勵(lì)磁系統(tǒng)說明

靜止勵(lì)磁系統(tǒng)說明靜止勵(lì)磁系統(tǒng)說明.概述早在七十年代初期，由哈爾濱電機(jī)廠制造的全國首臺(tái)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)安裝在新安江水電站九號機(jī)上。到目前為止，哈爾濱電機(jī)廠已制造了五百余套靜止勵(lì)磁系統(tǒng)在國內(nèi)外的電廠運(yùn)行。現(xiàn)在，伴隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，靜止勵(lì)磁系統(tǒng)的可靠性越來越高，其優(yōu)越的性能越來越被認(rèn)知，因而在電力系統(tǒng)上得到了廣泛的應(yīng)用。靜止勵(lì)磁適用于各種類型的發(fā)電廠的同步發(fā)電機(jī)：水力、熱力、壓縮空氣、柴油和風(fēng)力以及同步調(diào)相機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)。其優(yōu)點(diǎn)可歸納為以下幾點(diǎn)：。由于沒有運(yùn)動(dòng)部件，運(yùn)行和維修費(fèi)用低。優(yōu)良的動(dòng)態(tài)控制特性。良好的傳輸特性。容易與不同容量和型式的發(fā)電機(jī)配套O低損耗O一定容量的勵(lì)磁裝置其體積與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速無關(guān).運(yùn)行原理靜止勵(lì)磁系統(tǒng)由自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器、勵(lì)磁變壓器、可控硅整流器、滅磁設(shè)備及起勵(lì)設(shè)備五個(gè)部分組成。其中勵(lì)磁變壓器、可控硅整流器及滅磁設(shè)備組成了靜止勵(lì)磁系統(tǒng)的主電路。主電路為同步發(fā)電機(jī)的磁場線圈提供勵(lì)磁功率，滅磁裝置吸收儲(chǔ)存在磁場線圈電感中的能量。勵(lì)磁變壓器的原邊接在同步發(fā)電機(jī)的機(jī)端，勵(lì)磁功率取自發(fā)電機(jī)本身，通過可控的主電路聯(lián)接到同步發(fā)電機(jī)的磁場線圈。初始建壓所需要的功率由起勵(lì)設(shè)備提供。發(fā)電機(jī)正常停機(jī)時(shí)采用逆變滅磁，電力系統(tǒng)故障時(shí)繼電保護(hù)跳發(fā)電機(jī)斷路器，同時(shí)跳滅磁開關(guān)緊急滅磁。2.1主電路2.1.1勵(lì)磁變壓器勵(lì)磁變壓器的作用是給整流器提供一個(gè)合適的電壓源，并且將磁場線圈與電源網(wǎng)絡(luò)和定子線圈隔離開。勵(lì)磁變壓器的原邊電壓等于發(fā)電機(jī)的端電壓，副邊電壓值是由發(fā)電機(jī)的額定勵(lì)磁電壓及勵(lì)磁系統(tǒng)所要求的頂值電壓倍數(shù)來確定的。變壓器的額定電流由同步發(fā)電機(jī)的最大連續(xù)磁場電流來確定。勵(lì)磁變壓器通常為三相、空氣自冷、環(huán)氧樹脂絕緣的變壓器。大容量的發(fā)電機(jī)為了安裝方便，勵(lì)磁變壓器也可以設(shè)計(jì)成三個(gè)單相的變壓器組成三相變壓器組。2.1.2可控硅整流器三相全控整流橋，由一個(gè)可控硅橋或多個(gè)并聯(lián)的可控硅橋、觸發(fā)脈沖發(fā)生器、脈沖放大器和必要的監(jiān)視和冷卻設(shè)備組成。每一個(gè)可控硅橋?yàn)槿?，六脈沖單元。這種聯(lián)接允許整流橋既可作整流運(yùn)行，也可作逆變運(yùn)行，提供負(fù)的或正的輸出電壓?？煽毓铇蛟诿恐П刍蛳嗌嫌每焖偃蹟嗥髯鞫搪繁Ｗo(hù)。每個(gè)可控硅兩端并聯(lián)RC電路防止電壓突變。為了高效冷卻，可控硅帶散熱器，用風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)迫風(fēng)冷?？刂普{(diào)節(jié)器通過觸發(fā)脈沖發(fā)生器和放大器來控制可控硅整流器。觸發(fā)脈沖發(fā)生器將電壓調(diào)節(jié)器的控制信號轉(zhuǎn)換成一定控制角（角）下的觸發(fā)脈沖，從而從可控硅整流器上就可以得到一個(gè)可控的直流電壓輸出，以滿足同步發(fā)電機(jī)不同工況下的勵(lì)磁要求。輸入電壓是由勵(lì)磁變壓器的副邊提供的，在各種不同的情況下都能與發(fā)電機(jī)數(shù)據(jù)相適應(yīng)。頂值電壓對發(fā)電機(jī)電壓的調(diào)整速度是很關(guān)鍵的，因而在電網(wǎng)受到擾動(dòng)的情況下，對發(fā)電機(jī)以至電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性都有巨大貢獻(xiàn)。根據(jù)發(fā)電機(jī)對電網(wǎng)的重要性，頂值電壓通常在額定磁場電壓的1.2至3.0倍范圍選取。可控硅整流器的容量是根據(jù)發(fā)電機(jī)最大長期運(yùn)行負(fù)荷下的連續(xù)磁場電流來決定的。它也應(yīng)能提供上述頂值電壓下所產(chǎn)生的強(qiáng)勵(lì)電流。通常磁場強(qiáng)勵(lì)時(shí)間是5?20秒。整流橋數(shù)按冗余設(shè)計(jì)。冗余方式視發(fā)電機(jī)的額定勵(lì)磁電流的大小而定。對于額定勵(lì)磁電流不大于1800A的系統(tǒng)，采用一倍冗余，即100%備用。兩個(gè)容量相同的整流橋并聯(lián)運(yùn)行，當(dāng)一個(gè)橋退出運(yùn)行時(shí)，另一個(gè)橋能保證發(fā)電機(jī)包括強(qiáng)勵(lì)在內(nèi)的各種運(yùn)行工況。對于額定勵(lì)磁電流不大于1800A的系統(tǒng)，采用（n-1）的冗余方式，即多個(gè)整流橋并聯(lián)運(yùn)行，當(dāng)一個(gè)整流橋退出運(yùn)行時(shí)，剩下的幾個(gè)橋能保證發(fā)電機(jī)包括強(qiáng)勵(lì)在內(nèi)的各種運(yùn)行工況。2.1.3磁場起勵(lì)同步發(fā)電機(jī)通常只有很低的剩磁電壓，初始建壓時(shí)，整流橋沒有完整的輸入電壓，在這種情況下，有必要對發(fā)電機(jī)的磁場線圈提供一個(gè)較小的電流持續(xù)幾秒鐘，以起動(dòng)建壓。磁場起勵(lì)的專用電路對磁場線圈提供約10%的空載勵(lì)磁電流，直到發(fā)電機(jī)電壓能為整流器提供有效的電源，起勵(lì)單元然后自動(dòng)切除。起勵(lì)功率通常由廠用蓄電池提供，在某些情況下，也可以由廠用交流電源提供起勵(lì)功率。磁場起勵(lì)的電源應(yīng)有熔斷器保護(hù)。2.1.4滅磁必須有特殊測量裝置來切斷磁場電流，并釋放掉儲(chǔ)存在發(fā)電機(jī)磁場線圈中的能量。如果沒有該裝置，將會(huì)在發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組兩端產(chǎn)生非常高的電壓，勵(lì)磁設(shè)備和勵(lì)磁線圈都有可能被損壞。滅磁是由磁場開關(guān)（接在整流器的直流側(cè)或交流側(cè)均可）以及放電回路來完成的。滅磁開關(guān)將整流器電源切斷，同時(shí)將放電回路接入磁場繞組回路中，為磁場電流提供一條放電通路。這種方式適用于各種容量的發(fā)電機(jī)。為了使磁場線圈快速滅磁，放電回路采用非線性的放電電阻，該電阻吸收儲(chǔ)存在磁場線圈中的能量，以減少滅磁時(shí)間。2.1.5磁場回路的過電壓保護(hù)磁場過電壓保護(hù)的作用是防止在磁場回路中電壓極度升高，在某些不利的瞬間故障條件下，如錯(cuò)誤的同期或者失步，過電壓的方向與整流器輸出電壓的方向相反。過電壓保護(hù)包括在滅磁設(shè)備中，它由一個(gè)過電壓檢測裝置與非線性的放電電阻組成，當(dāng)檢測裝置檢測到磁場繞組兩端的電壓超過保護(hù)值后，就自動(dòng)將非線性的放電電阻接入磁場繞組回路，為過電壓提供放電通路，從而抑制過電壓。2.2自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器的三個(gè)基本作用是：。自動(dòng)保持發(fā)電機(jī)端電壓恒定O使無功功率在并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組之間合理分配O保持電力系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性現(xiàn)代自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器是以計(jì)算機(jī)為基本單元的。由于采用了計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)，很方便就能引入各種附加的控制要求。詳情請參見《HWLT-4型微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器產(chǎn)品說明書》。2.3設(shè)計(jì)勵(lì)磁設(shè)備，除勵(lì)磁變壓器和熔斷器外，均安裝在標(biāo)準(zhǔn)屏體內(nèi)。屏體設(shè)計(jì)成全封閉可通風(fēng)型，這樣就便于檢查和工作，機(jī)械的和電氣的模件設(shè)計(jì)為與其它設(shè)備相互聯(lián)接提供良好的接口。環(huán)境溫度限制正常為：儲(chǔ)存 一20—■70°C運(yùn)行 0—+40C除非有其它特殊要求，通常是這樣的。獨(dú)特的大氣狀況是決定密封設(shè)計(jì)和冷風(fēng)安排的重要條件，如有必要，可在屏體的冷