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發(fā)電機轉子過(guò)電壓的保護措施

  在從事繼電保護的工作汲取大量經(jīng)驗的同時(shí)再結合大量的工程實(shí)踐,我認為在實(shí)際工程實(shí)施時(shí),針對發(fā)電機轉子過(guò)壓?jiǎn)?wèn)題必須采取針對性的保護措施,現分別闡述如下: 
  換相過(guò)電壓的保護,由于其產(chǎn)生的頻率高達300 Hz而且又是長(cháng)期連續如此,因此用ZnO壓敏電阻來(lái)吸收效果并不理想。這主要是因為ZnO 要求長(cháng)期的荷電率必須限制在0.6 以下,即意味著(zhù)不能采取頻繁而連續地導通吸能,否則ZnO壓敏電阻容易出現老化,漏電流上升,最終導致其壽命會(huì )大大縮短。因此國內有些單位應用ZnO作尖峰吸收器時(shí),都把ZnO的壓敏電壓取得很高,用意是以此降低荷電率。這僅僅為了保護 ZnO 自身安全,而對于其他相關(guān)設備的保護作用并不佳,甚至是形同虛設。 
  根據上述關(guān)于換相過(guò)電壓產(chǎn)生的原因分析可見(jiàn),其產(chǎn)生的源頭在勵磁變的漏感及線(xiàn)路電感,因此選擇從頭攔截相對來(lái)說(shuō)效果會(huì )比較好。如果有多臺整流柜并聯(lián)運行,建議在總交流進(jìn)線(xiàn)處集中設一組 GRC 即可。這是因為換相過(guò)電壓的產(chǎn)生只決定于并聯(lián)橋臂中最后截止的那只可控硅, 而與并聯(lián)橋臂的多少并無(wú)多大相關(guān)性。在可控硅換相t3~ t4階段,LB次級繞組任意二相電流突變產(chǎn)生過(guò)電壓時(shí),都可以經(jīng)過(guò)二極管D1~ D6對電容C充電,從而得到緩沖,降低了di/dt,限制了過(guò)電壓。t4 時(shí)刻后,C上的電荷向電阻R釋放,等待下一個(gè)周期再次吸收。二極管D1~ D6 的作用是:首先是可使三相共用一組R、C,這樣可以比較有效地節省體積較大、價(jià)格較高的高壓電容;其次是防止C上的電荷向勵磁回路釋放,避免在可控硅換相重疊瞬間二相短路時(shí)電容C突然放電產(chǎn)生極大的di/dt,損壞可控硅管;再次是可以避免電容C和回路電感產(chǎn)生振蕩。 
  操作過(guò)電壓、故障過(guò)電壓、滑差過(guò)電壓、不對稱(chēng)過(guò)電壓等的保護,以上這四種過(guò)電壓,均不是長(cháng)期連續而只是偶然發(fā)生的,因此非常適合采用ZnO壓敏電阻來(lái)進(jìn)行保護。這主要是由于ZnO有優(yōu)良的非線(xiàn)性伏安特性,一方面在大電流沖擊下殘壓不高,保護特性較好;另一方面在過(guò)電壓消失后,ZnO的續流迅速大幅度下降到 mA 級, 可以使過(guò)電壓保護跨接器中的可控硅管自行關(guān)斷。但是進(jìn)口的跨接器采用SiC 作為吸能元件,這種元件漏電流大,過(guò)電壓保護動(dòng)作后不能實(shí)現自行關(guān)斷, 必須采取停機復歸,或者用熄滅線(xiàn)、瞬時(shí)逆變等復雜的操作后才可以復歸,其可靠性相對較低,故很多進(jìn)口的SiC跨接器大部分都改成ZnO跨接器,這種類(lèi)型的過(guò)電壓保護器在我國現已普遍推廣使用。其工作原理如下:正常運行時(shí)不通,正向勵磁電壓被KP阻隔,反向雖然有二極管KP導通,但勵磁電壓反向峰值很低。因此D電阻RV承受電壓不高,荷電率很低,可以保證其擁有長(cháng)期的工作壽命,不易出現老化等問(wèn)題。正向過(guò)電壓襲來(lái)時(shí),通過(guò)分壓電阻R,使觸發(fā)器CF動(dòng)作,輸出觸發(fā)脈沖使KP觸發(fā)導通,RV立即接人轉子回路導通吸能限壓;過(guò)電壓消失后,RV的續流即下降到mA級,小于KP的維持電流,KP自行截止,跨接器復歸關(guān)斷。反向過(guò)電壓由二極管D導通限壓,同樣自動(dòng)恢復截止。正向過(guò)壓保護動(dòng)作電壓值可以通過(guò)改變R1的阻值來(lái)整定,調整起來(lái)比較方便。 



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