断路器进行了多项实验和分析对比。表l国内外直流磁场断路器技术参数对比表C E X 5 4 A M C C项目U R 2 6H P B 4 5U R 2 3 60 8
3、 4 O B 5A M F 1 A 1 BE X 7 43 0 0 0 A GN O R 英国加拿大瑞士制造厂瑞士瑞士瑞士瑞士英国R R G E CG EA B B电压( V )1 2 3 3 4k v1 2k Vl 2 4k V1 2 0 01 0 0 0 1 0 0 01 5 0 08 0 0 15 0 0 3 0 0 01 0 0 02 6 0 0 3 6 0 0电流( A )4 5 0 0 6 0 0 06 0 0 04 0 0 03 5 0 0 5 0 0 04 2 0 0 6 0 0 04 0 0 0 6 0 0 0 8 0 0 0 l2 0 0 03 0 0 0 4 0 0 0额
4、定最大遮断电压或断1 5 2 U e1 5 2 U e1 5 2 U e3 0 0 0 4 0 0 04 6 0 03 4 0 02 2 5 0流弧压( V )最大分断电1 4 0 k A1 4 0 k A1 4 0 k A3 1 k A1 0 k A( U e =1 2 k A8 5 2 3 k A1 5 0 k A流( A )( U e = 2 k V )( O e = 2 k V )( 4 6 0 0 V )( 1 5 0 0 V )2 k V )主断口数l12121 23放电触头数无无无l1ll固有分闸时 问( m s )2 02 02 04 0 1 7 56 0重量( k )( U
5、R 2 6 ) 1 2 05 0 0( O B 4 ) 3 2 04 0 8 4 7 6( 1 5 0 0 V ) 3 3 1 7 5 41 3 0选用法国C E X 9 8 四断口系列灭磁开关，具体型号为C E X9 82 5 6 04 1 ，配合Z n O 电阻灭磁做为改造后的灭磁装置设备，做灭磁系统的总成，盘柜、开关、过压保护、非线性电组及操作回路一次总成完后，在中科院合肥等离子体研究所试验室带电感线圈进行1 比1 灭磁试验，2 0 0 2 年，5 6 C E X 9 8 四断口系列灭磁开关率先在葛洲坝电厂投运，各项参数均达到标准要求。1C E X 9 8 系列灭磁开关特性C E X 9
6、 8 2 5 6 0 4 1 型开关是法国勒诺公司( L E N O I RE L E C ) 产品，额定电流2 5 6 0 A ，额定中国水力发电工程学会电力系统自动化专委台2 0 0 9t r - “ F 舍壁学术交流会论文堑电F E1 0 0 0 v 。四个弧断口，两个放电常闭断口。每个灭弧罩有2 8 片金属灭弧栅，单个问隙弧脏3 0 4 0 v 最大迪断弧压3 4 0 0 - 4 5 0 0 v 测试参敷见袁I ，满足太中型机蛆在励磁装置谋强勋时的弧既要求。B裳l序号测试项目宴测值钰4I音M 线目 流电阻( n )602分闸线圈直流电阻( n )1 5 i53升M 蛙目血流电m ( f
7、 1 )1 5 35常开齄头擐小力靠帆齄壬最小压力( N 1 常* 弧触头* 时开距( r a m ) 常臼j 触头* ( r 蛳)1 台M 时间( r o S y定操作电 音闸同步时差( m S )1 I 刮有分闱时闻( m S W定撮作电K 升M 同步时t ( m s )低音阿电压( v )U o 域2 自m撮低升闸电压( v )U Q 战定电C E X 9 8 型灭碰开关多断口、多触头结构和高性能电气指标没有控制触发回路器件少，动作可靠+ 现场安装施= I = 接线简单清晰明了使于运行维护，满足j = 犁水轮发电机灭磁简要。大江电厂1 4 F ( 额定励磁电流1 5 9 0 A ) 选用
8、一台C E X 9 8 2 5 6 0 - 41 羽灭磁开关单独使川，其戊原列1 如图1 所示。I ：静触头2 动触头：3i 连接扳i4 ：下连接板5 吹n 线目6X 弧罩；7 ：动畎弧m 8 舯耿弧m9 ：固定杆：I O ：移转动轴I I ：轼连接殷1 2 ：盘“栅罔I 主电结挎罔l 鲭弹簧，2 掸簧轴堆的酃目底部：3 辅助f n # 酃与右豁4 绒嘲的铁g5 吹弧线目6 灭罩，7 滚轮；8 定锻接点，9 动唆角1 0 定锻接点1 1 升闸控制朴1 2 软连接1 3 控硝 F 支H ；1 4 戟吐接点：I5 专用挥f T 1 6 控制轩支1 7 A 强翠的蛙干1 8 管蟛铆钉m2 # I n
9、 电* 结柑目2C E X 9 8 是灭磁开关在葛洲坝电厂的应用鹞洲坝I U 厂采用法同C E X 9 8 进口灭磋开关具f ； = 型号为C E X9 82 5 6 041 配合Z n O 电阻火磁做为改造后的灭磁装置设备，盘柜，开关过H ；保护、非线性电组及操作回路一次总成先后，在巾科院台肥等离子体研究所试验室带电感线罔进千亍1 比1 灭醴试验，窭践证明：C E X9 s 开关比较适台干大中酗机纽灭碰系统改造的实际需，R 。 厂一亍_ 一目3C E X9 8 2 5 6 0 41 白勺血川一J t 闭这里。C E X 9 8 是灭磁开荛型号，5 0 0 0 和2 5 6 0| j一一L中国
10、水力发电工程学会电力系统自动化专委会2 0 0 9 年年会暨学术交流会论文集为开美额定电流41 表示四个瓶触头和一个放电触头，由于主触头没有灭弧罩而弧触头有灭弧罩故选两种触头的电气符号不同。由于C E X 9 8 2 5 6 0 - 41 型灭磁开关的尺寸是按水平布置轾宽大；而C E X 9 8 2 5 6 0 - 2I 型灭磁开关是上下布置的适用于安装现场较小的场台。路各串联2 白C E X 9 85 0 0 0 - 5 5 0 0 型直流丌关。配碳化硅非线性电阻。灭磁及过电压保护共用一组非线性电阻；2 串7 井组成一组，共1 6 组，2 2 4J ，单片厚2 0 m m 直径1 5 0 r
11、 a m ，中心穿孔安装。C E X 系列灭磁开关先后枉三蚨电厂左右岸和电源电站典2 6 机组投运，各项参数均达，4 标准要求，便于维护、检修和实验。3C E X 9 8 开关灭磁试验3 l 试验目的奉装置的额定灭磁T 况设计在发电机的屉严重的灭磁工况一空载误强励情况F 为了考核鞋髓是胥能够满足发电机在实际运行( 空载、帮啶：负载及强励) t p 能否可靠灭磁，其各项指标址否达到设计规定位，特# 憷对于现场无法进行的装置额定灭醴工况灭磁试验( 强吼灭硅试验) 的情况F ，对第一台装置在出厂前应进行1l 灭磁试验。塑型汹14 2 C E ，X 9 8 4 ：竺兰昱罂：3 2 试验电路图说明表2
12、：= 峡屯r 直谴灭磁开关叁敌一一。垂教名称箍定电搋额窟也压最大丹断电讹总分断时目断开时目平均燃时问机械寿白电气寿命C E X 9 85 0 0 0 - 5 5 0 0 型直流开关有2 个并联的主触头丑2 个串联的弧触头。在转子正、负扳回试验在灭磁试验场进行，电路接线见阿5 。模拟发电机转子的电感L 为巨型电感线圈，最大电感盈为I H ( 可调) 塌大通流为I O O K A 储能玎达2 0 0 M J 。L b 源为可控硅整流l U 源( I k V 6 k A ) 或直漉发电机组( 8 M W ) ，Q F 为钹试装置内的磁场断路器Q M 为试验回f ! 的备用断路器R v为教试装置内的灭
13、磁电阻。所有电压、电流信号采用高精度分压器，分流器和霍尔电流电压传感器生成，经过高压隔离后，采用G D A P S 计算机数据采娶与测显系缱进行宴况录法，尉时根据录波罔计博黧鬻翳中国水力发电工程学会电力系统自动化专委会2 0 0 9 年年会暨学术交流会论文集出灭磁能量和灭磁时间，自动绘出灭磁波形图。O ShO M图5 灭磁试验电路图3 3 灭磁波形空载灭磁波形、0、 一：誓镟 、 、 一 ：、卜 一!： I 二i i 1 5 03 S 96 7 S 0 ，1 0 5 0t z 1 3 S 0t - 3 l强励灭磁波形：幽量一i j f；ilkJ ? 、一、三k 数m ； 珊 I r ：；el
14、呻珊瑚憎锄6 舯7 0 0 嘲粥TC - S ，小电流分断波形表3 ：灭磁试验结果灭磁电流灭磁残压灭磁能量灭磁时间序号 ( A )( V )( K J )( m S )l3 6 2 51 5 5 9 61 1 6 2 67 5 9 327 0 2 26 2 0 7 51 2 0 6 11 5 5 2 731 5 2 22 5 6 81 1 3 3 63 2 7 147 2 25 9 71 1 0 7 01 3 9 253 1 0 8 0 31 2 7 5 3 32 1 8 5 6 71 2 0 64 灭磁系统改造、设计、选型目前，国内引进的进口灭磁开关种类很多，按照最佳灭磁系统要求，结合灭磁装
15、置的实际运行情况，吸取G E 公司A M F 灭磁装置、瑞典A S E A等灭磁装置在结构设计、断口组合、灭磁阀片选配、灭磁残压选定、设计及器件选配等多方面成熟、宝贵经验，实用的机组的灭磁系统应该具有：( 1 ) 电气性能满足要求，断口形式先进，放电电阻容量充足，灭磁电压选择合适；( 2 ) 灭磁回路简单可靠，主弧断口分开，可以选择双主断口配四个弧断口( 即四个金属灭弧栅片灭弧罩) ，额定电压和电流满足励磁装置长期运行要求，最大遮断电流和电压要满足励磁装置误强励下灭磁需要；( 3 ) 有一个放电断口，对放电电阻的要求是：S i C 非线性电阻或Z n O 非线性电阻通过放电断口并接在转子两端，容量充足、残压选用合适。项目灭磁工况整流电源电压U E灭磁电流I R灭磁残压U R要求弧压U 。v一般故障先逆变灭 l1 3 5 U 2 0 c o s l 5 i f = 1 3 5 x 1 0 9 0 0 8 6 6 = 1 2 7 4 V4 0 6 l A8 4 64 2 8磁后跳灭磁开关2机端三相短路O1 1 0 7 6 A1 2 6 41 2 6 43空载误强励1 3 5 U 2 c o s l O “- I 3 5 x 1 0 9 0 I 3 x 0 9 8 5 = 1 8 8 4 V7 3 8 4 A1 0 7 42 5 9 85 9 “ 一们一呻丽一璺。叭一H一鲫押一 黾
