静止自并励励磁系统的保护及均流措施探讨

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1、第31卷第8期华电技术Vo1．3lNo．82009年8月HuadianTechnologyAug．2009静止自并励励磁系统的保护及均流措施探讨郑兵(中国神华能源股份有限公司国华惠州热电分公司，广东惠州516082)摘要：介绍了自并励励磁系统的过电压保护、过电流保护及其参数选择，探讨了并联可控硅整流桥的均流措施，以提高可控硅的使用寿命，保证电气设备的安全。关键词：自并励励磁系统；过电压保护；均流中图分类号：TM761．11文献标志码：B文章编号：1674—1951(2009)08—0057—020引言!：随着自并励励

2、磁系统的增多，其在电网中的重要性日益增强。由于保护措施的配置不完善，使得a单相交、直流侧b三相交、直流侧c并联于可控硅元件过压阻容保护过压阻容保护两端的阻容保护故障扩大化，经常发生严重损坏电气设备的事故。据统计，发电机故障中励磁系统的故障约占一半，因图1阻容吸收保护接线此，对于励磁系统的保护设计和配置问题应予重视。1．1交流侧阻容保护自并励励磁系统整流装置中的可控硅元件是整一般按断开空载变压器时产生的能量冲击来选个励磁装置中的重要器件，为了保证其安全、可靠地择阻容吸收保护的电容量。若该能量全部转换成电容器内的电场能量

3、，使电容器上的电压最高可达变长期运行，除了提高可控硅元件的产品质量、正确选压器副方额定电压幅值的倍，则电容器应储存的择可控硅元件的参数外，还必须在装置中适当地采最大电场能量为用保护措施。因为可控硅元件所承受的正向电压上升率和电流上升率有一定的限度，因此，转子励磁绕=—}c(K、，)=cf／o)，(1)组绝缘的耐压水平有限，如不采取适当的保护和抑式中：U㈤为变压器副方空载额定电压，V；C为电制措施，运行中就有可能超过容许范围，损坏励磁系容量，F。统中的有关部件。从而可得电容量为1过电压的保护日×_1^，(2)利用电容器

4、两端电压不能突变，而能储存电能式中：，【0。为折合到副方的激磁电流，A；，为电源频的基本特性，可以吸收瞬间的浪涌能量，限制过电率，Hz。压。为了限制电容器的放电电流，降低可控硅开通式(2)是理论上将变压器的全部磁场能量转换瞬间电容放电电流引起的正向电流上升率dl／dt，以成电容器贮存的电场能量，而使电压不超过K倍时及避免电容与回路电感产生振荡，通常在电容回路所需的电容值。实际上，断开变压器空载激磁电流上串入适当电阻，从而构成阻容吸收保护。一般可时，电弧要消耗大部分能量(如断路器触头断开电抑制瞬变电压不超过某一容许值，

5、作为交流侧、直流流，出现过电压时，电流已降低到激磁电流，n的侧及硅元件本身的过电压保护。20％～40％)。变压器铁心及导线电阻上也有损用于单相或三相交流侧、直流侧的过电压阻容耗，变压器和进线电缆的对地电容以及各种寄生电保护如图1a、图1b所示，并联于可控硅元件两端的容均有吸收作用，故实际选择阻容保护用电容器的阻容保护接线如图lc所示。用于三相交流侧的阻电容量C比式(2)的计算值要小，通常需乘上0．2～0．4或更小的修正系数。容保护通常采用△形接法以减小电容量，但耐压要求要高些。至于容许电压升高的倍数，一般选取K值为1

6、．3～1．5较为经济。收稿日期：2009—03—22所选电容器的额定电压，应不小于交流侧最高·58·华电技术第31卷工作电压峰值的1．1～1．5倍。绕组，其数值可超过交流侧三相短路时周期分量的在选定电容器作为储能元件后，一般应串人耗幅值。能电阻，避免电容与回路电感产生串联谐振，应选择(2)整流桥所连接的转子励磁绕组回路可能发电阻值如下生飞弧短路、转子绕组两点接地、直流母线间短路等R>2(3)故障。此种直流侧短路的故障电流同样流过某些桥为了避免可控硅管在开通过程中，因交流侧阻臂元件及变压器绕组，数值也同样可能很大。容保

7、护的放电电流流过可控硅管，造成过大的电流(3)全控整流桥在逆变工作状态下，由于逆变上升率而损坏可控硅元件，整流桥交流侧的阻容保角过小、交流电源电压消失，或者触发脉冲消失等护也可采用反向阻断式接线，如图2所示。当整流原因引起逆变换流失败，转子绕组通过某对桥臂元桥Z的交流侧发生过电压时，其直流侧的阻容保护件直通短路续流，使这些桥臂元件流过较正常工作可以吸收交流电源发生的浪涌电压，以避免可控硅电流大和持续时间长的电流。桥KZ承受过电压。而交流侧电压下降或短接时，(4)可控硅控制极受外部干扰信号而误触发、由于整流桥z的反向阻

8、断作用，可以阻止电容器向失脉冲而单相导通，或限制环节失灵使可控硅控制交流侧的可控硅元件放电。角过小等原因，均有可能使流过硅元件的电流大于正常工作值。对于这些情况，通常采用过电流保护措施，迅速将通过硅元件的电流予以限制，或者及时切断故障电流。在一般整流装置中采用的过载及短路保护为：在直流侧装设直流快速开关，其动作时间约10ms，它的主要作用是切断