勵磁系統過(guò)電壓保護裝置分析

標簽：過(guò)壓保護 可控硅

1. 防止交、直流系統中暫態(tài)過(guò)電壓保護裝置說(shuō)明

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

AC 過(guò)壓保護

一個(gè)交流過(guò)壓保護電路放在每個(gè)整流橋的交流輸入側吸收由于可控硅換相引起的電壓 尖峰。交流過(guò)壓保護基本上由三相二極管整流橋和連接到它的直流輸出側的電容組成。 對于高頻尖峰電容表現為低阻抗并當作一個(gè)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(gè)當電容放電時(shí)吸收能量的充放電電阻。在該應 用中的電容應該能夠承受高的 di/dt。 二極管整流橋的交流側采用帶檢測微動(dòng)開(kāi)關(guān)的熔絲 進(jìn)行保護。 其接線(xiàn)方式采用反向阻斷式接線(xiàn)如圖所示。

圖一 反向阻斷式阻容吸收保護線(xiàn)路

DC 過(guò)壓保護

在發(fā)電機機端故障如短路、 錯誤同期和/或異步運行時(shí)產(chǎn)生感應的負勵磁電流， 該電流可能在勵磁回路中引起高電壓。這樣的過(guò)電壓必須限制在一個(gè)對勵磁線(xiàn)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。為此通常采用所謂的 CROWBAR 電路。CROWBAR 電路采用轉折二極管檢測勵磁回路中的正和負的過(guò)電 壓。無(wú)論何時(shí)動(dòng)作，觸發(fā)相關(guān)的可控硅，立即連接非線(xiàn)性磁場(chǎng)保護電阻與轉子并聯(lián)。

磁場(chǎng)保護

磁場(chǎng)保護的標準方案是應用可控硅整流橋帶直流側磁場(chǎng)斷路器+CROWBAR 電路的磁 場(chǎng)保護方案，基于磁場(chǎng)斷路器的邏輯控制、CROWBAR 可控硅觸發(fā)和脈沖閉鎖。 CROWBAR 電路采用轉折二極管檢測勵磁回路中的正和負的過(guò)電壓。無(wú)論何時(shí)動(dòng)作， 觸發(fā)相關(guān)的可控硅，立即連接非線(xiàn)性磁場(chǎng)保護電阻與轉子并聯(lián)邏輯控制同時(shí)送命令給： 磁場(chǎng)斷路器分閘， 立即使在接受到一個(gè)來(lái)自發(fā)電機保護系統或內部勵磁系統保護的跳閘 命令后啟動(dòng)磁場(chǎng)保護。CROWBAR 可控硅觸發(fā)立即連接磁場(chǎng)保護電阻與轉子并聯(lián)，使 勵磁電流換流到磁場(chǎng)保護電阻上。

通過(guò)磁場(chǎng)斷路器弧壓和磁場(chǎng)線(xiàn)圈間最大可允許的電壓來(lái)估算和調配滅磁電阻的值。也根 據發(fā)電機機端三相短路感應的勵磁電流和/或空載運行時(shí)頂值勵磁電流來(lái)估算將要吸收 的聚集在磁場(chǎng)線(xiàn)圈的能量。