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康明斯发电机组非线性电阻的应用

康明斯发电机组非线性电阻的应用,尽管国内外对采用非线性电阻灭磁已达成了共识,但在非线性电阻的选择上却有所不同。国外普遍选择了碳化硅(SiC)压敏电阻作为灭磁装置的非线性电阻,而国内却大多选择了氧化锌(ZnO)压敏电阻。

从电气特性来看,ZnO 的电流衰减将几乎恒定在较快的水平。而SiC 的电流衰减的速度将随电流的减小而明显变慢。从而在整个灭磁时间上ZnO 的要比SiC 的短。如果采用相同的灭磁电阻和灭磁电压,则对灭磁时间来说,SiC 是ZnO 的两倍。

ZnO 压敏电阻的非线性指数非常小,漏电流也比较小(正常运行只有微安级)。因此它可以直接跨接在转子回路的两端,从而使接线简单,装置的动作迅速而可靠。而SiC 压敏电阻的非线性指数比较大,漏电流也比较大(正常运行时为毫安级)。因此它不能直接跨接于转子回路两端,而需要采用跨接器等投入环节,这将使装置的接线变复杂,降低了装置动作的迅速性与可靠性,同时也加大了装置维护的工作量。

在非线性电阻用于灭磁的初期,ZnO 的非线性特性较硬,灭磁时间较短,限压能力较强,但它的能容量太低,容易老化而使特性系数发生变化,且对断路器的要求很高。可能是考虑到装置的通用性,使得国外研究人员最终选择了性能很稳定的SiC 作为灭磁非线性电阻。但目前我国生产的ZnO 电阻片在各方面性能已有了很大的突破,电阻片的能容大大提高。对于老化和寿命问题,只要严格控制选片、组片、装置的容量裕度选择恰当,它可以经受500 次的额定冲击,其寿命可以大大提高。因此,就这一点来说,它完全可以很好地满足运行的要求。

另外,ZnO 击穿故障类型一般为短路形式,而SiC 的则为开路形式。由于运行中非线性电阻的短路故障对励磁系统的危害较为严重,所以这一点也可能是国外研究人员不选择ZnO 的另一原因。国内对这一问题的解决方法是,在ZnO 支路串联快速熔断器。当ZnO 电阻发生击穿故障时,熔断器马上响应,快速熔断,使故障支路退出工作,从而保证了整个装置的正常运行。为了可靠性,熔断丝的最小熔断值一般选择为支路ZnO 电阻的极限能容,使得只有一片发生故障,熔断器就动作,以免故障扩大。考虑到有故障支路退出工作,因此在设计装置能容量时要留有足够的裕度。

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