勵磁故障及保護

1、第十二節(jié) 勵磁故障及保護（一）勵磁故障的分類與保護要求1.產生勵磁故障的原因及勵磁故障的現象發(fā)電機勵磁電路的短路或斷路，及勵磁機定子繞組或旋轉整流器的故障；調壓器本身的故障；并聯運行時，有功負載分配環(huán)路或無功負載分配環(huán)路的故障等都是產生勵磁故障的主要原因。當發(fā)電機發(fā)生勵磁故障時，其結果不是過勵磁（用OE表示），即勵磁電流高于正常的數值，就是欠勵磁（用UE表示），即勵磁電流低于正常的數值。同為過勵磁或欠勵磁，在單獨供電與并聯供電系統中，其表現形式是不同的：當發(fā)電機單獨供電時，過勵磁將引起發(fā)電機端電壓的升高，表現為過壓；欠勵磁將使發(fā)電機端電壓降低，表現為欠壓。但欠壓的原因，不單是欠勵磁引起的，還由

2、饋線故障或發(fā)電機欠速等引起，這一點應該注意。當發(fā)電機并聯供電時，情況則不同，一臺發(fā)電機的勵磁故障會影響到其他正常發(fā)電機的工作。例如，一臺發(fā)電機過勵磁，由于調壓器的作用，將迫使正常發(fā)電機的勵磁電流下降，即欠勵磁，而整個電網的電壓基本不變，這將引起發(fā)電機之間的無功負載分配嚴重不均衡。2.勵磁故障的分類縱上所述，引起勵磁故障的原因只有兩類，一類是發(fā)電機本身的勵磁故障，另一類是在并聯系統中負載分配環(huán)路的故障。所以在并聯供電系統中，如果引起勵磁故障的原因是均衡環(huán)路，那么，只要斷開BTB，使發(fā)電機從并聯工作轉換成單獨工作就可以了；如果引起勵磁故障的原因是發(fā)電機本身，則斷開BTB后故障仍然存在，但故障的表現

3、形式將從過勵磁（OE）轉變?yōu)檫^壓（OV），或者從欠勵磁（UE）轉變?yōu)檫^壓（UV）。此時，要排除故障，還必須斷開GCR和GB，在GCR和GB斷開后，應將BTB重新接通，使飛機電網向故障的發(fā)電機負載匯流條供電。所以，并聯供電的勵磁故障有過勵磁（OE）和欠勵磁（UE）；而單獨供電的勵磁故障則表現為過壓（OV）和欠壓（UV）。此外，不論是并聯供電或是單獨供電，當勵磁電壓超過某一最高限定值時，稱為發(fā)電機的勵磁高限（EC），采用的故障保護作為勵磁故障的后備保護。3.勵磁保護的延時要求在控制BTB，GCR，GB的斷開時，必須考慮兩方面的因素，一方面是產生如上述的過壓故障時，由于過壓對電子設備、燈光照明等設備

4、極易損壞，并且過壓愈高，損壞愈快，因此保護裝置必須在用電設備損壞之前就動作；但另一方面，當飛機上某些大功率感性負載斷開時，電壓也會突然升高，這種電壓的短時波動稱為瞬時過電壓，這種瞬時過電壓現象是允許的正常情況，保護裝置此時不應動作。也就是說，過壓保護的動作時間要由過壓的數值與過壓的時間共同決定，過壓越大，動作應越快，過壓越小，則允許動作的時間就可以越長，這種動作關系稱之為反延時特性。 圖2-6-9 過電壓保護的工作極限（反延時特性）考慮到允許的正常瞬時過電壓和設備允許的最高工作電壓，并留有一定余量時，可以確定過壓保護延時要求的下限，如圖2-6-9的曲線a所示，過壓保護裝置在曲線以下不應動作，否

5、則就是誤動作。通常用電設備允許的電壓變化范圍是額定電壓的±10%，所以長時工作的用電設備過壓保護的最低數值是115×。另外，根據每個過壓值得到對應的用電設備損壞的最短時間可作出曲線b，它是過壓保護的上限曲線。過壓保護裝置必須在用電設備損壞之前就動作，即在曲線b以下動作，否則就是拒動作。過壓保護裝置的工作范圍是在圖2-6-9所示上、下限曲線a、b之間，其工作具有反延時特性。對于欠勵磁和欠電壓故障，由于故障造成的危害性比過勵和過壓小，所以通常采用固定延時。（二）過壓保護線路（OV）圖2-6-10為波音飛機中的一種典型過壓保護線路。它由檢測電路（變壓、整流、濾波C1、分壓R1-2

6、組成），鑒壓電路（DW1、R3），反延時電路（R4、C2、DW2）三部分組成，經過DW2向GCR故障信號放大器輸出。 圖2-6-10 典型的過壓保護電路過壓通常是由勵磁故障引起的，因此發(fā)生故障時，發(fā)電機的端電壓基本上是對稱的，所以過壓敏感電路常敏感發(fā)電機三相電壓的平均值，如圖經三相半波整流，電容C1濾波、電阻分壓后的信號電壓為uA。在正常情況下，電壓uA低于鑒壓電路DW1的擊穿電壓，電路無信號輸出。當發(fā)生過壓故障時，穩(wěn)壓管DW1被擊穿，向反延時電路輸送信號電壓，經R4向C2充電。這個電路具有反延時特性，即過壓越高，C2充電越快，達到動作電壓的延時越短。當充電電壓達到DW2的擊穿電壓時，DW2被

7、擊穿而輸出故障信號到GCR控制電路，使GCR斷開，同時也斷開BTB，這就是過壓時的一般工作情況。RW的作用是調定過壓保護電路的動作點，濾波電容C1的作用是減小輸入的電壓波動。當發(fā)電機出現瞬時過壓時，C2的充電電壓達不到DW2的擊穿電壓值，無信號輸出，此時，C2通過D4、R3放電，為下一次動作作準備。（三）過勵磁保護線路圖2-6-11是一種過勵磁保護線路。它由電壓檢測與無功不均衡檢測電路、鑒壓電路、反延時電路三部分組成。從過勵磁保護線路圖中發(fā)現，過勵磁保護線路的鑒壓電路、反延時電路與過壓保護線路是相同的，故其工作情況與過壓保護線路的工作情況基本相同。但必須注意過勵磁保護線路的兩個特殊點，即過勵磁

8、保護的共同特點：（1）過勵磁保護電路檢測的信號應該是電壓調節(jié)檢測的主信號與無功電流差信號的疊加。圖中在并聯供電的每臺發(fā)電機A相接有電流互感器LH和均衡變壓器B2，它們按并聯供電無功電流分配檢測環(huán)的連接而形成無功電流不均衡保護環(huán)。因此，在電阻R8上取得無功電流差的信號與變壓器B1電壓調節(jié)主信號在交流邊疊加后作為過勵或欠勵的檢測信號。（2）過勵磁保護的故障信號是送往BTB故障信號放大器的，它控制BTB的斷開，使發(fā)電機首先退出并聯電網。（四）欠勵磁保護（UE）與欠電壓保護（UV）欠勵磁和欠電壓是與過勵磁和過電壓相對應的故障。其保護線路由檢測電路、鑒壓電路和固定延時電路三部分組成。在并聯供電系統中，欠勵故障檢測信號與過勵故障檢測一樣，都是電壓調節(jié)主信號與無功電流不均衡信號的疊加，最后控制BTB的斷開。在單獨供電系統中，欠壓和過壓一樣，都是反映發(fā)電機的故障，所以檢測的是發(fā)電機的端電壓。欠壓保護電路敏感發(fā)電機輸出三相電壓的平均值，通常當平均值低于103106V時，保護線路經固定延時電路延時810秒后，輸出信號控制GCR和GB的斷開。（五）勵磁高限保護（EC）的概念勵磁高限保護是一種過載保護，它敏感的是發(fā)電機勵磁繞組兩端