创建纯整流型机端变可控硅励磁

1、 创建“纯整流型”机端变可控硅励磁汤鸣招内容提要: 本文,针对现有可控硅励磁存在的不良整流调压特性,提出了创建“纯整流型”机端变可控硅励磁的新理念,通过采取必要和可能的技术措施,从根本上消除逆变的负向电压分量,所引起的换向过电压和负阻尼等弊端,完善可控硅的整流调压特性,达到提高机端变可控硅励磁的可靠性,调压精度和强励力度的要求。本文: 自上世纪80年代初,同期发电机的机端变可控硅励磁技术,开始在我国应用以来,至今已长达二十多年, 效果非常不理想.尤其是可控硅整流器的换向过电压,负阻尼调压特性,以及灭磁开关触头的高弧压等弊病,长期不得解决。可控硅励磁的设备运行可靠性,调压精度及强励力度等励磁基本

2、素质,都受到一定程度的影响,对发电机组和电力系统的安全稳定运行极其不利。机端变可控硅励磁使用中,虽然问题不少,但它的设备静止,电压调节快速等突出优点,仍然被看作不可替代的近代励磁方式.若干年后,机端变可控硅励励,有可能完全替代老式励磁机励磁方式,成为清一色的励磁方式.到那时, 可控硅整流器的换向过电压,负阻尼特性,强励力度不足以及灭磁开关操作过电压等问题,将会更加突出,对影响电力系统稳定保障水平,情况将会更加严重。 为了电力系统的长治久安计,本文以<创建“纯整流型”机端变可控硅励磁>为题, 针对现有可控硅励磁存在的不良整流调压特性,通过采取必要和可能的技术措施,从根本上消除逆变的负

3、向电压分量,所引起的换向过电压和负阻尼等弊端,完善可控硅的整流调压特性,达到提高机端变可控硅励磁的可靠性,调压精度和强励力度的要求。因为,近年来,国内,在机端变可控硅励磁应用技术方面,已出现命名为”无源灭磁操作保护器” 创新技术,它必将使可控硅励磁存在的问题,迎刃而解。.可控硅整流器工作特性,在不同的脉冲控制角度下,其输出电压数值与输入电压的关系,为余弦函数之乘积。以三峡一台700MW发电机组为例,励磁变额定电压为1290V,励磁额定电压为490V,当机组满负荷运行时,其脉冲控制角为67.98度,假定机组低负荷时,其输出电压为350V, 这时的脉冲控制角为80.08度.这个实例说明,该机组运行

4、中的脉冲控制角的工作区点,恰巧在67.9880.08度之间。因为,这个区间的输出电压波形,处于畸形状态(见附图一中的:脉冲控制角为75度的电压波形图)。它既有正向整流电压,又有负向逆变电压,且正向和负向电压的极性处于交替变换中。在这种不纯的整流条件下,可控硅励磁产生换向过电压和负阻尼现象,已不足为奇了。可是,人们把可控硅励磁的换向过电压和负阻尼问题,归因于其特性固有,未能采取治本措施,20多年过去了,如今它也成为当今世界性的难题了!“无源灭磁操作保护器”创新技术,它所以能彻除可控硅的换向过电压和负阻尼,以及开关的操作过电压,在于它抓住了主要矛盾,是可控硅整流工作特性的区段中,混进了逆变负向电压

5、分量,是可控硅励磁产生换向过电压和负阻尼的主要原因。搞清了原因,又有了限制可控硅逆变负向电压分量的措施,问题便迎刃而解了。“无源灭磁操作保护器”创新技术,它采取的具体技术措施是,只要在三相全控桥可控硅整流器的直流侧,并联一组二极管的电流通道,就足够了.因为有了并联二极管后,可控硅的工作特性,便发生了根本变化与改善.,它使可控硅整流器出口的电压正负极性永远固定下来了,其电压数值又受二极管的管压降限制,降为接近于零的负值.因此,就能从根本上消除其产生换向过电压和负阻尼的原因.在根除可控硅励磁的换向过电压和负阻尼弊病后, “无源灭磁操作保护器”创新技术,它采取了又一技术措施,在灭磁开关的跳闸电路中,

6、加入封锁可控硅脉冲的控制环节,利用可控硅阳极电压由正向过零变为负向的过渡瞬间,可控硅会因其维持电流同时过零而截止，将电源隔离，随后,使开关跳闸灭磁，这种灭磁方式谓之“无源灭磁”。在这种“无源灭磁”过程,不论是正常的停机灭磁,或者是事故停机灭磁,灭磁开关的断口电压,都永远不会超过灭磁电阻器的额定电压值。而且,开关的触头断口,无弧光,无噪声,开关的安全与寿命有保障,大可不必为不再用逆变灭磁而惋惜。综上所述,本文提出创建“纯整流型”机端变可控硅励磁的目标,从技术理念上说,已经达到了。当前急切需要的,是得到“伯乐”的有关专家和领导的关注与支持,并尽快组织试点与鉴定,使这项技术创新成果,得到社会的认同,在国内迅速推广。结束语:在“纯整流型” 机端变可控硅励磁,经过机组运行考验取得成熟经验后,那时,就有可能,又要考虑进一步提高发电机励磁的强励力度问题了。因为,现有的发电机励磁的强励电压倍数普遍偏低.急需把强励电压倍数提高到大于或等于3倍,基本上达到高起始励磁的要求,这是可控硅励磁的创始者,曾经提出,至今尚未达到的目标。下一步,通过创建“纯整流型”机端变可控硅励磁创新技术的实施,不久将来,必定实现。普遍提高发电机强励电压倍数,增大无功负荷储备,对防止电网突发性事故，防止电网电压崩溃造成大面积停电事故,提高电力系统的暂态稳定保