CN2588638Y - 发电机电子换流移能灭磁保护装置 - Google Patents
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Abstract
该装置可通过移能灭磁的方式迅速熄灭发电机转子磁场电流，通过电子开关的换流技术，避免了依赖磁场断路器高弧压换流的弊端，可在无弧或低弧的情况下实现静态的换流灭磁过程，大大降低了灭磁电路对磁场断路器断流弧压的要求，进一步提高了产品的可靠性，也增加了产品的通用性和可维护性能，具有很强的实用价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于发电机转子回路的灭磁保护装置。
背景技术
发电机转子绕组属于特殊的大电感直流负载，在断流过程中灭磁装置必须通过有效途经迅速消耗大量的磁场储能。
目前，国内产品普遍采用磁场断路器加非线性电阻的移能灭磁技术。但该技术对磁场断路器的电压开断能力有着非常高的要求，由于产品市场需求特别小，即发电机专用，每台机最多配一台，制造难度大，故成本高、可靠性低，大电流开断时，高弧压、长时间的燃弧容易损伤开关触头和灭弧系统，因而需要经常维护检修，不仅可靠性不高，使用也较麻烦。选用定型大批量生产的交流断路器替代专用的磁场断路器，不仅生产工艺水平大幅提高，成本降低，可靠性也有较大提高。但其切断直流磁场电路时，弧压水平低，断流能力不足是致命缺点。
发明内容
本实用新型通过对现有技术的改进，提供一种可在无弧或低弧的情况下实现换流灭磁的发电机电子换流移能灭磁保护装置。
具体的技术解决方案是这样的：
发电机电子换流移能灭磁保护装置，包括断路器、非线性灭磁电阻组件，其特征在于：断路器的一端与发电机励磁电源连接，另一端与发电机转子绕组连接；非线性灭磁电阻组件与发电机转子绕组并联；一具有单向可控制的导通/关断特性的大功率电力半导体开关元件与非线性灭磁电阻组件并联；大功率电力半导体开关元件上设有启动控制器。
根据上述的发电机电子换流移能灭磁保护装置，其特征在于：具有单向可控制的导通/关断特性的大功率电力半导体开关元件或为大功率晶闸管，或为门极可关断晶闸管，或为集成门极换向可关断晶闸管。
根据上述的发电机电子换流移能灭磁保护装置，其特征在于：所述非线性灭磁电阻组件或为非线性灭磁电阻，或为具有提高荷电率跨接器的非线性灭磁电阻。
根据上述的发电机电子换流移能灭磁保护装置，其特征在于：所述断路器为普通断路器，其断口或为单断口接于励磁电源的一极，或为多断口接于励磁电源的一极或两极。
该装置可通过移能灭磁的方式迅速熄灭发电机转子磁场电流，大幅度提高普通断路器对磁场电路的断流水平，通过电子开关的换流技术，避免了依赖磁场断路器高弧压换流的弊端，使磁场断路器的选择不再有苛刻的弧压要求，可在无弧或低弧的情况下实现静态的换流灭磁过程，大大降低了灭磁电路对磁场断路器断流弧压的要求，大大改善了发电机转子磁场移能灭磁的可靠性，也进一步减小磁场断路器的维护检修工作量，增加了产品的通用性和可维护性能，具有很强的实用价值。
该装置适用于发电机自并激、自复激、交流励磁机静止整流、直流励磁机供电的励磁回路，易于采用先进的可编程控制技术，自动化水平高，应用范围广。
附图说明
图1为本实用新型电路结构示意图。
具体实施方式
下面结构附图，对本实用新型作进一步地说明。
如图1所示，本实用新型的灭磁包括发电机励磁电源1、磁场断路器2、发电机转子绕组3、非线性灭磁电阻组件4、单向导通可控的大功率电力半导体开关元件5和开关控制装置6。
断路器的一端与发电机励磁电源连接，另一端与发电机转子绕组连接；非线性灭磁电阻组件与发电机转子绕组并联；一具有单向可控制的导通/关断特性的大功率电力半导体开关元件与非线性灭磁电阻组件并联；大功率电力半导体开关元件上设有启动控制器。
正常情况下，磁场断路器2处于闭合状态；非线性灭磁电阻4处于高阻状态，可疾恶如仇兼作转子过电压保护用；控制装置6控制电子开关5使该回路处于断路状态，励磁电流沿图中点划线，即从电机励磁电源1流经磁场断路器2、发电机转子绕组3再返回电机励磁电源1，向发电机转子绕组3提供正常励磁电流。
当灭磁装置在接收到灭磁命令后，首先启动控制器6，触发单向导通可控的大功率电力半导体开关元件5，同时断开断路器2，只要断路器2的开断弧压大于励磁电源1的电压，单向导通可控的大功率电力半导体开关元件5满足导通条件而迅速导通。此后，磁场断路器2熄弧，励磁电源停止供电，灭磁电阻4由于单向导通可控的大功率电力半导体开关元件5的导通电压极低，仍处于截止状态。磁场电流的流向为图中虚线所示。经短暂延时后，控制器6控制开关元件5关断，这时开关元件5的两端迅速建立开断电压，当该电压达到灭磁电阻4的导通电压后，开关元件5截止，灭磁电阻4导通，实现电流从开关元件5至灭磁电阻4的转移，磁场电流如图中的实线所示。由于磁场电流进入非线性电阻4，使得磁场能量迅速消耗，实现了快速灭磁过程。
纵观灭磁的全过程，共发生两次换流过程：
一是，磁场电流从断路器2至开关元件5的换流过程。在该过程中，断路器2为主动换流元件，但其断流要求仅为克服励磁电源的电压和开关元件5的压降之和。开关元件5的压降一般只有几伏，可忽略不计，而励磁电源1的电压一般都降低(几百伏)，所要求的磁场断路器2断流弧压是非常容易满足的，换流很轻松，开关烧蚀轻微。
二是，磁场电流从开关元件5至灭磁电阻4的换流过程。在该过程中，电子开关主动换流元件，它依据其自身较高的截止电压，用于克服灭磁电阻4的导通电压，实现第二次换流过程。
Claims (4)
1、发电机电子换流移能灭磁保护装置，包括断路器、非线性灭磁电阻组件，其特征在于：断路器的一端与发电机励磁电源连接，另一端与发电机转子绕组连接；非线性灭磁电阻组件与发电机转子绕组并联；一具有单向可控制的导通/关断特性的大功率电力半导体开关元件与非线性灭磁电阻组件并联；大功率电力半导体开关元件上设有启动控制器。
2、根据权利要求1所述的发电机电子换流移能灭磁保护装置，其特征在于：具有单向可控制的导通/关断特性的大功率电力半导体开关元件或为大功率晶闸管，或为门极可关断晶闸管，或为集成门极换向可关断晶闸管。
3、根据权利要求1所述的发电机电子换流移能灭磁保护装置，其特征在于：所述非线性灭磁电阻组件或为非线性灭磁电阻，或为具有提高荷电率跨接器的非线性灭磁电阻。
4、根据权利要求1所述的发电机电子换流移能灭磁保护装置，其特征在于：所述断路器为普通断路器，其断口或为单断口接于励磁电源的一极，或为多断口接于励磁电源的一极或两极。
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2002
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