[发明专利]一种同步发电机转子过电压保护电路和方法

说明书

本发明公开了一种同步发电机转子过电压保护电路和方法，包括灭磁电路和过电压保护电路，灭磁电路并联在发电机励磁绕组的两端，过电压保护电路与灭磁电路并联，过电压保护电路中设有控制全控型电力半导体器件通断使得过电压尖峰被抑制的触发电路。根据全控型电力半导体器件具有门极正脉冲信号触发导通、门极负脉冲信号触发关断的特性，在过电压保护电路中选用全控型电力半导体器件与触发电路的组合，实现同步发电机在全工况下工作的独立性，为同步发电机安全稳定的运行提供重要的保障。

技术领域

本发明涉及电机保护领域，尤其涉及一种同步发电机转子过电压保护电路和方法。

背景技术

同步发电机在运行中承受的过电压种类较多，常见的过电压主要有雷击、断路器分合闸操作、发电机的非对称短路、非全相运行、非同步运行以及非同期合闸等情况，均会产生过电压。

现有的同步发电机转子过电压保护电路在过电压尖峰得以抑制后，需要所在整流电路输出足够时间宽度的负值波形条件下，主回路才能够可靠与转子回路断开，另外，传统的同步发电机转子过电压保护方法难以克服工作条件的限定，比如励磁变压器二次额定电压的定额不能太高、晶闸管关断时间参数选择要尽量小、半控型电力半导体器件只触发导通不能关断的器件属性的因素导致同步发电机在强行励磁运行时不能得到可靠保护，最终直接影响到同步发电机的安全稳定运行。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种同步发电机转子过电压保护电路和方法，在过电压保护电路中选用全控型电力半导体器件，并配置触发电路，通过设定其过电压整定值，实现触发电路自动检测到过电压时输出控制信号给全控型电力半导体器件，控制其通断使得过电压尖峰被非线性电阻所抑制。

技术方案：本发明提供一种同步发电机转子过电压保护电路，包括灭磁电路、过电压保护电路，所述灭磁电路并联在同步发电机励磁绕组两端，过电压保护电路与灭磁电路并联，所述过电压保护电路中设有控制全控型电力半导体器件通断使得过电压尖峰被抑制的触发电路。

其中，过电压保护电路还包括非线性电阻，其一端与全控型电力半导体器件阳极连接，另一端与触发电路正极连接，全控型电力半导体器件阴极与触发电路负极连接，触发电路信号端与全控型电力半导体器件门极连接，非线性电阻与全控型电力半导体器件串联后与触发电路并联。

灭磁电路由非线性灭磁电阻和开关串联组成，并联在发电机励磁绕组两端形成闭合回路。

进一步地，灭磁电路中的开关为电子开关或者机械开关，电子开关的阴极与非线性灭磁电阻的一端连接。

用于同步发电机转子过电压保护电路的保护方法，主要包括如下步骤：

a、设定触发电路中过电压整定值；

b、触发电路检测到励磁电压高于整定值时，触发电路信号端给全控型电力半导体器件输出正门极电流，全控型电力半导体器件导通，过电压尖峰被抑制，实现对发电机转子过电压的保护；

c、触发电路检测到励磁电压低于整定值时，触发电路信号端给全控型电力半导体器件输出负门极电流，全控型电力半导体器件关断，过电压保护电路与发电机转子回路断开。

在步骤(a)中，过电压整定值的设定满足以下条件：

①高于整流电路输出的电压峰值，即

U_p为正向过电压整定值，U_n为反向过电压整定值，U_2N为励磁变二次额定电压，K_u为过电压倍数，取1.4～1.5；

②低于整流电路中晶闸管的正(反)向重复峰值电压，即