发电机转子过电压的保护措施

在从事继电保护的工作汲取大量经验的同时再结合大量的工程实践，我认为在实际工程实施时，针对发电机转子过压问题采取针对性的保护措施，现分别阐述如下：

换相过电压的保护，由于其产生的频率高达300 Hz而且又是长期连续如此，因此用ZnO压敏电阻来吸收效果并不理想。这主要是因为ZnO 要求长期的荷电率限制在0.6 以下，即意味着不能采取频繁而连续地导通吸能，否则ZnO压敏电阻容易出现老化，漏电流上升，终导致其寿命会大大缩短。因此国内有些单位应用ZnO作尖峰吸收器时，都把ZnO的压敏电压取得很高，用意是以此降低荷电率。这仅仅为了保护 ZnO 自身安全，而对于其他相关设备的保护作用并不佳，甚至是形同虚设。

根据上述关于换相过电压产生的原因分析可见，其产生的源头在励磁变的漏感及线路电感，因此选择从头拦截相对来说效果会比较好。如果有多台整流柜并联运行，建议在总交流进线处集中设一组 GRC 即可。这是因为换相过电压的产生只决定于并联桥臂中后截止的那只可控硅， 而与并联桥臂的多少并无多大相关性。在可控硅换相t3~ t4阶段，LB次级绕组任意二相电流突变产生过电压时，都可以经过二极管D1~ D6对电容C充电，从而得到缓冲，降低了di/dt，限制了过电压。t4 时刻后，C上的电荷向电阻R释放，等待下一个周期再次吸收。二极管D1~ D6 的作用是：是可使三相共用一组R、C，这样可以比较有效地节省体积较大、价格较高的高压电容；其次是防止C上的电荷向励磁回路释放，避免在可控硅换相重叠瞬间二相短路时电容C突然放电产生的di/dt，损坏可控硅管；再次是可以避免电容C和回路电感产生振荡。

操作过电压、故障过电压、滑差过电压、不对称过电压等的保护，以上这四种过电压，均不是长期连续而只是偶然发生的，因此非常适合采用ZnO压敏电阻来进行保护。这主要是由于ZnO有优良的非线性伏安特性，一方面在大电流冲击下残压不高，保护特性较好；另一方面在过电压消失后，ZnO的续流迅速大幅度下降到 mA 级， 可以使过电压保护跨接器中的可控硅管自行关断。但是进口的跨接器采用SiC 作为吸能元件，这种元件漏电流大，过电压保护动作后不能实现自行关断， 采取停机复归，或者用熄灭线、瞬时逆变等复杂的操作后才可以复归，其可靠性相对较低，故很多进口的SiC跨接器大部分都改成ZnO跨接器，这种类型的过电压保护器在我国现已普遍推广使用。其工作原理如下：正常运行时不通，正向励磁电压被KP阻隔，反向虽然有二极管KP导通，但励磁电压反向峰值很低。因此D电阻RV承受电压不高，荷电率很低，可以其拥有长期的工作寿命，不易出现老化等问题。正向过电压袭来时，通过分压电阻R，使触发器CF动作，输出触发脉冲使KP触发导通，RV立即接人转子回路导通吸能限压；过电压消失后，RV的续流即下降到mA级，小于KP的维持电流，KP自行截止，跨接器复归关断。反向过电压由二极管D导通限压，同样自动恢复截止。正向过压保护动作电压值可以通过改变R1的阻值来整定，调整起来比较方便。

科勒发电机组