转子过电压保护的有关问题分析

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1、湖南电力第33卷第2期HUNANELECTRICPOWER2013年4月doi：10．3969／j．issn．1008—0198．2013．02．009转子过电压保护的有关问题分析李大公，熊尚峰，洪权，李辉，吴晋波(湖南省电力公司科学研究院，湖南长沙410007)摘要：对比分析工程上常用的两种转子过电压保护原理，并结合实例介绍整定原则及定值校验方法，论述近年来发生的3起转子过电压保护故障原因，供工程技术人员开展转子过电压保护相关工作时参考。关键词：转子过电压保护；整定原则；检验方法；故障分析中图分类号：TM311文献标识码：B文章编号：1008．0198(2013)02．0031．04板将导通

2、V1或V2，使非线性电阻接人转子两端。1转子过电压保护原理因图2中转子双向均有触发回路，因此称为双向型该保护的主要原理是过压感应板检测到过电压保护。后导通与非线性灭磁电阻串联的可控硅．将非线性灭磁电阻并联接人转子两端。利用非线性灭磁电阻的伏安特性来钳制转子电压。目前常用的转子过压保护分为单向型和双向型，基本原理一致，本文以南瑞电控公司和ABB公司生产的转子过电压保护为例，说明转子过电压原理。图1是南瑞电控公司的灭磁及过压保护原理图，60FR为主灭磁电阻，安装在转子侧(以灭磁开关断口为分界点)，61FR为辅助灭磁电阻，安装在可控硅侧。60FR和61FR均为氧化锌非线性电阻。CF2(CF1)为转子

3、过压感应板。当转子正图1南瑞电控灭磁及过压保护原理图向过压大于定值时，CF2(CF1)动作导通可控硅60SCR(61SCR)，60CT(61CT)流过电流时发出转子过压动作信号。当转子电压反向时，通过60D(6lD)将非线性电阻接人转子两端。图1中与60FR串联的开关接点是灭磁开关辅助接点。因图1中只有单向触发回路，因此称为单向型保护。图2为ABB公司的灭磁及过压保护原理图]。V1和V2分别为正向和反向可控硅．A02为转子过压感应板，R02为非线性灭磁电阻。K1，K2，K3分别接人不同的跳闸信号(保护动作、灭磁开关图2ABB灭磁及过压保护原理图跳闸、励磁调节器故障)。在跳闸信号动作时导通V1．

4、V2，将非线性电阻接人转子两端。正常运行单向型保护主要考虑正常运行时转子不应出现时．如果出现超过A02板定值的过电压时，A02反向电压．因此转子出现反向电压时直接通过二极收稿日期：2012—10—29·31·第33卷第2期湖南电力2013年4月管将非线性电阻接人转子两端，成本较低。但如果图4中元器件封装资料如表1。励磁调节时的换相电压峰值经常超过非线性电阻的表1过电压感应板元器件列表电压，那么建议采用双向型转子过压保护。因为此时在正常运行或逆变灭磁时，都会使非线性电阻的荷载率大大提高，非线性电阻将提前老化。转子过电压感应板的主要核心元件是BOD管，英文全称是BreakoverDiode，中文名

5、是折返二极管。目前只有国外少量厂家在生产。图3为BOD伏安特性曲线。假设CF板端口3接可控硅的门极，1接转子“+”4接转子“一”。，BOD导通时．门极电压为：注：0为转折电压；／Bo为转折电流；，H为通态维持电流；VH为通态压降。l4×0·23H(1)图3BOD伏安特性曲线BOD阻断时，门极电压为：当施加在BOD管的阳极与阴极之间的电压差R值达到其本身的转折电压(VBO)时，该管导通，×丽能够通过很大的尖峰脉冲电流；而当通过的电流减2．09×10～U14(2)／J,N低于其维持电流时，则自动阻断。BOD管的因过压整定值一般不超过3000V，U3的电压型号规格众多，从600V(有的厂家可低至40

6、0V)远远低于可控硅的触发电压(一般为2V左右)。到2500V，每100V分成一种规格，每种规格的ABB生产的转子过电压保护板原理与CF板类动作误差范围保持在-+50V；而2600V以上，则每似。在此不再赘述。200V分成一个规格，每种规格的动作误差范围保2整定原则持在_+100V。可以说，BOD管的覆盖范围比较广，可以满足不同等级、不同参数机组的需要。转子过电压保护的整定。除了要考虑过电压感图1中CF板的电路及其元器件封装资料如图应板的定值外，还要考虑非线性电阻的。电压4所示的选择。以250MW的水轮机组为例．额定转子电压为z县4s自389V．励磁变二次额定电压为780V，额定转子电一流为1

7、693A，强励倍数为2。乙。R52由v，2。R．6702．1过电压感应板定值zR53由v2R．660过电压感应板定值应高于最大整流电压的峰乙嚣口．v452。R．650值．同时还应高于灭磁装置正常动作时产生的过电R640～V2I＼v3s乙R．550压值；应低于可控硅整流桥的最大允许电压，应与R63。州0＼v乙R560转子可耐受电压相匹配且不得超过出厂试验时励磁R162^＼v377R57绕组对地试验电