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　　大型發電機低勵磁失步及轉子過電壓保護bookmark0（中國電力信息中心，北京刖言同步發電機無勵磁失步運行和在定子短路故障或非同期并列等異常運行時，轉子回路都會感應出較高的交流電勢。由于發電機的額定電壓隨著其額定容量的增大而不斷提高，以及可控硅整流勵磁的利用，使得同步發電機轉子回路過電壓問題更加顯得突出。為此，這方面的保護應運而生，但由于設計和元器件質量不良，曾引起過不少故障和事故，如白山發電廠的1C機，廣西大化水電廠的3機，富春江電廠的3C、4C機和豐滿發電廠的9號機都因為采用的保護存在問題，導致發電機和電網出現了事故。

　　2型低勵磁失步保護為例說明之。在發電機穩態運行時，從發電機定子端頭檢測出的輸出功率！作為動作量和從勵磁繞組端頭檢測勵磁電壓"l作為制動量所構成的"L！元件組加上滑差元件和檢測元件和檢測主變高壓側電壓的低電壓元件等共同構成BSB-2型低勵磁失步保護裝置，見。

　　設發電機有功功率為！時，降低勵磁達到靜態穩定邊界的勵磁電壓稱之為極限勵磁電壓"L，相對應發電機的同步電勢稱之為極限電勢。根據發電機的功）角特性方程式：貝丨（1）簡化為！：或寫成E：發電機容易失步。的高滑差元件選用S即定子電流周期5s，S>2%時，高滑差元件作用于跳閘，機組與系統解列。中，當系統電壓下降到85%，延時0.5s后跳閘解列。

　　發電機轉子回路過電壓保護bookmark3代入！式shing網等異常情況時，轉子繞組會感應出較高交流電勢。過去國內多采用間隙放電保護，其主要問題是間隙很難調整，因影響動作電壓的因素太多，放電后又常不能自動滅弧。改用磁吹避雷器后，雖具有滅弧功能，但磁吹避雷器容易爆炸，例如洛河電廠75避雷器，投運后3年內爆炸了10只。

　　法國CEM工廠300MW發電機轉子系交流電經半導體整流后加給轉子回路。整流器反向不導通，在交流負半周時，半導體整流管截止，相當于對轉子線圈施加一個高電壓。因轉子繞組的電感很大，交流勵磁電流由正半周過零向負半周時，轉子電流大幅度變化，此時轉子繞組也產生自感過電壓。為此大型發電機轉子回路都設有過電壓保護。

　　3.1HCK過電壓保護的工作原理法國CEM工廠的300MW發電機轉子回路采用瑞士BBG公司的HCK過電壓保護裝置，如。

　　HCK是一種機電式過電壓保護裝置，當轉子回路LQ產生過電壓時，放電器FD被擊穿，保險絲RD通過電流被熔斷，牽動彈簧TH使開關K觸頭在5ms內閉合并將FD和RD旁路。從看出，HCK系統能防止轉子回路過電壓。其主要缺點是一經過電壓動作后不能自動恢復，必須停機復歸。當運行中發生一次轉子回路過電壓動作后，在停機處理前，轉子回路LQ只能通過電阻R上的壓降來決定。放電器FD不再起作用，實際上失去了過電壓保護的作用。

　　3.2壓敏電阻跨接法可自動復歸3.2.1葛洲壩電廠125MW發電機轉子過電壓保護裝置為葛洲壩電廠125MW水輪發電機轉子回路過電壓保護裝置，為瑞典ASEA公司產品。從圖中看出，當觸發器（中反=）的電壓使KP和KP2導通，經SiC壓敏電阻控制勵磁回路LQ的過電壓。

　　當壓敏電阻的漏電流甚小時，KP和KP2截止，似乎能實現該裝置的自動復歸，但實際上SiC元件的維持電流，故KP動作后實際不能自動復歸。而且SiC壓敏電阻殘壓高和耗功率大，運行中能達900W，要靠風扇冷卻，增加廠用電。此裝置必須改進。

　　3.2.2改進后的ASLG裝置由合肥中國科學院等離子體物理研究所（以下簡稱等離體所）提出的方案，即中的SiC壓敏電阻，改用該所研制的氧化鋅（ZnO）壓敏電阻，解決了自動復歸，功耗亦顯著降低。

　　從看出，ZcO的伏安特性明顯優于SiO.圖中！0mA系指當電流10mA所對應的殘壓；！200A即大電流200A沖擊下的殘壓；！200A/！0mAG"，稱殘壓比。等離體所研制的高能ZnO壓敏電阻的" <1.6.為壓敏電阻工作電壓峰值，Sl稱荷電率，即！/！0mA之比，Sl的大小決定壓敏電阻的壽命。等離體所的ZnO壓敏電阻規定：在40K溫度下，當Sl%0. 7時的壽命大于80a；如Sl>0. 7則其壽命將急劇下降。

　　采用交直流勵磁的汽輪發電機轉子的工作電壓較低，可滿足Sl<0. 6，可采用ZnO壓敏電阻跨接。為防止個別支路ZnO在異常情況下被擊穿，每一支路都串有熔斷器TRD.此法簡單可靠，清河、非線性-特性不良，的漏c電流往往大（于可控硅貓shingl、諫璧等電廠已運行多年，情況良好。建議原用SiC跨接的保護回路的機組，可改用高能ZnO壓敏電阻替代，改進后的ASLG型保護仍繼續可用。3.3選擇ZnO壓敏電阻應注意的問題壓敏電壓的選擇壓敏電壓即ZnO的標稱電壓，一般用-ia標出，為電流1mA時的壓敏電壓。壓敏電阻的工作電壓峰值-8系指在工作狀態下的峰值。設轉子額定勵磁電壓311V，設交流電壓變動±5%，其-S/V離子體所要求Sl%0.6，按該所要求計算，則-/ =770，即選用壓敏電壓。

　　等級電壓和沖擊電壓下的殘壓等級電壓又名限制電壓，表示壓敏電阻在工作區間的限制電壓特性。在規定電流下，壓敏電阻正反兩向的端電壓越低的保護水平越高。該值與壓敏電壓之比稱殘壓比，用0表示，一般有―1、和數種。等離體所的Zn的0<1. 6，系指ZnO壓敏電阻以其通流能力大而優于其它保護器件，對8/20！s的標準電流波，荷電率通流密度可達2000A/cm2以上。沖擊電流能力是衡量壓敏電阻優劣的重要指標。標準規定用8/20！波沖擊2次后，壓敏電壓的變化不大于±10%.沖擊后兩個方向的壓敏電壓都降低，繼續使用時荷電率增加且壽命縮短，所以應選用壓敏電壓變化率小的。

　　3.3.4高溫負荷耐久性高溫負荷耐久性是在強負荷加速情況下考核壓敏電阻的壽命標準規定在85T下施加最大連續電壓1000h，壓敏電阻變化率％趙旺初1920―），男，1945年浙江大學電機工程系畢業。

　　1981年首批被授予高級工程師，1988年首批被授予教授級高級工程師，1992年被列入中國電力人物志，曾任電力科學院帶薪碩士生導師，澠池電廠總工，現己退休。

　　東方電機兩項產品榮獲四川省優秀新產品一等獎一份耕耘，一份收獲。2003年5月7日從四川省工業技術創新中心傳來喜訊，東方電機股份有限公司開發的李家峽400MW蒸發冷卻水輪發電機和伊朗325MW汽輪發電機兩項產品榮獲四川省優秀新產品一等獎。

　　蒸發冷卻技術是我國具有完全自主知識產權的新技術，它較傳統的電機冷卻技術有明顯的優越性，不僅突破空冷發電機設計制造的極限容量，而且能夠在大中型發電機的增容改造和抽水蓄能機組上有良好的應用前景。李家峽400MW定子繞組蒸發冷卻水輪發電機的成功研制標志著東方電機股份有限公司在發電機新型冷卻技術的創新方面走在世界同行的前列，為我國巨型水輪發電機和大型發電電動機的發展開拓了廣闊的道路。

　　東方電機股份有限公司為伊朗阿拉克電站設計制造的4臺325MW汽輪發電機，是我國目前出口進入國際市場的單機容量最大和電站總裝機容量最大的汽輪發電機，成功樹立起了中國發電設備在中東市場的良好形象。