发电机励磁系统智能均流现状及问题分析.pdf

技术与应用
发电机励磁系统智能均流现状及
问题分析
耿敏彪袁亚洲郭志成
(国电南瑞科技股份有限公司,南京210061)
摘要本文介绍了发电机励磁系统可控硅功率柜智能均流的实现原理及应用现状,并从现场
运行角度列举智能均流存在的间题,分析了智能均流降低励磁设备的整体可靠性,影响可控硅换
相及暂态过程,使部分元器件承受瞬时冲击和更多的损耗,加快器件的老化,降低了使用寿命。
最后得出自然均流才是保证均流的正确方法,并详细介绍了几种影响均流效果的因素和处理措施,
为工程设备现场问题的解决提供了参考意见。
关键词:励磁系统;智能均流;自然均流;可控硅功率柜;均流系数
Current Situation and Problems of Intelligent Flow Analysis of Generator
Excitation System
Geng Minbiao Yuan Yazhou Guo Zhicheng
NARI Technology Development Co, Ltd, Nanjing 210061
Abstract This paper introduced the realization theory and application situation of intelligent load
sharing about SCR power cabinet in generator excitation system, cited the problems exist in intelligent
load sharing from the angle of field operation, and analyzed the following points, intelligent load sharing
reduced overall reliability of excitation equipment, impacted the phase commutation and transient
process on SCR, made some components bear instantaneous impact and more loss, accelerated the aging
of device, and reduced the service life. The final conclusion was that natural load sharing is the correct
way to ensure load sharing. In addition, the paper introduced several factors which affect the effect of
load sharing and disposal measures, and provided a reference for solving on-site problems
Key words: excitation system; intelligent load sharing; natural load sharing; thyristor power
cabinet; load sharing coefficien
励磁系统给同步发电机转子提供励磁电流,整均规定功率整流装置的均流系数一般不小于0.85
流装置是励磁系统的重要组成,随着电力系统大力
在现场实际应用过程中,由于交直流阻抗差异、
建设和不断发展,大容量的发电机机组由于其效率可控硅参数差异、触发脉冲、刀闸及回路接触电阻、
高等优点已成为电力系统中的主力机组,为了提高元器件特性下降、散热器压接等多种因素的影响,
劤磁系统的可靠性,增加励磁电流的输出容量,并均流问题已成为发电二次设备性能指标中需要亟待
使设计满足N-1冗余配置,整流装置一般采用多桥、解决的问题,并且在现场调试工作中是一项技术性
多柜并列运行,这样就产生一个反映各整流桥之间维护工作,需要有丰富的现场经验积累和清晰的测
的均流效果的指标一均流系数。
试分析思路,并结合现场不同的情况来解决。因此
均流系数是可控硅整流桥并列运行的一项重要国内外励磁设计厂商在产品中均使用很多提高均流
指标,励磁系统中并列运行的可控硅整流柜需要有系数的方法以满足现场的需求,依据实现原理的不
良好的均流系数,才能够保证整个系统的长期可靠同主要分为智能均流和自然均流的方法。
运行。电力行业标准DL/T583、DLT650、DL/T843
2014年第12期电一常7
技术与应用
1基本原理
主回路参数,功率触发回路中不串联任何控制回路
保证设备运行的可靠性,达到并联功率柜各柜电流
1智能均流
智能均流是通过数字控制的方式改变每个可控
的自然均衡。
硅功率柜的触发角度,根据实际运行中各柜电流的
自然均流为达到均流的效果,要求整流装置在
不同,调整各柜触发时间使电流小的桓子先触发导
设计和制造过程中满足以下要求:①对可控硅触发
通,电流大的柜子后导通,从而实现各柜电流平均
方式采用的是强触发方式,保证各可控硅触发的
值的均衡。要实现智能均流需在每个功率桓内安装
致性;②对配置的所有可控硅进行合理的筛选,保
套智能控制系统,主要包括主机单元、通信接口、数
证各可控硅平均通态压降等参数的一致性:③提高
字I/O单元、AD、DMA单元、传感器以及相应的输人机柜安装工艺,合理布置进出线及柜体排布顺序
输出接口电路等,通过对可控硅及其整流桥电流进行
保证各功率柜交流阻抗尽量一致;④依据可控硅参
动态计算,得出均流决策,分配各柜触发角,实现
数对其安装位置合理排序,将可控硅参数的差异与
各柜之间的均流
回路阻抗最大限度地抵消,平衡桥臂阻抗。
2智能均流常见问题及分析
号功率柜
2号功率柜
2.1串联控制回路,降低设备可靠性
智能均流首先要在功率柜增加控制回路,增加
了回路出故障的概率,一次回路应该尽量简洁,满
总
足功能要求即可,同时要避免一次回路对控制回路
触发脉冲
触发脉神
的干扰,以免影响功率柜的整体可靠性。智能均流
1号功率柜智能
2号功率柜智能
控回路
控制回路
在脉冲回路串接调整电路,降低了系统的可靠性,
通信
合理的设计应是将控制回路统一置于调节器柜,
发电机励磁调节器
柜体整体加强抗干扰设计,与一次回路屏蔽、隔
离。
图1智能均流原理图
2.2影响可控硅换相过程,增加元件器的电流沖击
为不失一般性,以两柜并联运行为例分析在智
釆用改变可控硅触发时间的方法达到柜间的均
能均流控制下,改变控制角α进行均流,可控硅换流,并不是柜内各相之间的均流,各相之间的电流
流暂态过程如下:设整流柜1、整流柜2原有的稳仍然存在差别,这种情况下各可控硅流过的电流并
态输出电流1<,为了达到均流的效果,需要适当
不均衡。在可控硅換相过程中,脉冲延迟角度势必
增加整流柜1(或滞后整流柜2)的触发角度△a
增加最先导通可控硅的电流冲击幅值和时间,这对
这样在换相暂态过程中,整流柜1各可控硅都将首于多桥并联的励磁系统是不利的,因为最先导通的
先换相。因此整流柜1各可控硅在换流-分流期间比可控硅需要承受主回路的全部电流,瞬时冲击是