专利名称:氧化锌电机转子过压保护装置的制作方法
本发明属于电气工程技术领域：
。用于大型同步电机的转子过电压保护。
发电机转子过电压保护装置是保护发电机转子绝缘使之不受各种过电压危害的必备装置。在发电机运行中如果发生转子回路开路或者在灭磁过程中由于自动灭磁开关并联电阻调整不当，以及电力系统中出现各种不对称故障时都有可能在发电机转子回路中产生过电压。
为了限制这些过电压，国内通常采用正反向可控硅与线性电阻串联的跨接保护方案，如图1所示。而国外则多采用正反向可控硅与碳化硅非线性电阻串联的方案。如图2所示。它们的共同点都是当过电压发生时打开相应极性的可控硅，并用与其串联的电阻器吸收其过电压的能量。不同的只是国内用的是线性电阻，国外用的是碳化硅非线性电阻。但是由于可控硅的响应速度不够快，一般从触发极给信号到可控硅导通需要5～6×10－6秒，所以回路中若出现电压上升率极高的过电压将难以有效地进行保护。另外可控硅的触发控制容易受到干扰而出现误动作。实际运行中国内这种跨接器曾多次出现误动作造成发电机失磁事故，间接经济损失巨大，以至有些电厂在迫不得以的情况下采用了解除跨接器运行的办法。这种办法实际上是使得电力系统中最重要的部件——发电机处在无过电压保护的状态下运行。这是十分危险的，一旦发生过电压将直接危害发电机转子绝缘的安全。造成重大事故。国内曾多次发生这类事故(可查阅白山、葛洲坝、丹江口电厂的有关事故和试验报告或记录)。
鉴于国内外所用跨接器的缺点，我们提出了一种新型发电机转子过电压保护装置。
本发明根据近年来氧化锌非线性电阻的发展状况，针对已有跨接器存在的缺点，研制出了一种简单、可靠的氧化锌非线性电阻发电机转子过电压保护装置。如图3所示。图中1是发电机转子绕组。2是可控硅静止励磁电源、3是自动灭磁开关，4是氧化锌非线性电阻，它可以兼做过电压保护的启动元件和吸能元件。由于氧化锌非线性电阻具有良好的非线性伏安特性，如图4所示。并且无极性差别，正反向曲线对称，残压与转折电压之比接近1，频率响应极快可达10－9秒以下，单片能容大，已达30千焦。如果将它的总转折电压通过不同转折电压的片子进行串联组合，选择在发电机转子绝缘允许值以下即可以有效地限制各种类型的过电压。在转折电压以下氧化锌非线性电阻的漏电流很小，仅在毫安量级。所以正常运行时可以直接连接在转子励磁绕组两端面不会产生任何不良影响。
对于采用与转子励磁绕组并联的非线性电阻灭磁装置来说，为了减少氧化锌非线性电阻元件的数量还可以采用图5线路，图中7是机械主通流开关和可控硅静止开关，作用是在快速灭磁保护动作时开断励磁电源。4非线性电阻它可兼做灭磁保护与转子过电压保护的吸能元件。5是二极管，正常运行时它可限制4中的漏电流，并在灭磁保护动作时提供电流通道。6是氧化锌非线性电阻，作为过电压保护的启动元件，提供过电压保护动作阀值，其转折电压U2可选取U2＜Um－U1，其中Um是转子允许承受的最高电压，U1为4的工作电压。当出现正向过电压时6动作，绕组两端电压限制在U1＋U2，过电压消除后6呈高阻即可恢复正常运行，对于反向过电压、二极管可以直接导通，绕组电压被限制在U1。
本发明较之现有技术具有过电压保护动作可靠，无误动作，频率响应快、元件少、线路简单、体积小、成本低等项优点，可以有效地保护发电机转子不受各种过电压的危害。
以国产SF125型水轮发电机组为例，选用图5结线，转子允许最高电压Um＝3000伏，工作电压U1＝2000伏，U2可取800伏，用国产高压配方氧化锌非线性电阻一片即可。
权利要求
一种非线性电阻同步电机转子过电压保护装置，其特征是采用氧化锌非线性电阻直接并联在同步电机转子绕组两端，作为同步电机转子过电压的保护装置。
专利摘要
氧化锌电机转子过压保护装置用于大型同步电机的转子过电压保护。同步发电机的转子在运行中会受到各种过电压的侵袭，为了保护转子绝缘不受破坏，需在转子回路中加装过电压保护装置。本装置利用氧化锌非线性电阻转折电压稳定，调整方便，能容大等优点，用它兼做过电压保护的启动元件和吸能元件，使之与转子绕组直接并联，可以有效地限制各种类型的过电压，达到保护发电机转子绝缘不受伤害的目的。
文档编号H02H9/04GK85201037SQ85201037
公开日1986年2月19日 申请日期1985年4月1日
发明者季幼章, 潘垣, 王川, 程济昌, 贺旦莉, 王士良, 朱仲彦, 黄河, 夏维东, 黄乔林 申请人:中国科学院合肥等离子体物理研究所, 华中工学院长江流域规划办公室导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan