摘要：本文闡述了目前大中型發(fā)電機(jī)組采用可控硅自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)產(chǎn)生的過高的尖峰過電壓對(duì)設(shè)備的危害，介紹了白山發(fā)電廠采用HK-LYB-2000型勵(lì)磁系統(tǒng)大能容尖峰過電壓抑制器的效果。

關(guān)鍵詞：同步發(fā)電機(jī)；尖峰過電壓；保護(hù)方法；抑制器

中圖分類號(hào)：TM331文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 可控硅換相在勵(lì)磁系統(tǒng)交直流側(cè)出現(xiàn)尖峰過電壓的機(jī)理及危害在靜止可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)中，勵(lì)磁電源輸出的大小由可控硅的導(dǎo)通角控制，在可控硅換相關(guān)斷過程中，由電路中激發(fā)起電磁能量的互相轉(zhuǎn)換和傳遞，其交流和直流側(cè)產(chǎn)生了尖峰過電壓。

對(duì)于換相尖峰電壓引起的勵(lì)磁故障，由于過電壓時(shí)間短（僅幾微秒），能量不集中，一般對(duì)絕緣形成不了直接擊穿，多為閃絡(luò)放電，形成非金屬擊穿，事故后絕緣能恢復(fù)，故障點(diǎn)不易查找。對(duì)于可控硅微秒級(jí)上升前沿的尖峰電壓來說，通過變壓器高低壓線圈的匝間雜散電容耦合也可產(chǎn)生感應(yīng)過電壓或反射波疊加過電壓。在脈沖變壓器的一側(cè)是可控硅幾千伏的高壓電位，另一側(cè)是十幾伏的低壓電子線路，稍有一點(diǎn)電位擾動(dòng)，就會(huì)從高壓側(cè)傳到低壓側(cè)，引起電子線路的紊亂。這種在高低壓懸殊的連接點(diǎn)、隔離點(diǎn)產(chǎn)生的感應(yīng)過電壓也是非可控硅電源沒有的，所以勵(lì)磁故障多從脈沖變處產(chǎn)生、發(fā)展。對(duì)不動(dòng)聲色這種過電壓曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)脈沖變發(fā)生擊穿，引起多次誤強(qiáng)勵(lì)和失磁故障。但更多的是故障發(fā)生后找不到脈沖變的擊穿點(diǎn)。

對(duì)于尖峰過電壓問題必須引起充分的重視，對(duì)已運(yùn)行的機(jī)組，可加強(qiáng)尖峰過電壓的吸收，并對(duì)薄弱的局部加強(qiáng)絕緣，但最終應(yīng)該用新的可靠的技術(shù)來解決問題。

目前東北電網(wǎng)公司白山發(fā)電廠采用的新型HK-LYB-2000型勵(lì)磁系統(tǒng)大能容尖峰過電壓抑制器對(duì)尖峰過電壓的抑制效果明顯，投運(yùn)幾年來情況良好，為白山發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行，提供了可靠的保障。

2 HK-LYB-2000型大能容過電壓抑制器的組成：

2.1 裝置主要由高能容氧化鋅壓敏電阻和進(jìn)口無感電阻、進(jìn)口高耐壓電容經(jīng)過詳細(xì)計(jì)算組合而成的綜合保護(hù)組合于一體的勵(lì)磁系統(tǒng)交直流側(cè)過電壓保護(hù)。

2.2 裝置配有特種熔斷器用來防止保護(hù)回路因老化擊穿造成的短路。

3 HK-LYB-2000大能容過電壓抑制器接線示意圖（見圖1）

4 HK-LYB-2000大能容過電壓抑制器的技術(shù)結(jié)論及主要優(yōu)點(diǎn)

此裝置保護(hù)器件少，電阻發(fā)熱量小。一方面通過壓敏電阻降低過電壓的幅值，同時(shí)由特殊阻容保護(hù)降低過電壓的陡度。

按照這種方式整定的過電壓保護(hù)，可以保護(hù)勵(lì)磁變及可控硅不至于因電壓過高造成絕緣損壞。壓敏電阻過電壓保護(hù)，無法吸收可控硅換相過電壓的尖峰毛刺，不能降低過電壓的前沿陡度，必須采用組容吸收裝置加以限制。

采用高能氧化鋅壓敏電阻及特殊阻容保護(hù)相配合可以保護(hù)勵(lì)磁變及可控硅不至于因電壓過高造成絕緣損壞，同時(shí)利用電容穩(wěn)壓和充電特性，吸收勵(lì)磁陽極過電壓尖峰毛刺，避免設(shè)備絕緣因尖峰電壓遭受軟擊穿。

該裝置體積小、造價(jià)低、使用壽命長、免維護(hù)運(yùn)行等性能指標(biāo)大大優(yōu)于普通過壓保護(hù)。具有接線簡單、成本低、故障率低、易于實(shí)現(xiàn)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用之特點(diǎn)。

5 HK-LYB-2000大能容過電壓抑制器在電白山電廠應(yīng)用效果對(duì)比試驗(yàn)

白山電廠一期1-3F機(jī)，二期4-5F機(jī)，豐滿電廠11-12F機(jī)，都安裝了HK-LYB-2000大能容過電壓抑制器。

5.1 試驗(yàn)接線圖（見圖2）：

圖2

5.2 試驗(yàn)步驟：

5.2.1 未投入HK-LYB-2000型大能容尖峰過電壓抑制器交流陽極側(cè)電壓波形圖（空載額定）見圖3

陽極電壓有效值：159.8×5.78＝923.6V

陽極電壓尖峰值：U△=0.8×200×5.78＝924.8V

5.2.2 投入HK-LYB-2000型大能容尖峰過電壓抑制器交流側(cè)電壓波形圖（空載額定）

陽極電壓有效值：159.8×5.78＝923.6V

陽極電壓尖峰值：U△=0.4×100×5.78＝231.2V

投入HK-LYB-2000型大能容尖峰過電壓抑制器后陽極交流側(cè)尖峰過電壓下降:

(924.8V－231.2V)÷924.8V×100%＝ 75%

5.2.3 未投入HK-LYB-2000型大能容尖峰過電壓抑制器直流側(cè)電壓尖峰值：

U△=13×（500÷5）＝1300V（未用分壓電阻）

5.2.4 投入HK-LYB-2000大能容過電壓抑制器

直流側(cè)電壓尖峰值：U△=2×（500÷5）＝200V（未用分壓電阻）

投入HK-LYB-2000大能容過電壓抑制器后直流側(cè)尖峰下降:

(1300V－200V)÷1300V×100%＝84.6%

5.3 試驗(yàn)結(jié)論

HK-LYB-2000大能容過電壓抑制器是目前為止對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)交流過電壓及尖峰過電壓吸收效果最好、安全系數(shù)最高的尖峰過電壓保護(hù)設(shè)備，并且適用于各種類型和容量的機(jī)組。

可以預(yù)見，該裝置將為我國采用靜止式可控硅自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)設(shè)備的安全提供最有效可靠的保障。

參考文獻(xiàn)

[1]郎紅軍，李彥煌，等.HK-LYB-2000型勵(lì)磁系統(tǒng)大能容尖峰過電壓抑制器的應(yīng)用[J].水電廠自動(dòng)化，2011(04).

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