摘要：本文介绍GE公司Gerapid系列开关的特性，及某大型水电站灭磁开关的选型计算。计算结果及实践证明，Gerapid系列开关能满足机组在各种工况下的灭磁条件，具有较高的可靠性。

    灭磁开关是发电机励磁回路中的主要保护设备。随着发电机单机容量的不断增大，其励磁电压、励磁电流也在不断升高，因此对发电机灭磁开关的选型也提出了更高要求。对于容量在20OMW以下的发电机励磁系统，多选用ABB系列灭磁开关（E3 H、E2N或ElB系列）；对于容量在20OMW以上的发电机励磁系统，多选LENOIR CEX系列开关、赛雪龙UR或HPB系列开关或GE Gerapid系列灭磁开关。

    1 Gerapid系列开关的特性
    GE Gerapid系列开关主要应用于发电厂、电解系统、矿山或钢厂、牵引变电站等，在技术上主要有以下优势。
   （D结构紧凑，模块化设计，自带二次控制分合闸单元。
   （2）触头采用主触头和弧触头分开的二级触头系统。主触头系统具有自清洁功能，在分断电路时无熔焊可能性，触头的烧损仅发生在可定期更换的弧触头上，在正常的电气寿命条件下无需维护主触头系统。
   （3）建弧能力强，最高断弧电压（弧压）可达8000；分断容量高，模块化灭弧罩设计便于维护。
   （4）具有快速电磁线圈和机械闭锁机构，合闸后无需提供额外电源使电磁机构保持主触头系统闭合。
   （5）具有适用任意电流方向的电磁脱扣装置，其整定值固定或可调。
   （6）可提供从DC； 2 600A/2000V---10000A/4000V的全系列开关。
    根据HPB开关型式试验报告数据和断流弧压试验数据可知，HPB开关最大弧压取决于多种因素，而且相同条件下断流弧压值分散性很大，不是一个恒定值，且均小于4000V。而Gerapid开关触头系统的灭弧能力与流过开关的电流方向、大小无关，Gerapid开关无附加磁吹弧系统，其弧压比HPB和UR系列开关的高。

    2 Gerapid开关在水电厂的应用
    某水电站为地下式厂房，单机容量为30OMW，多年平均发电量为12.38亿kW·h，年利用小时数为2 063h.发电额定励磁电流为2 690A，额定励磁电压为359V，励磁变副边电压为720V，灭磁电阻采用ZnO电阻，其残压值认为1 600V。对于灭磁开关的选型，首先需考虑其各项参数必须满足系统中长期安全运行的需要。
    2.1额定电压的计算
    灭磁开关的额定电压要能保证发电机长期安全工作。建议采用正常运行时励磁电源侧的最高电压峰值作为选择灭磁开关额定电压的依据。

式中，UkN为磁场断路器额定电压；矶N为励磁变低压侧额定电压，720V。
    2.2额定电流的计算
    灭磁开关主触头额定电流应能保证发电机安全运行在最大长期持续励磁电流（（1. 1倍额定励磁电流）。

式中，IN为发电机额定励磁电流，2 690A。
    2.3灭磁开关弧压的计算
    发电机灭磁工况有以下几种：一般故障灭磁，包括发电机在额定空载时灭磁和在额定负载时灭磁；发电机在空载误强励时灭磁；发电机在强励时灭磁；发电机在机端三相短路时灭磁。在额定负载、空载误强励和强励时灭磁开关动作，若弧压不够则可能无法将发电机转子能量转移到灭磁电阻，此时转子能量将会消耗在灭磁开关触头处，造成灭磁开关损坏。常见直流灭磁回路如图1所示。

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