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请教励磁机打火处理方法
发起人:csjchenyu  回复数:3  浏览数:7073  最后更新:2010/8/10 14:52:05 by dajiangjunwang

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2010/8/10 14:47:43
dajiangjunwang





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四、静止励磁系统    静止励磁系统取消了励磁机,采用变压器作为交流励磁电源,励磁变压器接在发电机出口或系统或厂用母线上。因励磁电源系取自发电机自身或是发电机所在的电力系统,故这种励磁方式称为自励静止励磁系统,简称自励系统。如果励磁变压器取至与厂用电,则称为他励静止系统,简称他励系统。电站备用励磁系统,是他励系统;自励系统的发电机进行零起升压升流试验,有时候也将自励改为他励方式进行。

    与电机式励磁方式相比,在自励系统中,励磁变压器、整流器等都是静止元件,励磁电流需要通过发电机的碳刷和滑环进入发电机转子绕组,故自励磁系统又称为静止励磁系统。

    静止励磁系统也有几种不同的励磁方式。如果只用一台励磁变压器并联在机端,则称为自并励方式。如果除了并联的励磁变压器外,还有与发电机定子电流回路串联的励磁变流器(或串联变压器),二者结合起来,则构成所谓自复励方式。主要结合的方案有下列两种:直流侧并联自复励方式和交流侧串联自复励方式。

    1.自并励方式

    自并励是自励系统中接线最简单的励磁方式,其典型原理图如图1-8所示。只用一台接在机端的励磁变压器ZB作为励磁电源,通过晶闸管整流装置KZ直接控制发电机的励磁。这种励磁方式又称为简单自励系统,目前国内比较普遍地称为自并励(自并激)方式。图中照片只有汽轮机和发电机,没有励磁机,采用的就是自并励静止励磁系统。


    自并励方式的优点是:设备和接线比较简单:由于无转动部分,具有较高的可靠性;造价低;励磁变压器放置自由,缩短了机组长度;励磁调节速度快。但对采用这种励磁方式,以前人们普遍有两点顾虑:第一,发电机近端短路时能否满足强励要求,机组是否失磁;第二,由于短路电流的迅速衰减,带时限的继电保护可能会拒绝动作。国内外的分析和试验以及工程实践表明,目前,这些问题在技术上是可以解决的。自并励方式愈来愈普遍地得到采用。

    2.直流侧叠加的自复励方式

    在自并励的基础上加一台与发电机定子回路串联的励磁变流器,后者另供给一套硅整流装置,二者在直流侧叠加,则构成直流侧叠加的自励方式。叠加方式分为电流叠加(直流侧并联)和电压叠加(直流侧串联)两种。图1-9为直流侧并联自复励方式原理图。发电机F的转子励磁电流由硅整流桥GZ与晶闸管整流桥KZ并联供给。硅整流桥由励磁变流器GLH供电,晶闸管桥由励磁变压器ZB供电。ZB并接于机端,GLH串接于发电机出口侧或中性点侧。发电机空载时由晶闸管桥单独供给励磁电流,发电机负载时,由晶闸管桥与硅整流桥共同供给励磁电流。其中硅整流桥的输出电流与发电机定子电流成正比,晶闸管桥的输出电压受励磁调节器的控制,起电压校正作用。



    这种直流侧并联的自复激方式,在我国一些中、小型汽轮发电机和水轮发电机上采用较早,有一定的运行经验,但未得到推广。因为在系统中短路时,复励部分与自并励部分协调配合较差,此外,励磁变流器副方尖峰过电压问题也比较严重。

    3.交流侧电压叠加的自复励方式

    励磁变压器的输出与励磁变流器的输出,先叠加再经过整流供给发电机励磁,则构成交流侧叠加的自复励方式,注意这时励磁变流器原边电流要转换成副边电压信号,变流器铁芯必须加有空气隙,这将大大增加变流器的体积。图1-10为交流侧串联的自复励方式,励磁变压器ZB的副方电压与励磁变压器 GLH的副方电压相量相加,然后加在晶闸管整流桥KZ上,经整流后供给发电机的励磁。当发电机负载情况变化时,例如电流增大或功率数降低,则加到晶闸管整流桥上的阳极电压增大,故这种励磁方式具有相复励作用。

    交流侧叠加的自复励方式,由于反应发电机的电压、电流及功率因数,故又称为相补偿自复励方式。



    实际上,串联变压器一般安装在发电机的中性点侧,图1-11就反映这种实际位置接线图原理,其晶闸管阳极电压(励磁变压器二次电压)向量图则显示其独有的相复励作用。由相量图可知:

            Uy=Uzb+Ucb=Ug/Kzb+jIgXu

    而:        Ud=1.35UyCOSα

    式中: Uy—晶闸管整流桥阳极电压      Kzb—整流变变比

            Uzb—并联变压器二次侧电压    Ig—发电机定子电流

            Ucb—串联变压器二次侧电压    Ug—发电机定子电压

            Xu—串联变互感抗              Ud—整流桥输出电压

    因此,交流侧串联型自复励的晶闸管阳极电压,不仅反映了发电机机端电压的水平,而且也同时反映了发电机实际负载情况,其整流输出电压不仅与阳极电压和控制角α有关,而且也与机组工况密切相关。特别是,当发电机机端发生三相短路,尽管机端电压下降了,造成Uzb变小,但短路电流的上升,却使Ucb变大,其结果可以维持较高的晶闸管整流桥阳极电压Uy,从而保证励磁装置的强励能力。

    对于三相晶闸管整流电路来说,由于串联变压器的存在,使得阳极回路的总电抗增大,从而造成换相缺口大,过电压很高。图1-12是某大型电厂两种励磁阳极电压波形,前者为自复励系统波形,后者为自并励系统的波形。换向缺口大,所产生的晶闸管换向过电压也大。过高的换相电压,使转子电压和阳极电压的过电压毛刺尖峰极高,不仅损害电气设备的绝缘,还加重晶闸管阻容保护的负担,这一切都使得励磁系统主回路设备极易损坏。因此,新设计的励磁系统基本上不再采用自复励系统。


    鉴于静止半导体励磁系统是现代励磁的主要方式,也是励磁检修的主要对象,在此进一步归纳总结如下:


    五、发电机灭磁系统

    同步发电机安全可靠的灭磁,是一个不仅关系到励磁系统本身安全,而且直接关系到整个电力系统安全运行的大问题。

    发电机灭磁技术的演变,基本上沿着灭磁开关灭弧栅灭磁,线性电阻灭磁,非线性电阻灭磁发展,其间,逆变灭磁和交流灭磁,伴随着现代励磁的基础即三相全控桥整流电路的出现而发展。

    在灭磁系统中,灭磁开关占据很重要的地位,其分类复杂。按照灭磁开关是否参与吸收灭磁能量,分为耗能型(灭弧栅灭磁)和移能型(电阻灭磁);按照灭磁开关的断口数量,分为多断口(正极断口、负极断口、常闭断口、主断口、弧断口)和单断口;按照灭弧栅片是金属还是非金属,分为短弧原理灭弧栅和长弧原理灭弧栅;按照灭磁开关安装位置,分为直流灭磁开关和交流灭磁开关。一般来说,带常闭断口的开关是专门用于灭磁的开关;双断口灭磁开关,在停机后可以隔离发电机转子与励磁装置回路,有利于检修试验。

    由于励磁装置灭磁设备主要考虑的是安全、快速的吸收转子能量,因而灭磁方式的分类主要是按吸收能量方式来划分的:



    需要说明的是,移能放电灭磁系统中也有灭磁开关,但是其主要作用是切断励磁电流回路,即利用灭磁开关断开励磁绕组时产生的反电势,将励磁电流转移到灭磁电阻中,并通过灭磁电阻来吸收磁场能量。因此,放电灭磁系统中的灭磁开关也称为磁场断路器。而开关灭磁系统中的灭磁开关,不仅要切断励磁电流回路,还要利用灭弧栅片来吸收整个灭磁能量,此时,开关的负担很大,往往不能满足大型水电站的灭磁需要,故纯粹的开关灭磁方式越来越少见,电阻灭磁方式越来越普遍。

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