一种用于发电机灭磁的自动均流型氧化锌电阻装置的制作方法

1.本发明涉及发电机灭磁及过电压防护领域，尤其涉及一种用于发电机灭磁的自动均流型氧化锌电阻装置。


背景技术：

2.发电机在运行过程中，如果发生发电机故障等突发事件，需立刻断开机组和系统的连接。此时，机组定子、转子储存大量能量，首先需切断励磁电源，同时应闭合转子回路，尽快地将定、转子绕组储存的能量释放出去。如不采取措施将会发生定、转子绝缘破坏，甚至烧毁铁芯的事故。而在闭合转子的时候，设计者有意识的加入了耗能电阻，使其能量消耗过程加速。减少事故对发电机的损坏。
3.由于高能zno电阻具有高能容、非线性突变硬特性使灭磁快等优点，遂将其应用于发电机励磁系统的灭磁及过电压保护，开始大范围应用于中、小型水轮发电机组。zno电阻由于其突变硬特性和负阻特性，而且其制造材质在破坏性能量冲击下，回路呈现短路状态即热崩溃。因此在使用中须加装熔断器，保证安全使用。zno电阻的热崩溃所造成的安全隐患，和加装熔断器需占用过大的空间，一直困扰着励磁界。
4.故，在发电机机组中需要用到用于发电机灭磁的自动均流型氧化锌电阻装置对其进行灭磁及过电压保护，克服了zno电阻的热崩溃并取消了熔断器。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于，提供一种用于发电机灭磁的自动均流型氧化锌电阻装置，其要解决如何对发电机机组进行灭磁及过电压保护并克服了zno电阻的热崩溃并取消了熔断器。
6.本发明通过如下技术方案实现：
7.一种用于发电机灭磁的自动均流型氧化锌电阻装置，其包括：多个均流支路，多个所述均流支路并联后电连接在发电机转子绕组两端，所述均流支路包括高能氧化锌电阻组件以及碳化硅电阻阀片，所述高能氧化锌电阻组件和所述碳化硅电阻阀片串联。
8.前述的用于发电机灭磁的自动均流型氧化锌电阻装置中，更进一步地，所述高能氧化锌电阻组件包括多个高能氧化锌电阻阀片，且多个所述高能氧化锌电阻阀片依次串联。
9.前述的用于发电机灭磁的自动均流型氧化锌电阻装置中，更进一步地，所述用于发电机灭磁的自动均流型氧化锌电阻装置还包括用于安装所述高能氧化锌电阻阀片和所述碳化硅电阻阀片的支撑架组件，所述安装组件包括支撑座和支撑杆。
10.本发明的有益效果是：本发明的用于发电机灭磁的自动均流型氧化锌电阻装置，通过将高能氧化锌电阻组件和碳化硅电阻阀片串联形成均流支路，并将多个均流支路并联，然后接入发电机转子绕组两端，通过高能氧化锌电阻组件以及碳化硅电阻阀片自身的特性，对发电机的线圈进行灭磁及过电压保护，从而实现保护发电机的目的。同时，将高能
氧化锌电阻组件和碳化硅电阻阀片串联后，能够利用高能氧化锌电阻组件和碳化硅电阻阀片自身的特性，实现自动均流，克服了zno电阻的热崩溃并取消了熔断器。
附图说明
11.图1是氧化锌电阻以及碳化硅电阻的伏安特性曲线图；
12.图2和图3是氧化锌电阻热崩溃产生的机理；
13.图4是本发明的用于发电机灭磁的自动均流型氧化锌电阻装置的电路原理的示意图；
14.图5是本发明的用于发电机灭磁的自动均流型氧化锌电阻装置的结构示意图。
15.图中标号含义如下：
16.10-均流支路；11-高能氧化锌电阻组件；12-碳化硅电阻阀片；20-支撑架组件；21-支撑座；22-支撑杆。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.目前，国内的中、小型发电机机组中，主要采用高能氧化锌电阻进行灭磁。然而，氧化锌电阻的伏安特性较硬，即电压微小的变化，电流呈指数倍增长，如图1中的曲线1所示；同时，氧化锌电阻还存在负阻特性，即电阻随温度增加而减小，从而导致氧化锌电阻容易产生热崩溃并击穿短路。其热崩溃形成机理如下：如图2所示，氧化锌非线性电阻在制作过程中，如果电阻片中内部某区域或者并联的某支路的电阻rt相对其他偏小，因此氧化锌非线性电阻片在放电工作过程中，如图3所示，rt吸收的能量相对较大，其温升t相对升高，负阻特性使其阻值rt变小，因氧化锌电阻伏安特性较硬即电流增大电压基本不变，进一步使流经rt的电流增大，如此循环往复，最终导致氧化锌非线性电阻的热崩溃击穿短路。击穿短路又是灭磁所不能允许的。因此，在使用氧化锌电阻进行灭磁时，需要在氧化锌电阻阀片组成的灭磁支路上，串联体积较大的快速熔断器，以保证灭磁支路的工作安全。
19.而碳化硅电阻的伏安特征偏软，即导通的电流随电压的增大而增大，如图1中的曲线2所示。发明人在研究过程中发现，将碳化硅电阻与氧化锌电阻串联接入电路后，当电路中的某支路氧化锌电阻的电阻较其他支路偏小时，碳化硅电阻的软特性限制了该支路电流的急剧增大。因为碳化硅电阻与氧化锌电阻不同，电流的增大电压也随着增大，各支路又是并联关系，从而限制了该支路电压增大，也就限制了电流急剧增加。从而保证流过各支路氧化锌电阻的电流基本均等，也就是实现了自动均流，保证了氧化锌电阻的使用安全。
20.故，将氧化锌电阻和碳化硅电阻进行串联后，能够使氧化锌电阻和碳化硅电阻实现优势互补，实现自动均流，使本装置既把体积缩小近5倍又提高了工作安全性。
21.其方案通过以下实施例进行进一步说明：
22.如图4-5所示，一种用于发电机灭磁的自动均流型氧化锌电阻装置，其包括：多个均流支路10，多个所述均流支路10并联后电连接在发电机转子绕组两端，所述均流支路10包括高能氧化锌电阻组件11以及碳化硅电阻阀片12，所述高能氧化锌电阻组件11和所述碳化硅电阻阀片12串联。
23.所述高能氧化锌电阻组件11包括多个高能氧化锌电阻阀片，且多个所述高能氧化锌电阻阀片依次串联；所述碳化硅电阻阀片12由单个碳化硅电阻阀片构成。
24.其中，高能氧化锌电阻阀片由氧化锌等多种原料通过特殊工艺烧结而成；碳化硅电阻阀片由碳化硅等多种原料通过特殊工艺烧结而成。
25.在本实施例中，高能氧化锌电阻组件11由多个高能氧化锌电阻阀片串联形成；碳化硅电阻阀片12由单个碳化硅电阻阀片构成。故，高能氧化锌电阻组件11或碳化硅电阻阀片12的能容可根据实际需要组合高能氧化锌电阻阀片或碳化硅电阻阀片。
26.在本实施例中，多个均流支路10并联，然后接入灭磁回路之中。因此，用于发电机灭磁的自动均流型氧化锌电阻装置的均流原理如下：如图4所示，假如均流支路10中的某个电阻阀片的瞬时阻值偏小时，该均流支路10的电流势必要增大。由于碳化硅电阻阀片的伏安曲线偏软，与高能氧化锌电阻阀片的电阻特性不同，流经碳化硅电阻阀片的电流变大时，该碳化硅电阻阀片两端的电压势必要增大，但各个均流支路10均是并联关系，从而限制了电阻发生变化的均流支路10两端的电压产生变化，也就钳制了该支路的电流的急剧上升，迫使各均流支路10之间实现自动均流。从而起到保护均流支路10内氧化锌电阻阀片不会热崩溃击穿，也就不用串熔断器了。
27.此外，由于用于发电机灭磁的自动均流型氧化锌电阻装置电连接在发电机转子绕组两端，即当发电机产生过电压超过氧化锌电阻组件阈值时，用于发电机灭磁的自动均流型氧化锌电阻装置能够吸收过电压产生的能量，从而起到对发电机的过电压防护。
28.如图5所示，所述用于发电机灭磁的自动均流型氧化锌电阻装置还包括用于安装所述高能氧化锌电阻阀片和所述碳化硅电阻阀片的支撑架组件20，所述安装组件包括支撑座21和支撑杆22。
29.其中，在本实施例中，高能氧化锌电阻阀片和碳化硅电阻阀片均为圆柱状，且中心设置有与支撑杆22相配合的通孔。支撑杆22通过通孔将高能氧化锌电阻阀片和碳化硅电阻阀片串联在一起，并通安装在支撑座21上。
30.在本发明的描述中，此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
31.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
32.在本发明的实施方式的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的实施方式和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的实施方式的限制。
33.在本发明的实施方式中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
34.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
35.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。