勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)電壓保護(hù)裝置分析

標(biāo)簽：過(guò)壓保護(hù) 可控硅

1. 防止交、直流系統(tǒng)中暫態(tài)過(guò)電壓保護(hù)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(tǒng)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(zhuǎn)換和傳遞而引起的過(guò)電 壓。東方電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)中采用的過(guò)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(guò)壓保護(hù)

一個(gè)交流過(guò)壓保護(hù)電路放在每個(gè)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(guò)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(duì)于高頻尖峰電容表現(xiàn)為低阻抗并當(dāng)作一個(gè)濾波器。利用電容器兩端電壓不能突變，而 能儲(chǔ)存電能的基本特性和電容并聯(lián)有一個(gè)當(dāng)電容放電時(shí)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(cè)微動(dòng)開(kāi)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(guò)壓保護(hù)

在發(fā)電機(jī)機(jī)端故障如短路、 錯(cuò)誤同期和/或異步運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)的負(fù)勵(lì)磁電流， 該電流可能在勵(lì)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(duì)勵(lì)磁線圈的絕緣電壓(試 驗(yàn)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(cè)勵(lì)磁回路中的正和負(fù)的過(guò)電 壓。無(wú)論何時(shí)動(dòng)作，觸發(fā)相關(guān)的可控硅，立即連接非線性磁場(chǎng)保護(hù)電阻與轉(zhuǎn)子并聯(lián)。

磁場(chǎng)保護(hù)

磁場(chǎng)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(chǎng)斷路器+CROWBAR 電路的磁 場(chǎng)保護(hù)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(zhuǎn)折二極管檢測(cè)勵(lì)磁回路中的正和負(fù)的過(guò)電壓。無(wú)論何時(shí)動(dòng)作， 觸發(fā)相關(guān)的可控硅，立即連接非線性磁場(chǎng)保護(hù)電阻與轉(zhuǎn)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(jī)保護(hù)系統(tǒng)或內(nèi)部勵(lì)磁系統(tǒng)保護(hù)的跳閘 命令后啟動(dòng)磁場(chǎng)保護(hù)。CROWBAR 可控硅觸發(fā)立即連接磁場(chǎng)保護(hù)電阻與轉(zhuǎn)子并聯(lián)，使 勵(lì)磁電流換流到磁場(chǎng)保護(hù)電阻上。

通過(guò)磁場(chǎng)斷路器弧壓和磁場(chǎng)線圈間最大可允許的電壓來(lái)估算和調(diào)配滅磁電阻的值。也根 據(jù)發(fā)電機(jī)機(jī)端三相短路感應(yīng)的勵(lì)磁電流和/或空載運(yùn)行時(shí)頂值勵(lì)磁電流來(lái)估算將要吸收 的聚集在磁場(chǎng)線圈的能量。