電抗勵(lì)磁分流式管理論文

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1前言

雙繞組電抗分流式發(fā)電機(jī)組曾在小型水力發(fā)電站應(yīng)用較多，由于其勵(lì)磁系統(tǒng)簡(jiǎn)單，單機(jī)運(yùn)行時(shí)能適應(yīng)農(nóng)村負(fù)荷的變化，維護(hù)也比較方便，許多發(fā)電機(jī)運(yùn)行了十幾年，還維持原運(yùn)行方式聯(lián)入網(wǎng)上或多機(jī)組并列運(yùn)行。根據(jù)我縣多臺(tái)電抗分流式發(fā)電機(jī)運(yùn)行情況，當(dāng)空載調(diào)整好其電抗線圈匝數(shù)后，在負(fù)荷變化時(shí)外特性較差，不能保證電壓穩(wěn)定。目前，因電網(wǎng)覆蓋面廣，農(nóng)村小型水電站已進(jìn)入了并網(wǎng)運(yùn)行。在并網(wǎng)運(yùn)行中，穩(wěn)定性也較差，容易產(chǎn)生振蕩，過(guò)勵(lì)或欠勵(lì)，甚至失磁等現(xiàn)象，難以調(diào)整無(wú)功功率來(lái)適應(yīng)無(wú)功負(fù)荷需要。為了解決這一發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系型式，我們配合有關(guān)廠家對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)多方面的改造和研究。如改變副繞組和主繞組的相位關(guān)系，改變電抗器的匝數(shù)比；在交流側(cè)加裝晶閘管分流的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器；在并列的多臺(tái)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組之間加裝均壓線等，效果都不理想，滿足不了發(fā)電機(jī)多機(jī)并列或并網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和無(wú)功調(diào)節(jié)的要求。因此，針對(duì)這一現(xiàn)狀，結(jié)合小型水電站的技術(shù)能力，設(shè)計(jì)了一套簡(jiǎn)單實(shí)用的可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)。甩掉了原勵(lì)磁系統(tǒng)中的電抗器，將發(fā)電機(jī)的主繞組和副繞組的尾端分別短接，同時(shí)改三相橋式不可控整流電路為三相橋式半控整流電路(見(jiàn)圖1、圖2)，其主要特點(diǎn)是技術(shù)和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，僅對(duì)其接線端進(jìn)行接線處理，不占用主繞組的容量，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，改造費(fèi)用低。1988年在改造縣水電公司沙港電站3臺(tái)320kw雙繞組電抗分流式發(fā)電機(jī)時(shí)，就配置了該套勵(lì)磁裝置。通過(guò)幾年的運(yùn)行，實(shí)踐證明，其使用維護(hù)方便，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，特別是聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行中，穩(wěn)定性更佳，無(wú)功功率能根據(jù)網(wǎng)上要求任意調(diào)節(jié)，解決了過(guò)勵(lì)或欠勵(lì)現(xiàn)象；同時(shí)，又能保證單機(jī)獨(dú)立運(yùn)行或多機(jī)并列運(yùn)行的電壓穩(wěn)定。我們認(rèn)為該可控硅勵(lì)磁裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，適合小型水電站雙繞組電抗分流式發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁改造，有推廣使用的價(jià)值。

2工作原理

該勵(lì)磁裝置由三相橋式半控整流電路、自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器以及殘壓起動(dòng)電路組成。運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)副繞組產(chǎn)生的三相交流電通過(guò)由可控硅（1—3）SCR和整流二極管（1—3）Z組成的三相橋式半控整流電路整流后，供給勵(lì)磁繞組L1；勵(lì)磁電流的大小，決定于可控硅的導(dǎo)通角β，而可控硅的導(dǎo)通角β由自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器ZLT自動(dòng)控制。當(dāng)發(fā)電機(jī)的端電壓高于整定值時(shí)，自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖信號(hào)推遲，使可控硅的導(dǎo)通角β減小，勵(lì)磁電流減小，發(fā)電機(jī)端電壓降低；當(dāng)發(fā)電機(jī)的端電壓低于整定值時(shí)，自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖信號(hào)提前，使可控硅的導(dǎo)通角增大，從而導(dǎo)致勵(lì)磁電流增大，發(fā)電機(jī)端電壓升高。通過(guò)運(yùn)行實(shí)測(cè)，靜態(tài)調(diào)壓范圍﹢10%～﹢15%，運(yùn)行電壓穩(wěn)定值為±2%，瞬時(shí)最大電壓降小于10%，電壓恢復(fù)時(shí)間小于0.2s。由于機(jī)組起動(dòng)時(shí)，主副繞組中產(chǎn)生的剩磁電壓比較低（約為額定值的2%～3%），這時(shí)，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器還不能正常工作，可控硅不導(dǎo)通，只有利用由按鈕QA、熔斷器RD、電壓繼電器CJ、整流二極管5Z等組成的殘壓起勵(lì)電路進(jìn)行起勵(lì)操作（按住按鈕QA）；當(dāng)發(fā)電機(jī)端相電壓上升到100V左右，電壓繼電器CJ啟動(dòng)，其常閉接點(diǎn)斷開(kāi)起勵(lì)回路，自動(dòng)進(jìn)入自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器工作狀態(tài)，避免了可能產(chǎn)生的過(guò)電壓現(xiàn)象，把機(jī)組穩(wěn)定在正常情況下。

3安裝

按照?qǐng)D2提供的勵(lì)磁系統(tǒng)接線，要改變?cè)瓌?lì)磁系統(tǒng)接線的部位，主要有3處：一是拆除電抗器，將發(fā)電機(jī)的主繞組和副繞組尾端分別短接；二是原三相橋式整流電路中的3只共陰極整流二極管換為3只可控硅；三是在三相橋式整流電路輸出端并接一只正向壓降低的硅整流二極管，起續(xù)流二極管的作用。

自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器和三相橋式半控整流電路改接完成后，可接入發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁回路中，開(kāi)機(jī)前將調(diào)壓電位器旋到空載位置，特發(fā)電機(jī)各項(xiàng)空載指標(biāo)達(dá)到要求，則可進(jìn)行負(fù)荷調(diào)試。

4結(jié)論

本勵(lì)磁裝置，在小型水力發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)改造中效果十分明顯，具有很好的推廣價(jià)值。從已改造的320kw以下機(jī)組運(yùn)行實(shí)踐表明，電壓調(diào)整范圍、調(diào)壓精度、調(diào)差率非常滿意，并列運(yùn)行穩(wěn)定，而且容易維護(hù)。根據(jù)已改造發(fā)電機(jī)的類型，該勵(lì)磁裝置，不僅用于雙繞組電抗分流式發(fā)電機(jī)中，同樣可用于其它多種類型發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁改造。