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摘要：本文介绍了水轮发电机机组采用电气制动开关的原因、优点，以及电气制动开关的工作原理及参数选择，为电气制动开关在同类机组中的应用提供了参考。
关键字：电制动开关，工作原理，参数选择
0 前言
水电站在电力系统中一般担任调频、调峰、调相、备用等任务，因此水轮发电机组开停机的次数较多，为保障机组的安全运行，机组停机制动就显得十分重要。目前，我国大部分常规水电站的机组停机都采用压缩空气操作的机械制动装置，其优点是：运行可靠，使用方便，用气压、油压操作所消耗的能源较少，在制动过程中对推力瓦的油膜有保护作用，既可以用来制动机组，又可以用来顶转子，具有双重功能。但是，这种制动方式也存在如下的缺点：制动器的制动块磨损较快，制动中产生的粉尘随着循环风进入转子磁轭及定子铁心的通风道，长年累积会减少通风道的快风断面面积，影响发电机的冷却效果。粉尘与油雾会四处飞落，污染定子绕组妨碍散热，降低绝缘水平增加检修工作量[1] [4]。为了克服这种缺点，目前在大容量高转速水轮机组，特别是机组启停频繁的抽水蓄能机组上，采用机械制动与电气制动结合的双重制动方式，以期缩短停机时间，提高机组的自动化水平。
1 电气制动开关的工作原理
机组解列后，当发电机转速下降到50%～60%额定转速时，在发电机出口合上电气制动开关，并给发电机转子加励磁，依据同步发电机的电枢反应原理，电枢反应的直轴分量仅体现为加磁或者去磁，不反应有功转矩，而电枢反应的交轴分量则体现为一个有功转矩，其方向与原有速度方向相反。利用这个相反的力矩，可以让机组快速的停下来。
电气制动开关的使用分以下两种情况：
（1） 电气制动单独使用
电气制动单独使用时，一般应在机组转速下降到50%～60%额定转速时投入，制动时间应限制在10min以內。
（2） 电气制动与机械制动的配合使用
当发电机转速下降到50%额定转速时，电气制动系统投入运行;当转速继续下降到额定转速的10%时，机械制动系统投入运行;制动时间应限制在10min以内。
目前一般电站都采用第二种。
2电气制动开关的方案选择
目前，水轮发电机组的电气制动开关一般采用隔离开关或者断路器，各有优缺点。
（1） 若采用隔离开关，应为快速或带引弧触头的隔离开关。隔离开关的价格相对低廉，布置简单，但是，隔离开关灭弧能力差，分合闸时间较长，三相同期性差，个别电厂增发生过出头烧损的事故。
（2） 若采用SF6断路器，由于SF6断路器电气性能好，布置简单，一般抽水蓄能电站，常规需要电气制动水电站，都要求电气制动开关采用SF6断路器。
3电气制动开关的参数选择
电气制动开关在机组正常运行时处在打开状态，只有当机组停机，且发电机转速降至额定转速的50%～60%时才投入，此时制动电流为1～1.3倍的发电机额定电流。所以，电制动开关额定电压、额定电流不低于所在回路的发电机的额定电压和额定电流，额定短时耐受和峰值耐受电流应能保证满足发电机机端发生三相短路时，发电机侧短路电流的交流分量和直流分量。
4电气制动开关的布置
电气制动开关应用于大型机组，一般都是通过分支母线与离相封闭母线相连。布置时与离相封闭母线布置统一考虑，一般布置于发电机和GCB之间。电制动开关外壳和导体均采用了可拆卸的软连接件，电制动开关外壳与离相封闭母线的外壳需保持电气上的良好联通。
在完成与离相封闭母线的连接后，电制动开关应保证其外壳密封良好，并和离相封闭母线组成一个完整的气密封系统，以满足采用微正压系统的离相封闭母线对气密性的要求。
5 结论
电气制动短路开关的应用，对改善机组的停机工况，缩短停机时间，以及提高电站的自动化程度都具有积极的意义。在电制动开关的应用中，应该重视设备闭锁，防止引起发电机回路短路。
参考文献
[1]周新有，电气制动在乌溪江电厂水轮发电机组的应用实践。浙江省水电站技术改造与新技术应用交流会，2006年
[2]阮全荣，孙帆等，水电站电气设备选择与布置。中国水利水电出版社，2013年9月
[3] GB/T7894—2009，水轮发电机基本技术条件（S）
[4] 赵鑫，三峡左岸电站发电机电气制动开关装置的设计（M）
关键字：电制动开关，工作原理，参数选择
0 前言
水电站在电力系统中一般担任调频、调峰、调相、备用等任务，因此水轮发电机组开停机的次数较多，为保障机组的安全运行，机组停机制动就显得十分重要。目前，我国大部分常规水电站的机组停机都采用压缩空气操作的机械制动装置，其优点是：运行可靠，使用方便，用气压、油压操作所消耗的能源较少，在制动过程中对推力瓦的油膜有保护作用，既可以用来制动机组，又可以用来顶转子，具有双重功能。但是，这种制动方式也存在如下的缺点：制动器的制动块磨损较快，制动中产生的粉尘随着循环风进入转子磁轭及定子铁心的通风道，长年累积会减少通风道的快风断面面积，影响发电机的冷却效果。粉尘与油雾会四处飞落，污染定子绕组妨碍散热，降低绝缘水平增加检修工作量[1] [4]。为了克服这种缺点，目前在大容量高转速水轮机组，特别是机组启停频繁的抽水蓄能机组上，采用机械制动与电气制动结合的双重制动方式，以期缩短停机时间，提高机组的自动化水平。
1 电气制动开关的工作原理
机组解列后，当发电机转速下降到50%～60%额定转速时，在发电机出口合上电气制动开关，并给发电机转子加励磁，依据同步发电机的电枢反应原理，电枢反应的直轴分量仅体现为加磁或者去磁，不反应有功转矩，而电枢反应的交轴分量则体现为一个有功转矩，其方向与原有速度方向相反。利用这个相反的力矩，可以让机组快速的停下来。
电气制动开关的使用分以下两种情况：
（1） 电气制动单独使用
电气制动单独使用时，一般应在机组转速下降到50%～60%额定转速时投入，制动时间应限制在10min以內。
（2） 电气制动与机械制动的配合使用
当发电机转速下降到50%额定转速时，电气制动系统投入运行;当转速继续下降到额定转速的10%时，机械制动系统投入运行;制动时间应限制在10min以内。
目前一般电站都采用第二种。
2电气制动开关的方案选择
目前，水轮发电机组的电气制动开关一般采用隔离开关或者断路器，各有优缺点。
（1） 若采用隔离开关，应为快速或带引弧触头的隔离开关。隔离开关的价格相对低廉，布置简单，但是，隔离开关灭弧能力差，分合闸时间较长，三相同期性差，个别电厂增发生过出头烧损的事故。
（2） 若采用SF6断路器，由于SF6断路器电气性能好，布置简单，一般抽水蓄能电站，常规需要电气制动水电站，都要求电气制动开关采用SF6断路器。
3电气制动开关的参数选择
电气制动开关在机组正常运行时处在打开状态，只有当机组停机，且发电机转速降至额定转速的50%～60%时才投入，此时制动电流为1～1.3倍的发电机额定电流。所以，电制动开关额定电压、额定电流不低于所在回路的发电机的额定电压和额定电流，额定短时耐受和峰值耐受电流应能保证满足发电机机端发生三相短路时，发电机侧短路电流的交流分量和直流分量。
4电气制动开关的布置
电气制动开关应用于大型机组，一般都是通过分支母线与离相封闭母线相连。布置时与离相封闭母线布置统一考虑，一般布置于发电机和GCB之间。电制动开关外壳和导体均采用了可拆卸的软连接件，电制动开关外壳与离相封闭母线的外壳需保持电气上的良好联通。
在完成与离相封闭母线的连接后，电制动开关应保证其外壳密封良好，并和离相封闭母线组成一个完整的气密封系统，以满足采用微正压系统的离相封闭母线对气密性的要求。
5 结论
电气制动短路开关的应用，对改善机组的停机工况，缩短停机时间，以及提高电站的自动化程度都具有积极的意义。在电制动开关的应用中，应该重视设备闭锁，防止引起发电机回路短路。
参考文献
[1]周新有，电气制动在乌溪江电厂水轮发电机组的应用实践。浙江省水电站技术改造与新技术应用交流会，2006年
[2]阮全荣，孙帆等，水电站电气设备选择与布置。中国水利水电出版社，2013年9月
[3] GB/T7894—2009，水轮发电机基本技术条件（S）
[4] 赵鑫，三峡左岸电站发电机电气制动开关装置的设计（M）