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GTO在事故照明切换中的应用
2007-6-6 16:38:00 池国英 供稿  收藏

一、问题的提出 
  
    目前在小型电厂中,事故照明仍多采用PT9509型事故照明切换盘,该盘采用交、直流接触器工作和切换,存在结构复杂、动作速度慢、可靠性差及运行噪声大等不足。特别当铁芯吸合面上因灰尘多或生锈引起接触不良时,会产生很大的运行噪音。再者该盘要求晚上投入,白天退出以备事故时自动切换。这样一来不仅操作烦琐,而且平时可亮可不亮的事故灯,将会耗掉不少的电能。既造成能源浪费,又使灯泡寿命缩短,很难保证在事故情况下灯泡的完好性,
  
    鉴于以上诸多问题和此类失电事故很少出现,人们往往对此缺乏足够的重视。不少电厂使该设备长期处于停运状态,名存实亡,达不到预期目的。

二、技改方案 
  
    面对以上所暴露出的问题,拟定一个既简单、又实用的技改方案是许多用户所希望的。经综合考虑,笔者认为采用GTO(可关断可控硅)电子开关技术是解决该问题的较好途径。为此设计了一个改造方案,见下图,供同行参考。

1、图中主要元件作用简介
  
    J1、J2采用插脚式155型小型继电器,作为交流检测元件,更换容,维护方便。J1、J2的常闭接点串联接成“与”关系,可有效地防止因单个继电器故障失电而引起的误投,以提高投入准确性。
  
    1)SA为试验按钮,用于对事故照明系统进行定期试验检查。按下该按钮时,模拟交流失电,使GTO导通点亮事故照明灯。
  
    2)常开接点J1-1、J2-1及信号灯XD组成监视回路,XD亮表明交、直流电压回路正常及J1、J2工作正常。
  
    3)常闭接点J1-2、J1-3、J2-2、J2-3及电阻R1组成GTO的触发回路,在交流消失时开通GTO.接点并联是为了增加触发可靠性。
  
    4)R2、D、R3及按钮FA构成GTO的关断控制回路,按下FA可使导通的GTO关断,使事故照明灯熄灭。
  
    5)RL为事故照明回路的总等效负载电阻。

2、元件参数的选择原则:
  
    限于篇幅关系,以下有关公式的推导过程省略,式中电压、电流、功率、电阻的单位分别为伏特、安培、瓦特、欧姆。
  
    1)GTO的选择: 要求GTO的额定电流: IGN ≥2ISN

  额定电压: UGN ≥2UD
  式中: UD、ISN分别为事故照明系统的直流电源电压和总负荷电流。
  
    2)R1的选择: R1可选择绕线型,功率不小于8瓦的电阻,其阻值可在100-200欧姆之间选择。当GTO额定电流大时取较小阻值,反之取较大值。
  
    3)R2的选择: 一般取R2≤(β-1)RL; 功率不小于20瓦。

  式中: β为GTO的关断增益,一般取β=5; RL=UD2/P。P为事故照明的总功率。
  
    4)R3的选择: 

  R3=R2×UKGF/(UD-UKGF); 功率不小于8瓦。
  式中: UKGF为GTO的控制极最大反向允许电压,一般取UKGF=10V
  
    5)主回路快熔KS及压敏电阻YM的选择按常规方法进行。
  
    6)注意事项: 

  事故照明各支路的功率不易设置过大,一般以不超过2000瓦为易,且应在各支路中按要求装设RS型快速熔断器,用于在线路或灯具短路时,快速切断故障回路保护GTO。

三、方案特点 

    该方案不仅线路简单,安装容易,且具有操作简便、动作迅速可靠,无噪声、无火花、无能耗等优点。投入运行后,几乎不需作任何维护,只须做定期投入试验,对事故照明系统的线路、灯具作完好性检查即可。
 
    设计所用元件,除J1、J2的线圈因长期带电工作而有可能老化损坏外,其它元件的工作可靠系数较高。即便假设J1、J2的线圈同时损坏失电,那么GTO也能被可靠开通,只是出现误投罢了。况且此类负荷误投也无关要紧,然而这种假设情况是极少出现的。可见该装置的可靠性是很高的,是勿用质疑的。
  
    宏源热电公司在2002年采用上述方案对事故照明盘进行了改造,投运一年多,没出现任何异常,效果很好。从而我公司事故照明这一“难题”得到较好的解决。

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