大型发电机灭磁及转子过压保护分析

通过目前国内外普遍采用的灭磁方案比较及存在的问题,重点介绍了新型PTC线性电阻配合非线性电阻灭磁的动作原理,提出了一种新颖可靠的发电机灭磁方案。     

大型发电机组合灭磁方式

在广泛研究现有发电机灭磁方案的基础上,提出一种新型灭磁方案,即线性电阻加非线性电阻组合灭磁.仿真结果表明,该方案克服了线性灭磁速度慢的缺点,同时提高了使用纯非线性ZnO电阻灭磁的可靠性并因此减少了维护工作量.该灭磁方案已被采用到600 MW火电机组中.     

发电机灭磁及转子过电压保护回路的改进

分析了发电机现有的灭磁与转子过电压保护装置存在的问题,提出在发电机原有励磁回路加装ZnO快速灭磁及过电压保护装置的改进措施。     

高能正温度系数电阻与氧化锌非线性电阻在灭磁装置中的应用

介绍了用高能正温度系数电阻PTC与氧化辞非线性电阻为主构成的电子换流器与移能器组成的新型灭磁装置的灭磁原理和参数设计方法。该装置可实现灭磁时灭磁开关主触头的无弧分断。它是替代由熔断器和可控硅跨接器组成的无弧建压辅助灭磁方案的最佳选择。     

非线性电阻用于灭磁和转子过压保护

我公司运用氧化锌(ZnO)非线性电阻技术,解决大型汽轮发电机灭磁、转子绕组过电压保护两个关键性技术问题的过程。本文详细阐述了"DM2开关+熔丝+非线性电阻"的灭磁方案,以及非线性电阻灭磁的优点和带来的经济效益。对国外引进的碳化硅(SiC)灭磁装置经技术改造后,使转子绕组过电压时不必再停机。还进一步介绍了非线性电阻灭磁在理论研究方面取得的进展,对最近采用的"DMX 断路器+非线性电阻"优化灭磁方案进行了评述。同时,对"磁场断路器+非线性电阻"灭磁方案的前景作了乐观的预测。     

荆门热电厂4号机励磁回路技术改造

现场试验和运行经验显示荆门热电厂4号机励磁回路存在灭磁开关运行不可靠的问题。线性电阻灭磁易在转子上产生高电压,灭磁时间长,而转子过电压保护效果又较差,针对以上问题,进行了相关设备的技术改造,采用氧化锌(ZnO)非线性电阻灭磁。介绍了基于高能ZnO电阻的过电压保护器工作原理,结合ZnO电阻性能、灭磁装置和转子过电压保护的相关技术要求总结了灭磁系统技术参数的选择、计算方法。现场发电机空载和短路试验情况下灭磁试验表明,该项改造达到了预期效果。     

发电机组灭磁系统中非线性电阻的选用

本文对发电机组非线性电阻灭磁方案进行了探讨。根据 ZnO、SiC 非线性电阻的各自特点,从对磁场断路器选型的影响、灭磁时间的快慢以及安全可靠性等多个方面进行分析比较,从而得出发电机组的灭磁系统选用 SiC 非线性电阻更为适合。     

大型发电机灭磁及转子过电压保护

直流电感性负载的大电流开断技术,长期以来一直是电力领域一项难以攻克的堡垒,文章叙述了有关发电机灭磁的技术要求,并对目前国内外采用的灭磁方案进行比较。重点介绍了以高能PTC材料为主的高科技电子组合开关配合非线性电阻灭磁的动作原理,及其在转子过电压保护中的应用,它摒弃了不可靠的换流器件及复杂的控制电路,提出了一种新颖可靠的发电机灭磁方案,较好的解决了大型发电机励磁系统的磁断路技术。     

一种氧化锌非线性灭磁电阻安全性评估新方法

分析了ZnO非线性灭磁电阻的特性,在机组特定灭磁电阻配置方式下,仿真计算获得标准规定的空载误强励和定子短路2种严重故障工况时的最大灭磁能量,并以现场检测压敏电压参数为依据,推演定义了ZnO灭磁电阻压敏电压安全性临界值,由此提出了一种判定个别ZnO灭磁电阻组件压敏电压变化后的组件安全性计算评估新方法。     

ZnO快速灭磁及转子过电压保护装置

随着发电机容量的不断增大,原采用的 DM_2 型灭磁开关或线性电阻灭磁等保护方式均不能满足要求。中科院等离子体物理研究所研制成功高能氧化锌压敏电阻(ZnO)快速灭磁及转子过电压保护装置,已先后投运在白山、葛洲坝等10个电厂和秦山核电站及土耳其、巴基斯坦等电厂的3～32万 kW 机组的70多台水轮和     

灭磁仿真计算与灭磁回路性能参数校核分析

详细分析了线性电阻、SiC非线性电阻和ZnO非线性电阻的特性,针对采用自并励励磁系统的600MW汽轮发电机进行空载误强励和机端三相短路灭磁仿真,得到了不同类型灭磁电阻配置下的发电机灭磁时间、最大转子电压和灭磁能量的区别。结合仿真结果,分析计算了灭磁开关断流能力、灭磁开关弧压和不同灭磁电阻特性对灭磁安全和灭磁速度的影响。提出了决定灭磁回路安全可靠性的几个重要参数及其校核方法的建议,为大型发电机组灭磁主回路设备选型校核提供参考。     

Novel medium voltage fault current limiter based on polymer PTCresistors

For limitation and interruption of short circuit currents in medium voltage (MV) applications, fuses and circuit breakers are widely used today. Fuses exhibit excellent current limitation, but work only for a single shot. Circuit breakers are multi-operation devices, but allow several periods of the short circuit current to pass. Based on new PTC materials (positive temperature coefficient of resistance), we propose a new current limiting device for MV applications, which offers the chance to combine the advantages of fuses with the advantages of circuit breakers: a fast current limitation with a repetitive operation. The active material consists of conducting particles in a polymeric matrix. Its challenging property is a change on resistivity by eight to ten orders of magnitude upon temperature increase. This allows the limitation of available short circuit currents in a stable insulating state for a long period of time. The device consists of a series connection of PTC resistors with varistor elements connected in parallel, which serve for a perfect voltage distribution. Using this principle, repetitive current limitation of prospective currents of 4 to 14 kA within about 1 ms could be demonstrated at circuit voltages up to 12 kV     

用于毛细管快放电装置中的新型高压无感电阻

为解决常用高压无感电阻中存在的小电感和高电位梯度难于同时满足的矛盾,提出和分析了一种在圆柱形绝缘支架上开槽的新型绝缘结构及其原理,介绍了所制作的高压无感电阻在高压大电流毛细管快放电装置中作高压测量、波头、吸能电阻的应用。新型绝缘结构能通过增加开槽深度来增加高压无感电阻相邻匝间的沿面放电距离,但不会增大相邻匝间的间距,故可有效提高高压无感电阻的电位梯度而不会增加电阻的残余电感,它特别适用于以空气作介质的高压无感电阻或纵向空间受限制的场所。     

氧化锌压敏电阻器的工频过电压（TOV）特性

本文就氧化锌压敏电阻器的工频过电压特性（以下称TOV特性）的重要性、正确表征和影响因素展开讨论。提出TOV特性应以TOV幅值及对应的耐受时间来表述,称为TOV耐受时间特性,作为给SPD应用的氧化锌压敏电阻器的设计应用资料,则应提供两个数据,一是TOV耐受时间特性,二是暂态过电压施加时温度随时间变化数据。氧化锌压敏电阻器的TOV耐受时间特性,直接与耐受TOV能量的能力以及TOV工作区（1mA～10A）V-I特性曲线相关,制约耐受TOV能量的能力的因素,是配方与工艺引起的晶相差异和结构的均匀性,以及热稳定性。TOV工作区（1mA～10A）V-I特性曲线,除了受配方与工艺影响外,还受工作历史的影响。电阻体均匀性好的TOV特性好,而TOV工作区（1mA～10A）V-I特性曲线非线性差或电压正温度数引起加载TOV时电流变小,可以提高TOV耐受时间。     

750kV金属氧化物避雷器电位分布研究

超高压无间隙金属氧化物避雷器(MOA)是超高压绝缘配合的基础,避雷器的保护特性决定着设备制造技术难度和工程造价。在提高MOA保护特性的同时必须保证其自身工作可靠性。超高压MOA的电位分布严重影响着电阻片的工作荷电率,局部荷电率过高会引起MOA加速老化和热崩溃。改善MOA电位分布,降低局部荷电率是提高超高压MOA运行可靠性的重要环节。采用ANSYS5.7分析软件对750 kV系统用MOA进行了电位分布仿真计算,利用电流法进行了电位分布实测研究,对几种改善超高压MOA电位分布措施进行了分析。分析表明:超高压MOA电位分布的改善宜采取综合改进措施。     

Estimation of the effective coefficient of regenerative energy in a dc electric railway

Regenerative vehicles are working even on less busy lines. On such lines, when the train density is so low that regeneration is liable to be ineffective and notably where the gradient section is long, the brake performance will be poor and the brake shoes will be heavily abraded. Therefore, resistors are mounted on the vehicles, and if the regenerated energy fails to be fully consumed, the residue is consumed at the resistors. It is desirable not to mount resistors on the vehicle and avoid increased vehicle weight. Thus, whether to mount or not is a matter of judgment. Therefore, we studied the effective coefficient of regenerative energy which provides a criterion for judgment. We looked for an estimation formula of effective coefficient of regenerative energy, and showed that when varying the number of trains, the coefficient will not change much. We propose a technique of manual estimation. A simple program based on that formula confirms that the calculation can be precise enough to be practically employed. © 1999 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 129(4): 105–116, 1999     

基于正温度系数热敏电阻的新型限流保护方法研究

分析了现有短路电流限制技术的发展现状，提出一种基于正温度系数(positive temperature coefficient，PTC)热敏电阻的可恢复型混合式短路限流装置的拓扑结构。通过将PTC热敏电阻与超快速分断开关并联，有效提高了限流装置的额定通流能力，并充分利用PTC材料的电阻快速变化特性，提高装置限流能力，降低限流装置对于PTC材料额定通流要求。给出该型限流装置的检测判断原理及控制策略，分析其限流过程。完成基于PTC热敏电阻的混合式短路限流装置应用于蓄电池组电源短路限流的试验测试，通过不同设定电流值时的限流试验结果，证明所设计的装置能快速有效限制短路电流，具有良好的应用前景。     

新型数字式MOA电位分布测量系统的研制

为了真实反映MOA的电位分布,笔者介绍了一种新型全数字式金属氧化物避雷器电阻片电位分布的测量系统。该系统传感器以超低功耗MSP430微处理器为核心,采用ARM7作为信号处理单元。测量时只需将传感器安装到避雷器电阻片中间,即可在计算机屏幕上得到任意电压下整只避雷器的电位分布曲线与不同高度下流过电阻片中的电流波形以及畸变程度。电流波形畸变能正确反映出电位分布的不均匀性,该测量系统解决了以往避雷器电位分布测量不准确的问题。通过对实验室与现场750kV电站用氧化锌避雷器电阻片的电位分布进行测量,证明了该系统的优越性。     

Bulk Grain Resistivity of ZnO-Based Varistors

We study the temperature dependence of grain resistivity in ZnO ceramic varistors (300–430 K), finding a positive temperature coefficient (PTC). We devise a high-frequency procedure that allow us to obtain the concentration and energy position of the shallow donor. The observed behavior is consistent with a shallow donor approaching complete ionization, and with an electron mobility mainly controlled by lattice (both optical and acoustical) scattering. The impact of this behavior on varistor performance under high-current pulse loads is discussed.     

Improved Weighting Factor Selection for Predictive Torque Control of Induction Motor Drive Based on a Simple Additive Weighting Method

A predictive torque control (PTC) technique is emerging as an effective alternative for induction motor drives because of its simple structure, ability to include control parameters directly into the cost function, and fast dynamic response. To implement PTC for induction motor drive, both stator flux and torque errors are predicted for each switching state of the converter and the combined error is determined with the help of cost function using a suitable stator flux weighting factor. However, the selection of suitable weighting factor is a tedious and complex task. In this paper, a simple additive weighting method is introduced in the cost function optimization to simplify the weighting factor selection process. To observe the effectiveness of the proposed control algorithm, both simulation and experimental results are presented for a two-level voltage-source-inverter-fed induction motor drive and compared with conventional PTC under various operating conditions. The proposed control technique achieves low-torque ripple along with reduced switching frequency.