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励磁整流柜检修

发布时间：2010/12/19 阅读次数：2171 字体大小: 【小】【中】【大】

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励磁整流柜检修

一、整流柜检修试验基本方法与要求

1．晶闸管元件试验

对于单只容量通态平均电流I_T(av)在1500A以上的晶闸管功率组件(压装散热器后)，可进行全动态试验，测试功率组件的相关参数时，至少包括以下参数:

（1）静态 : 门极触发电压U_GT、门极触发电流I_GT、断态重复峰值电压U_DRM、漏电流。

（2）动态 :通态平均电流I_T(av)、通态平均压降U_T0、反向重复峰值电压U_RRM、漏电流、壳温、风速。

2．脉冲变压器的试验

（1）输入及输出特性测试。通过移相或脉冲放大单元输入触发脉冲，在带晶闸管和不带晶闸管两种情况下用示波器测量输出脉冲的幅值及宽度等参数，应符合产品技术要求。脉冲前沿应小于1µs,输出脉冲形状不应畸变和产生振荡。

（2）电气绝缘强度试验。脉冲变压器输出绕组在运行中要承受转子灭磁及感应过电压的高电位，其绕组之间的绝缘电阻不应低于制造厂的规定，介电强度试验标准不应低于国标的规定。

3．开环高压小电流试验

（1）试验目的:检验调节器的同步、移相、触发和晶闸管控制触发性能，进行功率整流柜的参数验证。

（2）试验条件:励磁调节器与晶闸管整流装置完成高压小电流试验接线，励磁调节器工作正常，试验仪器齐备。

（3）试验方法:使励磁调节器工作在恒定角度控制方式下，将输入晶闸管整流装置的交流侧电压调整至励磁变压器二次额定交流电压的1.3倍，通过励磁调节器控制增磁使整流装置输出2倍额定励磁电压，利用示波器观察晶闸管输出直流侧波形，晶闸管整流特性应平滑，整流锯齿波形应基本对称。试验时注意核实负载电阻阻值及容量，负载电阻阻值的选择以小电流试验时通过的电流不小于1A为宜，并依据此选取相应的电阻容量。

4．开环低压大电流试验

（1）试验目的:检验晶闸管控制触发性能、晶闸管整流装置输出能力及大电流工况下的温升参数验证。

（2）试验条件:励磁调节器与晶闸管整流装置完成低压大电流试验接线，励磁调节器工作正常，整流装置的冷却系统工作正常，试验仪器齐备。

（3）试验方法:

Ø 将输入晶闸管整流装置的交流侧电压调整至20V左右，直流侧采用通流铜排进行短接或接低值大电流负载电阻。开启晶闸管整流装置的冷却系统，励磁调节器工作在恒角度控制方式下，通过励磁调节器控制增磁使整流装置输出电流逐渐上升，观测输出锯齿波形应有稳定的6个波峰，且一致性好。

Ø 观测输出电流指示至50%额定电流时应停留30min左右，测量直流输出、交流三相电流值及整流器各部温升等有关量。然后继续增磁改变控制角度，直至晶闸管整流装置输出电流达额定值，运行2h以上(型式试验需做72h)，在此期间每30min左右测量各电气量及温度量一次，直至测点温度稳定，不再上升。

Ø 晶闸管整流装置最大励磁电流试验，将电流进一步升至顶值电流倍数(功率整流柜额定输出电流)，持续20s。当电流减至额定值后测量各点温升并记录。

Ø 建议各测温点为:散热器端部、散热器根部(和管壳相接处)、散热器汇流排及连接螺母、螺栓等。

二、励磁整流柜现场检修试验

（一）整流柜清灰与检查

励磁整流柜清灰，是励磁系统最重要的检修与维护工作。保证整流设备的清洁，对于提高励磁系统安全运行至关重要。励磁整流柜的清灰，一般同整个励磁设备一起进行。

如果整流柜冷却风机系统有专用风道，且风道的出口方向是厂房外或控制室外，此时，强制启动的风机，拿着吹尘器对着晶闸管散热器，顺着风道方向吹，大量的灰尘就被风机排到外面，如图2－9所示。

如果整流柜冷却风机系统没有专用风道，其清灰方法就是先用毛刷刷，再用吸尘器吸，最后用吹尘器吹。此时的工作灰尘很大，工作人员应戴上口罩。

在励磁A、B修中，对于散热器内长期形成的灰垢，如果无法用吹尘器清理，可以考虑用管道毛刷清洁，效果很好。

对于励磁变压器的清灰，用干布、吹尘器、吸尘器，仔细清除变压器外表及导体连接处的灰尘，污垢等，不要使用任何溶剂型清洁剂。

图2-9 整流柜清灰示意图

励磁整流柜的检查，主要进行外观检查。检查晶闸管和快熔外观是否完好，检查连接母排的螺丝是否松动。检查整流柜的输入输出隔离开关，应操作灵活，必要时给操作机构上润滑油。

检查门柜上空气过滤器，如果空气过滤很脏，且难以清洗时，则必须更换。

（二）整流柜晶闸管组件的检查

晶闸管现场检查最简单的法是用对线灯进行触发导通检测，如图2-10所示。平时维护只是测量晶闸管控制极的电阻。晶闸管测试仪可以全面检测晶闸管特性，但现场很少使用。

图2-10 用对线灯检查晶闸管示意图

晶闸管组件检查，包括晶闸管元件，阻容保护以及脉冲变压器的检查等。图2－11是西门子THYRIPOL晶闸管组件图。

图2-11 THYRIPOL晶闸管组件图

1．晶闸管元件的检查

拉开功率柜阳极隔离开关和直流输出隔离开关，用万用表检查功率柜交流之间、交流与直流之间、直流之间、晶闸管阴极和阳极之间以及整个功率柜对地的绝缘电阻，应无短路现象。

断开晶闸管阴极和控制极与脉冲变压器的连接线，用万用表测量晶闸管阴极与控制极电阻，阻值一般在10Ω左右。用对线灯在晶闸管阳极和阴极之间加一个正电压，在晶闸管控制极和阴极之间加一个短时的正电压，晶闸管应保持导通，即连接在晶闸管阳极和阴极的对线灯应保持亮的状态。以上方法可以对晶闸管的好坏做一个初步判断，要准确判断晶闸管的状况，还须做励磁系统开环小电流试验。

2．晶闸管RC回路检查

用万用表检查桥臂阻容和RC保护的电阻的阻值和电容的值,电阻值应与电阻标称值相同，电容值由于受到分布电容的影响，测量值会偏大，但电容不能有开路和短路现象。

3．脉冲变压器检查

先检查脉冲变压器外观是否完好，脉冲变原、副边电路板应无器件过热痕迹，原、副边的脉冲及电源接线应无绝缘破损和断线等现象，再断开脉冲变压器原副边脉冲线，用至少2.5KV兆欧表检查脉冲边原副边之间、原副边对地绝缘，绝缘应趋近∞，脉冲变压器原副边之间耐压AC2000V一分钟正常。励磁系统开环小电流试验时用示波器观察脉冲变原、副边脉冲波形，检查脉冲变原副边电路是否正常，正常的脉冲一般为双脉冲，脉冲之间无干扰波。

4．励磁风机及其回路检查

解开端子排上励磁风机电源接线，用单臂电桥检查风机电阻，三相电阻平衡，与以前的阻值相比应无明显变化，检查风机转动没有异常，出口挡板是否转动灵活。

检查励磁风机的风速或风压继电器，外观完好，回路正确。

检查励磁功率柜的测温器件以及回路。校验温控器，可以用热风机简单进行。

（三）整流柜交流耐压试验

整流柜的交流耐压试验，一般同励磁其他设备统一安排，比如灭磁设备和控制回路的耐压。耐压前先测绝缘，绝缘良好，方可耐压。

交流耐压试验电压应为正弦波，频率为50Hz。在规定试验电压值下的持续时间为1min。在承受交流耐压试验电压值(有效值)的时间内，应不被击穿、不产生绝缘损坏或闪络现象。试验电压(有效值)如下：

(1) 额定励磁电压为500V及以下者:

Ø 出厂试验电压为10倍额定励磁电压，且最小值不得低于1500V。

Ø 交接试验电压为85%出厂试验电压，但最小值不得低于1200V。

Ø 定期检验试验电压为85%交接试验电压，但最小值不得低于1000V。

(2) 额定励磁电压为500V以上者:

Ø 出厂试验电压为 2倍额定励磁电压加4000V。

Ø 交接试验电压为85%出厂试验电压。

Ø 定期检验试验电压为85%交接试验电压。

交流耐压试验的原理接线如图2－12所示。交流耐压试验注意事项：

（1）试验变压器的铁芯和外壳必须妥善可靠接地，应采取SB的X端接地。

（2）对于有可能串电的相关回路也必须接地，防止串电伤人。

（3）电压表应根据试验电压的要求和SB变比选择合适的量程。试验前首先不接负载升压一次，以判断回路正确性。

（4）绝缘测试应分别在耐压试验前、后各进行一次。

（5）硅元件的耐压试验，应该短接晶闸管阳极、阴极、控制极。

图2-12 交流耐压试验原理接线图

整流柜的整体耐压试验，首先断开并隔离整流柜的输入输出，短接柜内三相输入部位和两相输出部位，短接整流柜的外部主回路，防止高压外串。如果能够将脉冲变压器的原边接地，那么这个耐压试验就包括了脉冲变。图2－13，就是一个励磁整流柜整体耐压试验原理接线实例。

图2-13 整流柜整体交流耐压试验原理接线图

励磁整流柜整体耐压试验注意要点：

（1）将功率柜内三相输入和两相输出回路短接（保护柜内器件）。

（2）将功率柜三相和两相开关的外部回路对地短接（防止串电伤人）。

（3）断开六个脉冲变原边与调节器回路并对地短接（脉冲变耐压）。

（4）先用1000V摇表摇绝缘，耐压后再摇绝缘。耐压电压1000V～5000V，根据国标规程确定，但现场一般比国标规定小一个档次，确保设备检修安全。

（四）整流柜通电试验

1．整流柜脉冲检查

合上脉冲电源开关，调节器发出脉冲，检查整流柜脉冲指示灯是否正常，脉冲放大回路温度是否正常，脉冲变是否工作正常。必要时，用示波器检查晶闸管控制极脉冲，检查脉冲宽度、脉冲前沿、脉冲幅值、脉冲列的频率等。图2－14是某三相全控桥整流电路双窄脉冲关系图。

图2-14 三相全控桥整流电路双窄脉冲图 图2-15 示波器注意事项示意图

无论是脉冲检查，还是励磁功率柜输出波形检查，都要使用示波器。因此，有必要强调示波器的使用注意事项，并且用图2-15进行说明。

（1）使用前判断示波器信号地同电源地E是否隔离，否则需要隔离电源变压器。

（2）双输入通道的信号地是否隔离，如果非隔离，只有在选好公共点后才能观察两个波形，否则容易造成短路。

（3）观察晶闸管移相特性，如图2-16所示，需要同时测量晶闸管两端电压与触发脉冲，此时一定要采取相应的技术措施才能进行。

图2-16是德国西门子励磁试验室所测得的移相特性，所采取的技术措施是：用示波器的一个探头测晶闸管电压，用另一个探头测晶闸管的脉冲电流，这个探头采用隔离的电流钳型表。为了能够方便进行此项试验，西门子THYRIPOL励磁整流晶闸管组件，其面板专门设计有晶闸管脉冲电流测试点IG1，考虑非常周全和独特。

励磁整流柜的通电检查，还要合上风机电源开关，投切风机，检查风机电源是否正常，检查风机运行是否异常，检查风速继电器或风压继电器是否正常。对于双风机系统，还要进行风机切换试验。

图2-16 THYRIPOL移相特性与双脉冲测试图

对于带有智能化均流和温控装置的整流柜，还要通电检查智能均流装置的指示是否正确，检查温控装置的工作是否正常。

2．整流柜小电流试验

励磁整流柜小电流试验是指：在整流柜的阳极输入侧外加厂用电交流380V，直流输出接电阻负载，调整控制角，通过观察负载电压波形变化，综合检查励磁控制器测量、脉冲等回路和整流柜元件的一种试验方式。励磁小电流试验接线原理图如图2－17所示。调压器SYB可以用继保仪代替，示波器也可以用记录仪代替。

图2-17 整流柜小电流试验原理接线图

励磁整流柜小电流试验要点如下，实际工作可参照此选择进行。

（1）对于装设有输入输出隔离开关的整流柜，依次断开各个整流柜交流输入和直流输出隔离开关，并在这些隔离开关的内侧即整流柜侧，外接交流380V和电阻负载；调整励磁调节器的控制角，观察负载电阻上的电压波形，确认波形和励磁调节器和整流柜工作正常。

（2）对于没有装设输入输出隔离开关的整流柜，断开整流柜同发电机转子之间的电气联系比如跳开双断口开关。断开励磁变压器原边或者副边主回路。在变压器原边或者整流柜交流输入电缆侧，外接交流380V。在整流柜输出电缆侧外接电阻负载。调整励磁调节器的控制角，观察负载电阻上的电压波形，确认波形达到要求，确认励磁调节器和整流柜工作正常。

（3）改变控制角的方法有：控制角开环运行，直接设定角度，从150度开始，在电阻负载允许的情况下逐步减小；改变外接PT电压输入值，让控制角变化，注意电阻负载的容量。

图2－18是小电流试验需要观察的波形有：强励和逆变波形、控制角60度波形。特殊情况下需要观察晶闸管脉冲，需要观察脉冲变原副边脉冲。

图2-18 整流柜小电流输出波形示意图

3．整流柜高压小电流试验

由于大型励磁系统，其励磁变二次电压都很高，特殊情况下，比如励磁整流柜型式试验、整流柜更换后的静态试验等，需要进行整流柜高压小电流试验，其方法是：利用一个升压变将380V升到励磁变压器二次电压后再进行小电流试验，此时示波器请使用电源隔离变。

安全措施：断开整流柜阳极开关，拉开整流柜直流输出隔离开关,断开灭磁开关，并取下其合闸电源保险，断开起励电源开关。并设专人监护，防止人员误碰带电部位。励磁整流柜高压小电流试验原理接线如图2－19所示。

图2-19 整流柜高压小电流试验原理接线图

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