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　　大型發(fā)電機(jī)低勵(lì)磁失步及轉(zhuǎn)子過電壓保護(hù)bookmark0（中國電力信息中心，北京刖言同步發(fā)電機(jī)無勵(lì)磁失步運(yùn)行和在定子短路故障或非同期并列等異常運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子回路都會(huì)感應(yīng)出較高的交流電勢(shì)。由于發(fā)電機(jī)的額定電壓隨著其額定容量的增大而不斷提高，以及可控硅整流勵(lì)磁的利用，使得同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路過電壓問題更加顯得突出。為此，這方面的保護(hù)應(yīng)運(yùn)而生，但由于設(shè)計(jì)和元器件質(zhì)量不良，曾引起過不少故障和事故，如白山發(fā)電廠的1C機(jī)，廣西大化水電廠的3機(jī)，富春江電廠的3C、4C機(jī)和豐滿發(fā)電廠的9號(hào)機(jī)都因?yàn)椴捎玫谋Ｗo(hù)存在問題，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)出現(xiàn)了事故。

　　2型低勵(lì)磁失步保護(hù)為例說明之。在發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，從發(fā)電機(jī)定子端頭檢測出的輸出功率！作為動(dòng)作量和從勵(lì)磁繞組端頭檢測勵(lì)磁電壓"l作為制動(dòng)量所構(gòu)成的"L！元件組加上滑差元件和檢測元件和檢測主變高壓側(cè)電壓的低電壓元件等共同構(gòu)成BSB-2型低勵(lì)磁失步保護(hù)裝置，見。

　　設(shè)發(fā)電機(jī)有功功率為！時(shí)，降低勵(lì)磁達(dá)到靜態(tài)穩(wěn)定邊界的勵(lì)磁電壓稱之為極限勵(lì)磁電壓"L，相對(duì)應(yīng)發(fā)電機(jī)的同步電勢(shì)稱之為極限電勢(shì)。根據(jù)發(fā)電機(jī)的功）角特性方程式：貝丨（1）簡化為！：或?qū)懗蒃：發(fā)電機(jī)容易失步。的高滑差元件選用S即定子電流周期5s，S>2%時(shí)，高滑差元件作用于跳閘，機(jī)組與系統(tǒng)解列。中，當(dāng)系統(tǒng)電壓下降到85%，延時(shí)0.5s后跳閘解列。

　　發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路過電壓保護(hù)bookmark3代入！式shing網(wǎng)等異常情況時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組會(huì)感應(yīng)出較高交流電勢(shì)。過去國內(nèi)多采用間隙放電保護(hù)，其主要問題是間隙很難調(diào)整，因影響動(dòng)作電壓的因素太多，放電后又常不能自動(dòng)滅弧。改用磁吹避雷器后，雖具有滅弧功能，但磁吹避雷器容易爆炸，例如洛河電廠75避雷器，投運(yùn)后3年內(nèi)爆炸了10只。

　　法國CEM工廠300MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子系交流電經(jīng)半導(dǎo)體整流后加給轉(zhuǎn)子回路。整流器反向不導(dǎo)通，在交流負(fù)半周時(shí)，半導(dǎo)體整流管截止，相當(dāng)于對(duì)轉(zhuǎn)子線圈施加一個(gè)高電壓。因轉(zhuǎn)子繞組的電感很大，交流勵(lì)磁電流由正半周過零向負(fù)半周時(shí)，轉(zhuǎn)子電流大幅度變化，此時(shí)轉(zhuǎn)子繞組也產(chǎn)生自感過電壓。為此大型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路都設(shè)有過電壓保護(hù)。

　　3.1HCK過電壓保護(hù)的工作原理法國CEM工廠的300MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路采用瑞士BBG公司的HCK過電壓保護(hù)裝置，如。

　　HCK是一種機(jī)電式過電壓保護(hù)裝置，當(dāng)轉(zhuǎn)子回路LQ產(chǎn)生過電壓時(shí)，放電器FD被擊穿，保險(xiǎn)絲RD通過電流被熔斷，牽動(dòng)彈簧TH使開關(guān)K觸頭在5ms內(nèi)閉合并將FD和RD旁路。從看出，HCK系統(tǒng)能防止轉(zhuǎn)子回路過電壓。其主要缺點(diǎn)是一經(jīng)過電壓動(dòng)作后不能自動(dòng)恢復(fù)，必須停機(jī)復(fù)歸。當(dāng)運(yùn)行中發(fā)生一次轉(zhuǎn)子回路過電壓動(dòng)作后，在停機(jī)處理前，轉(zhuǎn)子回路LQ只能通過電阻R上的壓降來決定。放電器FD不再起作用，實(shí)際上失去了過電壓保護(hù)的作用。

　　3.2壓敏電阻跨接法可自動(dòng)復(fù)歸3.2.1葛洲壩電廠125MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過電壓保護(hù)裝置為葛洲壩電廠125MW水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路過電壓保護(hù)裝置，為瑞典ASEA公司產(chǎn)品。從圖中看出，當(dāng)觸發(fā)器（中反=）的電壓使KP和KP2導(dǎo)通，經(jīng)SiC壓敏電阻控制勵(lì)磁回路LQ的過電壓。

　　當(dāng)壓敏電阻的漏電流甚小時(shí)，KP和KP2截止，似乎能實(shí)現(xiàn)該裝置的自動(dòng)復(fù)歸，但實(shí)際上SiC元件的維持電流，故KP動(dòng)作后實(shí)際不能自動(dòng)復(fù)歸。而且SiC壓敏電阻殘壓高和耗功率大，運(yùn)行中能達(dá)900W，要靠風(fēng)扇冷卻，增加廠用電。此裝置必須改進(jìn)。

　　3.2.2改進(jìn)后的ASLG裝置由合肥中國科學(xué)院等離子體物理研究所（以下簡稱等離體所）提出的方案，即中的SiC壓敏電阻，改用該所研制的氧化鋅（ZnO）壓敏電阻，解決了自動(dòng)復(fù)歸，功耗亦顯著降低。

　　從看出，ZcO的伏安特性明顯優(yōu)于SiO.圖中！0mA系指當(dāng)電流10mA所對(duì)應(yīng)的殘壓；！200A即大電流200A沖擊下的殘壓；！200A/！0mAG"，稱殘壓比。等離體所研制的高能ZnO壓敏電阻的" <1.6.為壓敏電阻工作電壓峰值，Sl稱荷電率，即！/！0mA之比，Sl的大小決定壓敏電阻的壽命。等離體所的ZnO壓敏電阻規(guī)定：在40K溫度下，當(dāng)Sl%0. 7時(shí)的壽命大于80a；如Sl>0. 7則其壽命將急劇下降。

　　采用交直流勵(lì)磁的汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的工作電壓較低，可滿足Sl<0. 6，可采用ZnO壓敏電阻跨接。為防止個(gè)別支路ZnO在異常情況下被擊穿，每一支路都串有熔斷器TRD.此法簡單可靠，清河、非線性-特性不良，的漏c電流往往大（于可控硅貓shingl、諫璧等電廠已運(yùn)行多年，情況良好。建議原用SiC跨接的保護(hù)回路的機(jī)組，可改用高能ZnO壓敏電阻替代，改進(jìn)后的ASLG型保護(hù)仍繼續(xù)可用。3.3選擇ZnO壓敏電阻應(yīng)注意的問題壓敏電壓的選擇壓敏電壓即ZnO的標(biāo)稱電壓，一般用-ia標(biāo)出，為電流1mA時(shí)的壓敏電壓。壓敏電阻的工作電壓峰值-8系指在工作狀態(tài)下的峰值。設(shè)轉(zhuǎn)子額定勵(lì)磁電壓311V，設(shè)交流電壓變動(dòng)±5%，其-S/V離子體所要求Sl%0.6，按該所要求計(jì)算，則-/ =770，即選用壓敏電壓。

　　等級(jí)電壓和沖擊電壓下的殘壓等級(jí)電壓又名限制電壓，表示壓敏電阻在工作區(qū)間的限制電壓特性。在規(guī)定電流下，壓敏電阻正反兩向的端電壓越低的保護(hù)水平越高。該值與壓敏電壓之比稱殘壓比，用0表示，一般有―1、和數(shù)種。等離體所的Zn的0<1. 6，系指ZnO壓敏電阻以其通流能力大而優(yōu)于其它保護(hù)器件，對(duì)8/20！s的標(biāo)準(zhǔn)電流波，荷電率通流密度可達(dá)2000A/cm2以上。沖擊電流能力是衡量壓敏電阻優(yōu)劣的重要指標(biāo)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定用8/20！波沖擊2次后，壓敏電壓的變化不大于±10%.沖擊后兩個(gè)方向的壓敏電壓都降低，繼續(xù)使用時(shí)荷電率增加且壽命縮短，所以應(yīng)選用壓敏電壓變化率小的。

　　3.3.4高溫負(fù)荷耐久性高溫負(fù)荷耐久性是在強(qiáng)負(fù)荷加速情況下考核壓敏電阻的壽命標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在85T下施加最大連續(xù)電壓1000h，壓敏電阻變化率％趙旺初1920―），男，1945年浙江大學(xué)電機(jī)工程系畢業(yè)。

　　1981年首批被授予高級(jí)工程師，1988年首批被授予教授級(jí)高級(jí)工程師，1992年被列入中國電力人物志，曾任電力科學(xué)院帶薪碩士生導(dǎo)師，澠池電廠總工，現(xiàn)己退休。

　　東方電機(jī)兩項(xiàng)產(chǎn)品榮獲四川省優(yōu)秀新產(chǎn)品一等獎(jiǎng)一份耕耘，一份收獲。2003年5月7日從四川省工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中心傳來喜訊，東方電機(jī)股份有限公司開發(fā)的李家峽400MW蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機(jī)和伊朗325MW汽輪發(fā)電機(jī)兩項(xiàng)產(chǎn)品榮獲四川省優(yōu)秀新產(chǎn)品一等獎(jiǎng)。

　　蒸發(fā)冷卻技術(shù)是我國具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)，它較傳統(tǒng)的電機(jī)冷卻技術(shù)有明顯的優(yōu)越性，不僅突破空冷發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)制造的極限容量，而且能夠在大中型發(fā)電機(jī)的增容改造和抽水蓄能機(jī)組上有良好的應(yīng)用前景。李家峽400MW定子繞組蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機(jī)的成功研制標(biāo)志著東方電機(jī)股份有限公司在發(fā)電機(jī)新型冷卻技術(shù)的創(chuàng)新方面走在世界同行的前列，為我國巨型水輪發(fā)電機(jī)和大型發(fā)電電動(dòng)機(jī)的發(fā)展開拓了廣闊的道路。

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