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何为发电机励磁和自动灭磁开关（灭磁讲座之一）

前言
励磁陈小明溯江而上开博一年多，得到了许多朋友的厚爱和支持，特别是得到了励磁界朋友的肯定，本人既高兴又惶恐，一直想写一些励磁技术培训博客感谢大家。
在励磁网上的论坛里，发现发电机灭磁技术，特别是自动灭磁开关的技术问题很热门，故决定在这个辞旧迎新的日子里，首先开始灭磁技术讲座，阐述我个人对灭磁技术的理解，希望大家喜欢，希望大家评论和留言，或给我发邮件，互相学习和交流，共同进步。
2009年12月21日，我带着这个想法征求葛洲坝电厂黄大可老师的意见，他很支持，并且给了我一本他自己翻印的书，有了他的支持，更加增添了我的决心和信心，尽管我们在很多技术问题上看法不尽相同，但是对于传播励磁知识，都有一个火热的心。

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。
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）

（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：

需要说明的是，移能放电灭磁系统中也有灭磁开关，但是其主要作用是切断励磁电流回路，即利用灭磁开关断开励磁绕组时产生的反电势，将励磁电流转移到灭磁电阻中，并通过灭磁电阻来吸收磁场能量。因此，放电灭磁系统中的灭磁开关也称为磁场断路器。而开关灭磁系统中的灭磁开关，不仅要切断励磁电流回路，还要利用灭弧栅片来吸收整个灭磁能量，此时，开关的负担很大，往往不能满足大型水电站的灭磁需要，故纯粹的开关灭磁方式越来越少见，电阻灭磁方式越来越普遍。