勵磁系統(tǒng)過電壓保護(hù)裝置分析

標(biāo)簽：過壓保護(hù) 可控硅

1. 防止交、直流系統(tǒng)中暫態(tài)過電壓保護(hù)裝置說明

產(chǎn)生過電壓的原因，除了大氣過電壓外，主要是由于系統(tǒng)中斷路器操作過程，以及可控 硅元件本身換相關(guān)斷過程，在電路中激發(fā)起電磁能量的互相轉(zhuǎn)換和傳遞而引起的過電 壓。東方電機勵磁系統(tǒng)中采用的過電壓保護(hù)措施在交流側(cè)為阻容吸收保護(hù)，直流側(cè)為非 線性電阻。

AC 過壓保護(hù)

一個交流過壓保護(hù)電路放在每個整流橋的交流輸入側(cè)吸收由于可控硅換相引起的電壓 尖峰。交流過壓保護(hù)基本上由三相二極管整流橋和連接到它的直流輸出側(cè)的電容組成。 對于高頻尖峰電容表現(xiàn)為低阻抗并當(dāng)作一個濾波器。利用電容器兩端電壓不能突變，而 能儲存電能的基本特性和電容并聯(lián)有一個當(dāng)電容放電時吸收能量的充放電電阻。在該應(yīng) 用中的電容應(yīng)該能夠承受高的 di/dt。 二極管整流橋的交流側(cè)采用帶檢測微動開關(guān)的熔絲 進(jìn)行保護(hù)。 其接線方式采用反向阻斷式接線如圖所示。

圖一 反向阻斷式阻容吸收保護(hù)線路

DC 過壓保護(hù)

在發(fā)電機機端故障如短路、 錯誤同期和/或異步運行時產(chǎn)生感應(yīng)的負(fù)勵磁電流， 該電流可能在勵磁回路中引起高電壓。這樣的過電壓必須限制在一個對勵磁線圈的絕緣電壓(試 驗電壓)和整流可控硅的 PIV(峰值反向電壓)值足夠安全的范圍內(nèi)。為此通常采用所謂的 CROWBAR 電路。CROWBAR 電路采用轉(zhuǎn)折二極管檢測勵磁回路中的正和負(fù)的過電 壓。無論何時動作，觸發(fā)相關(guān)的可控硅，立即連接非線性磁場保護(hù)電阻與轉(zhuǎn)子并聯(lián)。

磁場保護(hù)

磁場保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)方案是應(yīng)用可控硅整流橋帶直流側(cè)磁場斷路器+CROWBAR 電路的磁 場保護(hù)方案，基于磁場斷路器的邏輯控制、CROWBAR 可控硅觸發(fā)和脈沖閉鎖。 CROWBAR 電路采用轉(zhuǎn)折二極管檢測勵磁回路中的正和負(fù)的過電壓。無論何時動作， 觸發(fā)相關(guān)的可控硅，立即連接非線性磁場保護(hù)電阻與轉(zhuǎn)子并聯(lián)邏輯控制同時送命令給： 磁場斷路器分閘， 立即使在接受到一個來自發(fā)電機保護(hù)系統(tǒng)或內(nèi)部勵磁系統(tǒng)保護(hù)的跳閘 命令后啟動磁場保護(hù)。CROWBAR 可控硅觸發(fā)立即連接磁場保護(hù)電阻與轉(zhuǎn)子并聯(lián)，使 勵磁電流換流到磁場保護(hù)電阻上。

通過磁場斷路器弧壓和磁場線圈間最大可允許的電壓來估算和調(diào)配滅磁電阻的值。也根 據(jù)發(fā)電機機端三相短路感應(yīng)的勵磁電流和/或空載運行時頂值勵磁電流來估算將要吸收 的聚集在磁場線圈的能量。