基于耐高电压跨接器的灭磁保护电路及耐高电压跨接器制造技术

本实用新型专利技术公开了基于耐高电压跨接器的灭磁保护电路及耐高电压跨接器，涉及电机励磁控制领域，旨在提供一种耐高电压的跨接器，并基于耐高电压跨接器提出了一种新的灭磁保护电路。本实用新型专利技术的技术要点是：耐高电压跨接器包括二极管、可控硅、电阻与触发控制器，所述二极管数量为至少1只，可控硅的数量为1只，电阻的数量为二极管与可控硅数量之和，触发控制器数量为1；所述二极管与可控硅依次串联，且各个二极管的极性朝向一致；各二极管及可控硅的两端分别并联有一只电阻，所述触发控制器与可控硅的控制端连接。灭磁保护电路中采用了所述的耐高电压跨接器。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电机励磁控制领域，特别是一种耐高电压跨接器及基于其的灭磁保护电路。
技术介绍
励磁装置是向发电机转子磁场绕组提供可调励磁电流装置的组合，励磁装置一般由励磁调节柜、励磁整流柜、灭磁及过电压保护柜组成。它的主要作用是根据发电机和电力系统的需求提供满足需要的定量励磁电流，同时该电流可以根据需要进行可靠的调节和控制。当发电机内部或电力系统发生诸如短路及接地等事故时，励磁装置应能够迅速切断励磁电流并将蓄藏在磁场绕组中的磁场能量快速消耗在灭磁回路中，这样可以避免事故的扩大，对发电机和电力系统起到保护作用，这是励磁装置的一项重要功能。灭磁保护电路就是励磁装置中为满足这个要求而设置的，本技术主要在移能型灭磁保护回路使用。移能型灭磁方式，即将磁场能量由磁场断路器转移到耗能元件上，磁场断路器不承但耗能作用。在移能过程中，各类耗能元件接入方式有磁场断路器常闭触头接入、跨接器接入等多种方式，耗能元件包括线性电阻、SiC非线性电阻或ZnO非线性电阻等种类，现分别介绍如下：1、磁场断路器常闭触头接入耗能元件的方案。该方案中，在出现了故障事故后需要灭磁时，外部分闸命令启动磁场断路器分闸，同时闭锁整流柜的输出。磁场断路器在结构上具有功率型的常闭触头，在磁场断路器主触头分离前的一定时刻，常闭触头接通，将耗能元件与发电机磁场绕组接成闭环电路，然后磁场断路器主触头再分离。此时磁场绕组的电流只能通过磁场断路器的常闭触头、耗能元件构成回路并流过，蓄藏在磁场绕组中的磁场能量快速消耗在耗能元件中。该方式结构相对简单，但要求开关在结构上必须具备功率型的常闭触头，开关的制造技术难度很大，开关成本高，生产该类型开关的厂家很少。经常需要对常闭触头进行机械结构检查和动作时间测量和检查，维护工作量较大。2、跨接器接入耗能元件的方案。跨接器由可控硅元件和配套的触发控制器组成，该方案中，利用可控硅元件具有一定正、反向电压阻断能力，同时可以正向可控触发导通的特性，由触发控制器对可控硅进行触发导通，将可控硅等效于一个电子开关。在出现了故障事故后需要灭磁时，外部分闸命令启动磁场断路器分闸，同时闭锁整流柜的输出。通过外部控制命令启动触发控制器将可控硅触发导通，将耗能元件与发电机磁场绕组接成闭环电路，然后磁场断路器主触头分离。此时磁场绕组的电流只能通过跨接器、耗能元件构成回路并流过，蓄藏在磁场绕组中的磁场能量快速消耗在耗能元件中。该方式结构也相对简单，但是也存在缺点。随着随着发电机组单机容量的不断提高，设计中水轮发电机单机容量已达1000MW，核能发电机单机容量已达1500MW。为此励磁系统整流桥交流输入电压将达到1500V以上，发电机磁场绕组两端的尖峰最大电压会到达4000V以上，承担正、反向电压阻断功能的可控硅目前可以选取的耐受电压为5200V。在正常运行过程中可控硅在长期承担高电压冲击后，其阻断能力会缓慢下降，流过可控硅两端的漏电流会逐步增加并使得可控硅阀片结温升高，如果超过安全值后会使得可控硅击穿短路，大容量的电流将会通过被击穿短路的可控硅流入灭磁电阻，造成灭磁电阻烧毁的重大事故。
技术实现思路
本技术的专利技术目的在于：针对一般跨接器方案中可控硅无法长期承担高电压冲击的局限，设计并提出了一种耐高电压的跨接器，并基于耐高电压跨接器提出了一种新的灭磁保护电路，该电路可以满足各类高电压等级的发电机转子电路作为灭磁保护使用，大大提高了灭磁系统的安全可靠性。本技术采用的技术方案是这样的：一种耐高电压跨接器，包括二极管、可控硅、电阻与触发控制器，所述二极管数量为至少1只，可控硅的数量为1只，电阻的数量为二极管与可控硅数量之和，触发控制器数量为1；所述二极管与可控硅依次串联，且各个二极管的极性朝向一致；各二极管及可控硅的两端分别并联有一只电阻，所述触发控制器与可控硅的控制端连接。优选地，所述二极管为电流为3500A，正反向阻断电压为5200V的二极管。优选地，所述可控硅为电流为3500A，正反向阻断电压为5200V的可控硅。优选地，所述各个电阻为阻值为10KΩ的均压电阻。基于耐高电压跨接器的灭磁保护电路，包括励磁整流装置、磁场断路器、发电机磁场绕组与耗能元件，其中励磁整流装置、磁场断路器与发电机磁场绕组串联成回路，其特征在于，还包括耐高电压跨接器；所述耐高电压跨接器与耗能元件串联后一同并联于发电机磁场绕组的两端；所述耐高电压跨接器包括二极管、可控硅、电阻与触发控制器，所述二极管数量为至少1只，可控硅的数量为1只，电阻的数量为二极管与可控硅数量之和，触发控制器数量为1；所述二极管与可控硅依次串联，且极性朝向一致；各二极管及可控硅的两端分别并联有一只电阻；所述触发控制器与可控硅的控制端连接。优选地，具有至少1个所述耐高电压跨接器，各个耐高电压跨接器相互并联后再与耗能元件串联。优选地，所述耐高电压跨接器的一端与发电机磁场绕组的正极相连，另外一端与耗能元件的一端相连，耗能元件的另一端与发电机磁场绕组的负极相连，耐高电压跨接器中的二极管的正极均朝向发电机磁场绕组的正极。优选地，所述耐高电压跨接器中的二极管为电流为3500A，正反向阻断电压为5200V的二极管。优选地，所述耐高电压跨接器中的可控硅为电流为3500A，正反向阻断电压为5200V的可控硅。优选地，所述耐高电压跨接器中的各个电阻为阻值为10KΩ的均压电阻。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：1、耐高电压跨接器可以由一个或一个以上二极管、一个可控硅及多个均压电阻进行组合，可以实用于不同电压等级的高电压电路，满足各种事故工况下的灭磁要求，使得灭磁保护安全可靠。2、利用耐高电压跨接器中二极管的单向导通特性，在灭磁的过程中，仅需要启动触发器控制器将耐高电压跨接器内的可控硅触发导通既可以完成灭磁任务，使得触发和控制变得简单可靠，大大提高了灭磁保护电路的可靠性。3、通过采用多个耐高电压跨接器进行并联，可以实现冗余跨接器功能，可以大大提高了灭磁保护电路的可靠性。4、在出现了故障事故后需要灭磁时，外部分闸命令启动磁场断路器分闸，同时闭锁整流柜的输出，外部控制信号启动触发控制器将可控硅触发导通，磁场断路器主触头在跨接器导通后再分离。磁场绕组的电流只能通过跨接器、耗能元件构成回路并流过，蓄藏在磁场绕组中的磁场能量快速消耗在耗能元件中，磁场开关不承担灭磁功能，有效地保护了开关，大大延长了开关的使用寿命。附图说明图1是本技术中灭磁保护电路的电路结构图。图2是本技术中耐高电压跨接器的电路结构图。图3是本技术中耐高电压跨接器另一实施例的电路结构图。图4是耐高电压跨接器中触发控制器工作电源电路结构图。图5是耐高电压跨接器中触发控制器触发脉冲发生电路结构图。图中标记：1为励磁整流装置， 2为磁场断路器， 3为耐高电压跨接器， 4为触发控制器， 5为耗能元件， 6为发电机磁场绕组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高电压跨接器，其特征在于，包括二极管、可控硅、电阻与触发控制器，所述二极管数量为至少1只，可控硅的数量为1只，电阻的数量为二极管与可控硅数量之和，触发控制器数量为1；
所述二极管与可控硅依次串联，且各个二极管的极性朝向一致；
各二极管及可控硅的两端分别并联有一只电阻，
所述触发控制器与可控硅的控制端连接。
2.根据权利要求1所述的一种耐高电压跨接器，其特征在于，所述二极管为电流为3500A、正反向阻断电压为5200V的二极管。
3.根据权利要求1所述的一种耐高电压跨接器，其特征在于，所述可控硅为电流为3500A、正反向阻断电压为5200V的可控硅。
4.根据权利要求1所述的一种耐高电压跨接器，其特征在于，所述各个电阻为阻值为10KΩ的均压电阻。
5.基于耐高电压跨接器的灭磁保护电路，包括励磁整流装置、磁场断路器、发电机磁场绕组与耗能元件，其中励磁整流装置、磁场断路器与发电机磁场绕组串联成回路，其特征在于，还包括耐高电压跨接器；所述耐高电压跨接器与耗能元件串联后一同并联于发电机磁场绕组的两端；
所述耐高电压跨接器包括二极管、可控硅、电阻与触发控制器，所述二极管数量为至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宇俊，
申请(专利权)人：东方电气集团东方电机有限公司，东方电机控制设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：