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轉子滅磁及過電壓保護裝置

  一、概述所謂滅磁就是把轉子勵磁繞組中的磁場能量盡快地衰減。同步發電機組或變壓器發生內部故障時,雖然發電機與系統斷開,但磁場電流産生的感應電勢將維持故障電流,對電機絕緣造成損壞,甚至燒壞鐵芯。爲了盡可能地縮短故障點電弧燃燒時間,防止事故擴大,要求在轉子絕緣允許的情況下,盡快地將轉子磁能衰滅到零。
  通常所用的滅磁方法有“線性電阻滅磁”;“勵磁機滅磁”;“滅磁開關滅磁”;“逆變滅磁”;“非線性電阻滅磁”。前4種滅磁效果均不及“非線性電阻滅磁”。“非線性電阻滅磁”包括碳化矽非線性電阻和氧化鋅非線性電阻(ZnO),但碳化矽非線性系數小、漏電流大、滅磁時間長,其效果不如氧化鋅。
  是目前所知的最理想的滅磁材料,目前國內基本上都采用此種滅磁材料。其滅磁時間是理想滅磁時間的20/19倍,是比較接近理想滅磁的滅磁方式。主要有以下優點:
  1、氧化鋅閥片單位體積能容量大,可做到300J/cm3,單只閥片可做到20KJ/只。
  2、保護性能好,殘壓比[5.2]僅爲1.5,滅磁時轉子電壓幾乎被限制在一個定值,不隨電流的變化而變化,十分接近理想滅磁。
  3、漏電流[5.3]小,氧化鋅閥片漏電流一般小于50uA,漏電流愈小,在正常工況下氧化鋅閥片耗散的功率愈小,閥片的老化愈慢,性能愈好。
  4、老化壽命[5.4]長,閥片能夠在持續運行電壓Ue=0.75U10mA(即荷電率[5.5]爲0.75)下,工作100年。
  我公司經過多年的研究與探索,開發生産的“發電機轉子過電壓及滅磁保護裝置”技術先進,設備精良,含有兩項國家專利,已在國內衆多的大型電廠實際運行中得到驗證,並被寫入電力系統的設計規程。
  二、過電壓滅磁保護方案的選擇及其特點發電機轉子系統需要滅磁及過電壓保護的工況有多種,最常見的有:1)滅磁過電壓:此種過電壓時間短,能量集中;2)由于發電機非全相或異步運行而産生的轉子系統過電壓,此種過電壓能量極大,破壞力極強,且時間無法預測;3)轉子正向過電壓;4)電源側過電壓。一個完備的保護方案必須能夠對上述各種過電壓都有保護功能,所以,針對上述各種過電壓,我們選配保護元件如下:
  滅磁保護器FR1,對滅磁過電壓進行保護,爲了保證滅磁裝置的優良品質,我們做到了:對滅磁能量的精確計算;對每片閥片采用先進技術進行測量並保證精度;對閥片作全電流的測試;用均能的原則對閥片進行合理的組合匹配,保證各並聯支路的能量吸收誤差小于2%。
   发电机非全相及大滑差异步运行保护器FR2,当出现非全相及大滑差异步运行而产生剧烈正反向过电压时,将过电压限制在安全范围内。随着保护器吸收能量的增加和温度的升高,保护器导通电压迅速下降直至形成几乎短路的电流通路,这样就确保在故障情况下流经保护器的电流在转子中产生抵消定子反转磁场的相反磁场。同时FR2可对转子侧正向过电压进行保护,将两种过电压保护合二为一,克服了国内同类产品无法保护非全相及大滑差异步运行过电压的缺点。保护器内部采用了关键的专利技术进行保护,为公司的专利产品。
  電源側過電壓保護FR3,對電源側的過電壓能可靠保護。
  三、滅磁保護裝置原理圖)滅磁保護裝置一次原理圖見附圖。
  四、元器件選配及參數選擇若定制滅磁過壓保護裝置,訂貨商應提供以下參數:
  發電機機組類型及容量、勵磁方式、額定勵磁電壓、額定勵磁電流、空載勵磁電壓、空載勵磁電流、強勵倍數及時間、滅磁開關型號、靜止可控矽自並勵系統中勵磁變副邊電壓等。我公司根據客戶提供參數進行元器件選配及參數選擇。
  五、術語氧化鋅殘壓U殘:使閥片流過100A的電流,此時閥片兩端的電壓值。
  残压比:阀片流过100A电流时的电压与流过10mA电流的电压比值,即 。
  漏电流:在氧化锌电阻两端施加 U10mA电压时的直流泄漏电流老化寿命:氧化锌电阻承受标称能量所能承受的冲击次数。

  荷電率:氧化鋅電阻能夠承受的長期施加于其上的工作電壓與氧化鋅電阻10毫安電壓的比值。


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