励磁系统说明

静止励磁系统说明静止励磁系统说明.概述早在七十年代初期，由哈尔滨电机厂制造的全国首台静止励磁系统安装在新安江水电站九号机上。到目前为止，哈尔滨电机厂已制造了五百余套静止励磁系统在国内外的电厂运行。现在，伴随着半导体技术的发展，静止励磁系统的可靠性越来越高，其优越的性能越来越被认知，因而在电力系统上得到了广泛的应用。静止励磁适用于各种类型的发电厂的同步发电机：水力、热力、压缩空气、柴油和风力以及同步调相机和同步电动机。其优点可归纳为以下几点：。由于没有运动部件，运行和维修费用低。优良的动态控制特性。良好的传输特性。容易与不同容量和型式的发电机配套O低损耗O一定容量的励磁装置其体积与发电机的转速无关.运行原理静止励磁系统由自动电压调节器、励磁变压器、可控硅整流器、灭磁设备及起励设备五个部分组成。其中励磁变压器、可控硅整流器及灭磁设备组成了静止励磁系统的主电路。主电路为同步发电机的磁场线圈提供励磁功率，灭磁装置吸收储存在磁场线圈电感中的能量。励磁变压器的原边接在同步发电机的机端，励磁功率取自发电机本身，通过可控的主电路联接到同步发电机的磁场线圈。初始建压所需要的功率由起励设备提供。发电机正常停机时采用逆变灭磁，电力系统故障时继电保护跳发电机断路器，同时跳灭磁开关紧急灭磁。2.1主电路2.1.1励磁变压器励磁变压器的作用是给整流器提供一个合适的电压源，并且将磁场线圈与电源网络和定子线圈隔离开。励磁变压器的原边电压等于发电机的端电压，副边电压值是由发电机的额定励磁电压及励磁系统所要求的顶值电压倍数来确定的。变压器的额定电流由同步发电机的最大连续磁场电流来确定。励磁变压器通常为三相、空气自冷、环氧树脂绝缘的变压器。大容量的发电机为了安装方便，励磁变压器也可以设计成三个单相的变压器组成三相变压器组。2.1.2可控硅整流器三相全控整流桥，由一个可控硅桥或多个并联的可控硅桥、触发脉冲发生器、脉冲放大器和必要的监视和冷却设备组成。每一个可控硅桥为三相，六脉冲单元。这种联接允许整流桥既可作整流运行，也可作逆变运行，提供负的或正的输出电压。可控硅桥在每支臂或相上用快速熔断器作短路保护。每个可控硅两端并联RC电路防止电压突变。为了高效冷却，可控硅带散热器，用风机进行强迫风冷。控制调节器通过触发脉冲发生器和放大器来控制可控硅整流器。触发脉冲发生器将电压调节器的控制信号转换成一定控制角（角）下的触发脉冲，从而从可控硅整流器上就可以得到一个可控的直流电压输出，以满足同步发电机不同工况下的励磁要求。输入电压是由励磁变压器的副边提供的，在各种不同的情况下都能与发电机数据相适应。顶值电压对发电机电压的调整速度是很关键的，因而在电网受到扰动的情况下，对发电机以至电力系统的稳定性都有巨大贡献。根据发电机对电网的重要性，顶值电压通常在额定磁场电压的1.2至3.0倍范围选取。可控硅整流器的容量是根据发电机最大长期运行负荷下的连续磁场电流来决定的。它也应能提供上述顶值电压下所产生的强励电流。通常磁场强励时间是5〜20秒。整流桥数按冗余设计。冗余方式视发电机的额定励磁电流的大小而定。对于额定励磁电流不大于1800A的系统，采用一倍冗余，即100%备用。两个容量相同的整流桥并联运行，当一个桥退出运行时，另一个桥能保证发电机包括强励在内的各种运行工况。对于额定励磁电流不大于1800A的系统，采用（n-1）的冗余方式，即多个整流桥并联运行，当一个整流桥退出运行时，剩下的几个桥能保证发电机包括强励在内的各种运行工况。2.1.3磁场起励同步发电机通常只有很低的剩磁电压，初始建压时，整流桥没有完整的输入电压，在这种情况下，有必要对发电机的磁场线圈提供一个较小的电流持续几秒钟，以起动建压。磁场起励的专用电路对磁场线圈提供约10%的空载励磁电流，直到发电机电压能为整流器提供有效的电源，起励单元然后自动切除。起励功率通常由厂用蓄电池提供，在某些情况下，也可以由厂用交流电源提供起励功率。磁场起励的电源应有熔断器保护。2.1.4灭磁必须有特殊测量装置来切断磁场电流，并释放掉储存在发电机磁场线圈中的能量。如果没有该装置，将会在发电机的励磁绕组两端产生非常高的电压，励磁设备和励磁线圈都有可能被损坏。灭磁是由磁场开关（接在整流器的直流侧或交流侧均可）以及放电回路来完成的。灭磁开关将整流器电源切断，同时将放电回路接入磁场绕组回路中，为磁场电流提供一条放电通路。这种方式适用于各种容量的发电机。为了使磁场线圈快速灭磁，放电回路采用非线性的放电电阻，该电阻吸收储存在磁场线圈中的能量，以减少灭磁时间。2.1.5磁场回路的过电压保护磁场过电压保护的作用是防止在磁场回路中电压极度升高，在某些不利的瞬间故障条件下，如错误的同期或者失步，过电压的方向与整流器输出电压的方向相反。过电压保护包括在灭磁设备中，它由一个过电压检测装置与非线性的放电电阻组成，当检测装置检测到磁场绕组两端的电压超过保护值后，就自动将非线性的放电电阻接入磁场绕组回路，为过电压提供放电通路，从而抑制过电压。2.2自动电压调节器自动电压调节器的三个基本作用是：。自动保持发电机端电压恒定O使无功功率在并联运行的发电机组之间合理分配O保持电力系统的静态和动态稳定性现代自动电压调节器是以计算机为基本单元的。由于采用了计算机的控制系统，很方便就能引入各种附加的控制要求。详情请参见《HWLT-4型微机励磁调节器产品说明书》。2.3设计励磁设备，除励磁变压器和熔断器外，均安装在标准屏体内。屏体设计成全封闭可通风型，这样就便于检查和工作，机械的和电气的模件设计为与其它设备相互联接提供良好的接口。环境温度限制正常为：储存 一20—■70°C运行 0—+40C除非有其它特殊要求，通常是这样的。独特的大气状况是决定密封设计和冷风安排的重要条件，如有必要，可在屏体的冷