电抗励磁分流式管理论文

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1前言

双绕组电抗分流式发电机组曾在小型水力发电站应用较多，由于其励磁系统简单，单机运行时能适应农村负荷的变化，维护也比较方便，许多发电机运行了十几年，还维持原运行方式联入网上或多机组并列运行。根据我县多台电抗分流式发电机运行情况，当空载调整好其电抗线圈匝数后，在负荷变化时外特性较差，不能保证电压稳定。目前，因电网覆盖面广，农村小型水电站已进入了并网运行。在并网运行中，稳定性也较差，容易产生振荡，过励或欠励，甚至失磁等现象，难以调整无功功率来适应无功负荷需要。为了解决这一发电机励磁系型式，我们配合有关厂家对励磁系统进行过多方面的改造和研究。如改变副绕组和主绕组的相位关系，改变电抗器的匝数比；在交流侧加装晶闸管分流的励磁调节器；在并列的多台发电机转子绕组之间加装均压线等，效果都不理想，满足不了发电机多机并列或并网运行的稳定性和无功调节的要求。因此，针对这一现状，结合小型水电站的技术能力，设计了一套简单实用的可控硅励磁系统。甩掉了原励磁系统中的电抗器，将发电机的主绕组和副绕组的尾端分别短接，同时改三相桥式不可控整流电路为三相桥式半控整流电路(见图1、图2)，其主要特点是技术和结构简单，仅对其接线端进行接线处理，不占用主绕组的容量，运行稳定可靠，改造费用低。1988年在改造县水电公司沙港电站3台320kw双绕组电抗分流式发电机时，就配置了该套励磁装置。通过几年的运行，实践证明，其使用维护方便，运行稳定可靠，特别是联网运行中，稳定性更佳，无功功率能根据网上要求任意调节，解决了过励或欠励现象；同时，又能保证单机独立运行或多机并列运行的电压稳定。我们认为该可控硅励磁装置结构简单，实用性强，适合小型水电站双绕组电抗分流式发电机的励磁改造，有推广使用的价值。

2工作原理

该励磁装置由三相桥式半控整流电路、自动励磁调节器以及残压起动电路组成。运行时，发电机副绕组产生的三相交流电通过由可控硅（1—3）SCR和整流二极管（1—3）Z组成的三相桥式半控整流电路整流后，供给励磁绕组L1；励磁电流的大小，决定于可控硅的导通角β，而可控硅的导通角β由自动励磁调节器ZLT自动控制。当发电机的端电压高于整定值时，自动励磁调节器产生的触发脉冲信号推迟，使可控硅的导通角β减小，励磁电流减小，发电机端电压降低；当发电机的端电压低于整定值时，自动励磁调节器产生的触发脉冲信号提前，使可控硅的导通角增大，从而导致励磁电流增大，发电机端电压升高。通过运行实测，静态调压范围﹢10%～﹢15%，运行电压稳定值为±2%，瞬时最大电压降小于10%，电压恢复时间小于0.2s。由于机组起动时，主副绕组中产生的剩磁电压比较低（约为额定值的2%～3%），这时，励磁调节器还不能正常工作，可控硅不导通，只有利用由按钮QA、熔断器RD、电压继电器CJ、整流二极管5Z等组成的残压起励电路进行起励操作（按住按钮QA）；当发电机端相电压上升到100V左右，电压继电器CJ启动，其常闭接点断开起励回路，自动进入自动励磁调节器工作状态，避免了可能产生的过电压现象，把机组稳定在正常情况下。

3安装

按照图2提供的励磁系统接线，要改变原励磁系统接线的部位，主要有3处：一是拆除电抗器，将发电机的主绕组和副绕组尾端分别短接；二是原三相桥式整流电路中的3只共阴极整流二极管换为3只可控硅；三是在三相桥式整流电路输出端并接一只正向压降低的硅整流二极管，起续流二极管的作用。

自动励磁调节器和三相桥式半控整流电路改接完成后，可接入发电机的励磁回路中，开机前将调压电位器旋到空载位置，特发电机各项空载指标达到要求，则可进行负荷调试。

4结论

本励磁装置，在小型水力发电机励磁系统改造中效果十分明显，具有很好的推广价值。从已改造的320kw以下机组运行实践表明，电压调整范围、调压精度、调差率非常满意，并列运行稳定，而且容易维护。根据已改造发电机的类型，该励磁装置，不仅用于双绕组电抗分流式发电机中，同样可用于其它多种类型发电机的励磁改造。