勵(lì)磁變壓器的過(guò)電壓保護(hù)(最終稿)

1、1勵(lì)磁變壓器的過(guò)電壓保護(hù)李自淳夏維珞符仲恩（科大創(chuàng)新公司科聚分公司，安徽合肥230088）[摘要]本文分析了勵(lì)磁變壓器絕緣擊穿的原因，探討了過(guò)電壓保護(hù)的方法，介紹阻容吸收器和三相限壓器互補(bǔ)組合的一種有效過(guò)電壓保護(hù)措施。[關(guān)鍵詞]變壓器；過(guò)電壓；保護(hù)1前言隨著同步發(fā)電機(jī)自并勵(lì)靜止整流勵(lì)磁方式的不斷推廣，勵(lì)磁變壓器的用量逐漸增多。隨之勵(lì)磁變絕緣擊穿的事故也有所上升，特別是進(jìn)口勵(lì)磁變，由于其設(shè)計(jì)裕量較小，而且大都是三相同體，更容易發(fā)生擊穿。勵(lì)

2、磁變壓器的運(yùn)行工況與普通變壓器有何不同？為什么它的絕緣容易擊穿？用什么方法可以有效地保護(hù)它不被過(guò)電壓擊穿？這些就是本文所要探討的問(wèn)題。2勵(lì)磁變壓器運(yùn)行中過(guò)電壓的來(lái)源2.1可控硅整流橋產(chǎn)生的換相過(guò)電壓勵(lì)磁變壓器的運(yùn)行工況與普通變壓器有一個(gè)很大的不同，就是在運(yùn)行中其次級(jí)連續(xù)地、頻繁地發(fā)生瞬間短路和開路，造成其輸出電流頻繁地高低起伏，產(chǎn)生極大的didt，由于繞組具有一定漏電感，所以在繞組內(nèi)感應(yīng)出連續(xù)、頻繁的過(guò)電壓。圖1為葛洲壩二江電廠7#水發(fā)

3、機(jī)（125MW）勵(lì)磁并聯(lián)變二次a、b兩相間線電壓uab錄波圖。從圖中可看出，在正常的正弦波電壓上疊加了一連串的過(guò)電壓尖峰，特別是在tc和tf時(shí)刻，正反向過(guò)電壓峰值達(dá)到了正弦波峰值的2.3倍以上（最大值超出圖框不可知）。如此高的過(guò)電壓，重復(fù)頻率為100Hz，連續(xù)不斷地作用在勵(lì)磁變的繞組上，必將使絕緣疲勞老化，最后導(dǎo)致?lián)舸?。要探討這過(guò)電壓的來(lái)源，就得從勵(lì)磁變的負(fù)載——可控硅整流橋和發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組來(lái)分析。可控硅三相全控整流橋勵(lì)磁的原理如圖2所

4、示，其整流輸出的直流電壓uf波形如圖3所示（電源頻率50Hz）。圖2中勵(lì)磁變壓器LB次級(jí)相電勢(shì)分別為ua、ub、uc，LB的漏感以及線路電感折合到次級(jí)繞組用集中電感Lb表示。正常運(yùn)行時(shí)K1～K6六只管子輪流導(dǎo)通。假定在t1時(shí)刻前，K1和K6導(dǎo)通；在t1時(shí)刻K2管子收到觸發(fā)脈沖，此時(shí)3K1反向電流立即回零，K2的正向電流也產(chǎn)生一個(gè)“猛跌”回到If（據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察，t3?t4僅幾個(gè)s）。硅管電流ik1和ik2同時(shí)也是電感Lb內(nèi)的電流，由于t3?

5、t4此電流變化率極大，故在電感Lb中感應(yīng)出極高的換相過(guò)電壓?u=Lb。據(jù)了解，如不采取適當(dāng)措施，?u可達(dá)到整流變二次電壓正弦波峰值的dtdik1?3倍?？梢钥闯鰐1～t4就是LB二次輸出短路的過(guò)程，也即圖1中tc0～tc的過(guò)程，稱為“重疊區(qū)”。圖1中，tc0～tc及tf0～tf為ab相的輸出短路，uab降到幾乎為零；ta及td前為ac相的輸出短路，tb及te前為bc相的輸出短路，此時(shí)uab也均下降，但不為零，過(guò)電壓也不太高（此時(shí)換相過(guò)電