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發電機轉子過電壓的保護措施

  在從事繼電保護的工作汲取大量經驗的同時再結合大量的工程實踐,我認為在實際工程實施時,針對發電機轉子過壓問題必須采取針對性的保護措施,現分別闡述如下: 
  換相過電壓的保護,由于其產生的頻率高達300 Hz而且又是長期連續如此,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,最終導致其壽命會大大縮短。因此國內有些單位應用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,而對于其他相關設備的保護作用并不佳,甚至是形同虛設。 
  根據上述關于換相過電壓產生的原因分析可見,其產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運行,建議在總交流進線處集中設一組 GRC 即可。這是因為換相過電壓的產生只決定于并聯橋臂中最后截止的那只可控硅, 而與并聯橋臂的多少并無多大相關性。在可控硅換相t3~ t4階段,LB次級繞組任意二相電流突變產生過電壓時,都可以經過二極管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,均不是長期連續而只是偶然發生的,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自行關斷, 必須采取停機復歸,或者用熄滅線、瞬時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,不易出現老化等問題。正向過電壓襲來時,通過分壓電阻R,使觸發器CF動作,輸出觸發脈沖使KP觸發導通,RV立即接人轉子回路導通吸能限壓;過電壓消失后,RV的續流即下降到mA級,小于KP的維持電流,KP自行截止,跨接器復歸關斷。反向過電壓由二極管D導通限壓,同樣自動恢復截止。正向過壓保護動作電壓值可以通過改變R1的阻值來整定,調整起來比較方便。 



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