阻容保护在水电厂励磁系统的应用.doc

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1、阻容保护在水电厂励磁系统的应用摘要：本文介绍和分析了在丰满发电厂自并励励磁系统上应用的阻容保护的原理、设计选型和试验。通过阻容保护在丰满发电厂自并励励磁系统上的应用，保证了励磁系统和机组及电网的安全运行，提高了电厂运行的安全可靠性，取得了较好的经济和社会效益。Abstract:Thispaperintroducesandanalysestheprinciple、designandexperimentofresistance-capacitanceprotectionintheselfexcitationfieldsysteminFengmanpowerplant.Theselfe

2、xcitationfieldsystemandgeneratorandthegridrunsafely,theoperationreliabilityofFengmanPowerPlantisimprovedgreatlyandhighereconomicandsocialbenefitarebroughtoutbytheapplicationofresistance-capacitanceprotectionintheselfexcitationfieldsystem.关键词：自并励励磁系统；阻容保护；应用KeyWords:selfexcitationfieldsystem;r

3、esistance-capacitanceprotection;application0概述励磁系统作为电力系统的重要设备，能否正常工作,直接影响到发电站的安全、经济和稳定运行。[1]发电机励磁系统为发电机提供励磁电流，它的正常运行是发电机稳定运行的保障。由于采用了可控硅整流，在可控硅导通和截止时会引起短时的换相过电压。换相过电压是周期性的陡脉冲信号，整流系统在为发电机提供励磁电流的同时，该过电压也将持续作用在励磁变压器以及同步发电机转子的主绝缘上。长时间的过电压作用会引起主绝缘的绝缘性能劣化产生局部放电现象；局部放电的发展将使绝缘性能劣化，最终使绝缘破坏。[2]因此对可控硅整流

4、装置的过压采取措施进行保护显得极其重要，过压保护保证了励磁系统乃至机组及电力系统的安全运行。可控硅换相过电压有三个特点，一是周期性很强，每个周期产生六个换相缺口，其中有两个是本相可控硅换相产生，另外四个是其它相可控硅产生；二是一致性也很强，换相过电压尖峰毛刺都是在可控硅换相关断瞬间产生，这是由于可控硅反向恢复电荷不能突变的原因；三是尽管每个尖峰毛刺能量不是很大，但每个周期产生6个尖峰，连续运行总能量很大。为了保证励磁系统安全可靠地工作，延长功率元件的使用寿命，除了提高功率元件的产品质量和在设计时正确选择功率元件的参数、并留有一定的安全裕度外，还必须将过电压、过电流和电压上升率、电

5、流上升率限制在功率元件所允许的范围之内，以保证其安全可靠地运行。[3]阻容保护的原理都是利用电容两端电压不能突变的原理，将换相过程中由于变压器漏感及线路电感中电流突变而产生的过电压能量，以电场能的形式储存在电容中；从而达到对换相过电压进行抑制的效果。电阻为耗能元件，用于限制可控硅元件导通时电容器放电电流所引起的电流上升率，同时可防止回路中的L、C元件形成谐振。通常，对于可控硅整流装置，阻容保护有四种形式：三相三角形接法、三相星型接法、整流式的阻容抑制以及在单个硅元件上并上RC串连电路。[4]1阻容保护应用下面以丰满发电厂11号机为例，介绍和分析一下阻容保护在丰满发电厂自并励励磁系

6、统上的应用。1.1阻容保护装置设计丰满三期11F机励磁系统阻容吸收过压保护装置采用压敏电阻（浪涌吸收器）与RC阻容保护相配合，接线方式为三角形接法（如下图）。装置配有特种熔断器用来防止保护回路因老化击穿造成的短路。利用电容器两端电压不能突变，而能储存电能的基本特性，可以吸收瞬间的浪涌能量，限制过电压。为了限制电容器的放电电流，降低可控硅开通瞬间电容放电电流引起的正向电流上升率di/dt，以及避免电容与回路电感产生振荡，通常在电容回路上串入适当电阻，从而构成阻容吸收保护，一般可抑制瞬变电压不超过某一允许值，可作为交流侧、直流侧以及硅元件本身的过电压保护。用于三相交流侧的阻容保护通常

7、采用△接法以减小电容量，而三角形电路中RC支路直接夸接在两相之间，可以很好地抑制任意两相间的电压冲击，抑制后的线电压波形几乎没有尖峰，陡度已大大降低。[5][6]图1阻容吸收过电压保护装置主接线图（其中RSA━压敏电阻，RD━熔断器）1.2阻容保护装置选型1.2.111号机组励磁系统参数丰满发电厂11号机组采用自并励励磁系统，具体参数如下：最高励磁电压792V空载励磁电压396V励磁额定电流1329A最大励磁额定电流2658A空载励磁额定电流800A励磁变容量2000kVA励磁变