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發(fā)電機轉(zhuǎn)子過電壓的保護措施

  在從事繼電保護的工作汲取大量經(jīng)驗的同時再結(jié)合大量的工程實踐,我認(rèn)為在實際工程實施時,針對發(fā)電機轉(zhuǎn)子過壓問題必須采取針對性的保護措施,現(xiàn)分別闡述如下: 
  換相過電壓的保護,由于其產(chǎn)生的頻率高達300 Hz而且又是長期連續(xù)如此,因此用ZnO壓敏電阻來吸收效果并不理想。這主要是因為ZnO 要求長期的荷電率必須限制在0.6 以下,即意味著不能采取頻繁而連續(xù)地導(dǎo)通吸能,否則ZnO壓敏電阻容易出現(xiàn)老化,漏電流上升,最終導(dǎo)致其壽命會大大縮短。因此國內(nèi)有些單位應(yīng)用ZnO作尖峰吸收器時,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(shè)備的保護作用并不佳,甚至是形同虛設(shè)。 
  根據(jù)上述關(guān)于換相過電壓產(chǎn)生的原因分析可見,其產(chǎn)生的源頭在勵磁變的漏感及線路電感,因此選擇從頭攔截相對來說效果會比較好。如果有多臺整流柜并聯(lián)運行,建議在總交流進線處集中設(shè)一組 GRC 即可。這是因為換相過電壓的產(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)生過電壓時,都可以經(jīng)過二極管D1~ D6對電容C充電,從而得到緩沖,降低了di/dt,限制了過電壓。t4 時刻后,C上的電荷向電阻R釋放,等待下一個周期再次吸收。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(jié)省體積較大、價格較高的高壓電容;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。 
  操作過電壓、故障過電壓、滑差過電壓、不對稱過電壓等的保護,以上這四種過電壓,均不是長期連續(xù)而只是偶然發(fā)生的,因此非常適合采用ZnO壓敏電阻來進行保護。這主要是由于ZnO有優(yōu)良的非線性伏安特性,一方面在大電流沖擊下殘壓不高,保護特性較好;另一方面在過電壓消失后,ZnO的續(xù)流迅速大幅度下降到 mA 級, 可以使過電壓保護跨接器中的可控硅管自行關(guān)斷。但是進口的跨接器采用SiC 作為吸能元件,這種元件漏電流大,過電壓保護動作后不能實現(xiàn)自行關(guān)斷, 必須采取停機復(fù)歸,或者用熄滅線、瞬時逆變等復(fù)雜的操作后才可以復(fù)歸,其可靠性相對較低,故很多進口的SiC跨接器大部分都改成ZnO跨接器,這種類型的過電壓保護器在我國現(xiàn)已普遍推廣使用。其工作原理如下:正常運行時不通,正向勵磁電壓被KP阻隔,反向雖然有二極管KP導(dǎo)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,可以保證其擁有長期的工作壽命,不易出現(xiàn)老化等問題。正向過電壓襲來時,通過分壓電阻R,使觸發(fā)器CF動作,輸出觸發(fā)脈沖使KP觸發(fā)導(dǎo)通,RV立即接人轉(zhuǎn)子回路導(dǎo)通吸能限壓;過電壓消失后,RV的續(xù)流即下降到mA級,小于KP的維持電流,KP自行截止,跨接器復(fù)歸關(guān)斷。反向過電壓由二極管D導(dǎo)通限壓,同樣自動恢復(fù)截止。正向過壓保護動作電壓值可以通過改變R1的阻值來整定,調(diào)整起來比較方便。