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发电机静止励磁系统（2） |
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| 发电机静止励磁系统（2） |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-23 16:26:43  |
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2.5 励磁调节器
目前励磁控制已完全实现了数字化。微机励磁调节器和DSP励磁调节器具有功能庞大齐全、响应快速灵敏、调节精确、运行安全可靠、易于与电厂监控系统或DCS系统联接等特点，新机组及旧机组改造都已全部选用微机或DSP励磁调节器，并已取得很好的效果和丰富的经验。而且随着励磁控制规律中单变量向多变量、线性向非线性发展，使得励磁调节器能够在改善机组和电网稳定性方面起到更大的作用。
3 存在的问题
3.1 试验电源
在机组起动调试和大修后的发电机特性试验时，自并激励磁发电机需要大容量的试验电源来满足其空载、短路试验时对励磁电源的要求。根据火电厂厂用电结线方式，一般均直接取自厂用电6kV高压母线或380V低压母线，但无论高压还是低压，必须考虑以下问题：
a.试验电源的接线必须方便。一般可从6kV高压厂用段或380V低压厂用段备用柜接线。当采用380V低压厂用段时，可将电源直接接入可控硅整流桥的交流输入侧，临时或永久接线都比较方便。当采用6kV电源时，一般可接入励磁变压器高压侧，或者励磁变压器设计一个专用的试验或备用抽头，但这2种接线都比较复杂和困难，每次装拆都必须同时拆装励磁变压器高压侧封闭母线接头，工作量大。
b.电源容量能否满足发电机空载、短路试验时对励磁电流、励磁电压的要求。一般而言发电机短路试验所需的励磁电流最大，试验电源所提供的电压必须满足整流后的直流电压能在发电机转子绕组上产生最大试验励磁电流，并考虑一定的裕度。试验电源容量必须考虑交流输入电压及其所连接的供电变压器容量2个方面。可控硅整流桥交流侧的输入电压额定值一般为600～900V，当采用380V电源直接接入整流桥时，其最大励磁电压只有正常运行时最大励磁电压的40%～60%，而且采用低压电源时必须考虑低压变压器的容量。当采用6kV电源接入励磁变压器高压侧时，由于300MW机组励磁变压器高压侧额定电压为20kV，因此其最大励磁电压只有正常运行时最大励磁电压的30%。
以某厂国产300MW机组为例，励磁变压器电压为20kV/743V，发电机特性试验时的最大励磁电流(三相短路试验)约为Ifk=1600A，转子电阻折算至工作温度下为R75=R15×(235+75)/(235+15)=0.1255Ω，试验励磁电源取自厂用6kV段，则试验时所需最高励磁电压为：
Ufk=Ifk×R75=1600×0.1255=200.8V
试验时励磁变二次侧电压为：
U2=U/K=6000×743/20000=222.9V
折算至整流柜直流侧电压Uf=1.35U2cosαmin=1.35×222.9×0.985=296.4V，则
Uf＞Ufk
满足发电机特性试验的要求。
3.2 谐波
由于自并激励磁系统采用大功率、高电压、六相可控硅励磁整流柜，必然在励磁变压器交流系统产生大量的谐波，尽管励磁变压器采用了Δ/Y接线，避免了3次谐波，但5次、7次、11次、13次等(2n-1)和(2n+1)次(n=6)谐波则无法避免。根据现场实际测量，在励磁变压器低压侧回路电流中，5～21次电流谐波的含量高达23%，严重超标。虽然励磁变压器高压侧为发电机母线，一般情况下电流很大，谐波所占比例较小，不会影响到发电机和厂用电系统，但是当发电机空载或轻载(如仅带厂用电)运行时，则整流谐波必将对发电机、尤其是高低压电动机等厂用电系统产生较大的危害。这个问题目前还没有专门的研究报告，随着自并激励磁系统的普遍应用，有必要引起足够的重视，并进行深入的研究探讨。
3.3 换相过电压
对于大功率、高电压可控硅整流桥而言，在可控硅元件通断换相过程中，不可避免地将产生换相过电压。根据有关文献资料介绍，这种换相过电压有时可能高达4500V，对可控硅元件、发电机转子线圈等都将产生很大的影响，尤其对转子线圈而言，这种过电压不仅表现在对地绝缘的影响，而且表现在对线圈匝间绝缘的影响上，因为对线圈而言，它是一种行波。因此，采用自并激励磁系统的发电机必须特别注意转子对地绝缘和匝间绝缘强度的设计和试验，提高绝缘水平和试验电压，如对地耐压至少应在4500V及以上。
4 结束语
自并激静止励磁系统具有系统简单、运行可靠性高、技术和经济性能优越等特点，是大中型汽轮发电机组的优选励磁方式，但必须进行系统稳定的校核计算。在设计选型时要从励磁变压器、功率柜、灭磁方式、调节器、系统冗余、检修维护等方面考虑，同时应考虑这种系统在起动试验、整流谐波、换相过电压等方面存在的影响和问题，并有必要对这些问题进行深入的研究和探讨。
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