[發(fā)明專利]一種氧化鋅滅磁電阻組件安全性評估方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410478430.4
• 申請日: 2014-09-18
• 公開（公告）號: CN104237689B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳跨宇;盧岑岑;陸海清;黃曉明;陸承宇;樓伯良;陳新琪;盧嘉華;熊鴻韜;沈軼君;卓谷穎
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)浙江省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務(wù)所(普通合伙)33206
• 代理人: 張建青

1.一種氧化鋅滅磁電阻組件安全性評估方法，其步驟如下：1)根據(jù)氧化鋅非線性電阻伏安特性，基于機組滅磁電阻配置方式，推演定義一個氧化鋅滅磁電阻壓敏電壓安全性臨界指標K；

2)對需要安全評估的整套氧化鋅滅磁電阻進行現(xiàn)場測試，測取并聯(lián)組成整套氧化鋅滅磁電阻的各單個氧化鋅滅磁電阻組件的壓敏電壓數(shù)據(jù)；

3)從步驟2)實測的所有壓敏電壓數(shù)據(jù)中獲取整套氧化鋅滅磁電阻中的最小壓敏電壓值U_n10mAmin，并計算其他所有氧化鋅滅磁電阻組件的平均壓敏電壓值U_{n10mAave(N-1)}；

4)計算步驟3)中最小壓敏電壓值與平均壓敏電壓值的比值U_n10mAmin/U_{n10mAave(N-1)}；

5)根據(jù)發(fā)電機組和勵磁系統(tǒng)參數(shù)，以氧化鋅滅磁電阻實測壓敏電壓為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行發(fā)電機空載誤強勵和定子出口三相短路兩種嚴重工況下的滅磁仿真，得到兩種工況下滅磁時整套氧化鋅滅磁電阻消耗的滅磁總能量中最大滅磁能量；

6)根據(jù)最大滅磁能量和制造廠給出的氧化鋅滅磁電阻組件最大允許能量，將氧化鋅滅磁電阻壓敏電壓安全性臨界指標K換算為組件安全性臨界值K_act；

7)將最小壓敏電壓值與平均壓敏電壓值的比值U_n10mAmin/U_{n10mAave(N-1)}與機組在當前滅磁電阻配置方式下的組件安全性臨界值K_act進行比較，當最小壓敏電壓值與平均壓敏電壓值的比值U_n10mAmin/U_{n10mAave(N-1)}≥K_act時，該組件滿足安全性要求，否則判定該組件不安全。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋅滅磁電阻組件安全性評估方法，其特征在于，步驟1)中，所述的氧化鋅滅磁電阻壓敏電壓安全性臨界指標K推演定義如下：

a)氧化鋅滅磁電阻組件伏安特性的計算公式如下：

U＝C×I^β(1)

其中：U為電阻兩端電壓，單位為V；I為流過電阻的電流，單位為A；C為線性系數(shù)，單位為Ω；β為非線性系數(shù)，常數(shù)量綱，根據(jù)制造廠產(chǎn)品性能參數(shù)設(shè)定；

b)設(shè)整套氧化鋅滅磁電阻中的并聯(lián)總組件數(shù)為N，設(shè)流過壓敏電壓最小組件的電流為I_min，流過其他組件的總電流為I_(N-1)，則兩類組件的伏安特性可以表示為：

U_min＝C_minI_min^β(2)

$U_{ave(N-1)}=C_{ave(N-1)}{\left(\frac{I_{(N-1)}}{N-1}\right)}^{\mathrm{\β}}---\left(3\right)$

其中U_min，U_ave(N-1)分別為壓敏電壓最小組件及其他組件兩端電壓，C_min為壓敏電壓最小組件伏安特性的線性系數(shù)；C_ave(N-1)為其他組件伏安特性的平均線性系數(shù)；

由于各單個氧化鋅滅磁電阻組件采用并聯(lián)連接方式，因此各組件端電壓相同：

$\begin{array}{c}{U}_{ave(N-1)}=U_{\min }\\ \⇒C_{ave(N-1)}{\left(\frac{I_{(N-1)}}{N-1}\right)}^{\mathrm{\β}}=C_{\min }{I_{\min }}^{\mathrm{\β}}\\ \⇒I_{(N-1)}=(N-1){\left(\frac{C_{\min }}{C_{ave(N-1)}}\right)}^{1/\mathrm{\β}}{I}_{\min }\end{array}---\left(4\right)$

所有組件電流的總和，即為發(fā)電機滅磁電流：

I_f＝I_(N-1)+I_min(5)

其中：I_f為流過繞組的電流；I_min為流過壓敏電壓最小組件的電流；I_(N-1)為其他組件的總電流；

由式(4)和式(5)可得：

$\begin{array}{c}\frac{E_{\min }}{E}=\frac{{\∫}_0^t{P}_{\min }}{{\∫}_0^{t}P}=\frac{{\∫}_0^{t}U\×I_{\min }}{{\∫}_0^{t}U\×I_f}=\frac{{\∫}_0^{t}U\×\frac{1}{(N-1){\left(\frac{C_{\min }}{C_{ave(N-1)}}\right)}^{1/\mathrm{\β}}+1}\×I_f}{{\∫}_0^{t}U\×I_f}=\frac{1}{(N-1){\left(\frac{C_{\min }}{C_{ave(N-1)}}\right)}^{1/\mathrm{\β}}+1}\\ \⇒\frac{C_{\min }}{C_{ave(N-1)}}={\left(\frac{E-E_{\min }}{E_{\min }(N-1)}\right)}^{\mathrm{\β}}\end{array}---\left(6\right)$

其中：P_min、E_min分別為壓敏電壓最小組件在滅磁過程中吸收的功率、能量；P、E分別為整套滅磁電阻在滅磁過程中吸收的總功率、總能量；U為滅磁電阻兩端實時滅磁電壓；

根據(jù)壓敏電壓定義，在壓敏電壓測試時流過各氧化鋅滅磁電阻組件電流均為n倍的10mA，n為氧化鋅滅磁電阻組件內(nèi)部并聯(lián)支路數(shù)，故組件伏安特性線性系數(shù)比值即為壓敏電壓最小組件的壓敏電壓與其他組件的平均壓敏電壓的比值，即：

$\frac{C_{\min }}{C_{ave(N-1)}}=\frac{U_{n10mAmin}}{U_{n10mAave(N-1)}}---\left(7\right)$

其中：C_min為壓敏電壓最小組件伏安特性的線性系數(shù)；C_ave(N-1)為其他組件伏安特性的平均線性系數(shù)；U_n10mAmin為壓敏電壓最小組件的壓敏電壓；U_{n10mAave(N-1)}為其他組件的平均壓敏電壓；

由式(6)和式(7)定義氧化鋅滅磁電阻壓敏電壓安全性臨界指標K，計算方法如下：

$K=\frac{C_{min}}{C_{ave(N-1)}}=\frac{U_{n10mAmin}}{U_{n10mAave(N-1)}}={\left(\frac{E-E_{min}}{E_{min}(N-1)}\right)}^{\mathrm{\β}}---\left(8\right)$

其中：E為整套滅磁電阻在滅磁過程中吸收的總能量；E_min為壓敏電壓最小組件在滅磁過程中吸收的能量。