自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)在馬鋼應(yīng)用研究

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1、自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)在馬鋼應(yīng)用研究摘要：通過(guò)介紹發(fā)電機(jī)自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)在馬鋼熱電總廠的應(yīng)用，分析和探討自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性能的提高、減少發(fā)電損耗及減小投資等問(wèn)題。關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)馬鋼熱電總廠自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)在馬鋼熱電總廠的3＃汽輪發(fā)電機(jī)組及新區(qū)135機(jī)組和CCPP機(jī)組的引進(jìn)、配套和使用，充分的發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)。自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)在性能上具有高勵(lì)磁電壓響應(yīng)速度，易實(shí)現(xiàn)高起始響應(yīng)性能，能提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性能，投資少，發(fā)電損耗低等優(yōu)點(diǎn)。本文就汽輪發(fā)電機(jī)自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)的特點(diǎn)、對(duì)電力系

2、統(tǒng)穩(wěn)定性的影響的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行闡述。一、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的應(yīng)用同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)種類(lèi)很多，目前馬鋼熱電總廠使用的有以下幾種類(lèi)型。1、直流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)6我廠的#1#2發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組由自勵(lì)式230KVA的直流勵(lì)磁機(jī)供電，運(yùn)行人員可以用手動(dòng)調(diào)節(jié)直流勵(lì)磁機(jī)的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻的大小，改變主勵(lì)磁機(jī)的磁場(chǎng)電流，達(dá)到手動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流的目的；同時(shí)可以由南瑞電控的自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器改變勵(lì)磁機(jī)磁場(chǎng)電流，達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)端電壓的目的。2、交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)交流勵(lì)磁系統(tǒng)分為交流勵(lì)磁及無(wú)刷勵(lì)磁兩種方式。隨著晶體管技術(shù)的發(fā)展，直流勵(lì)磁機(jī)逐步

3、被同軸交流勵(lì)磁機(jī)和整流器代替。勵(lì)磁系統(tǒng)需要通過(guò)滑環(huán)與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路相連?；h(huán)是一種轉(zhuǎn)動(dòng)的接觸部件，仍然是此系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。轉(zhuǎn)子電流大大增加，可能產(chǎn)生個(gè)別滑環(huán)過(guò)熱和冒火的現(xiàn)象。為了解決機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)中大電流滑環(huán)的維護(hù)問(wèn)題，則采用無(wú)刷勵(lì)磁方式。在我廠的#4機(jī)組及#13機(jī)組南京汽輪機(jī)廠配套的勵(lì)磁系統(tǒng)便采用的是無(wú)刷勵(lì)磁方式。其勵(lì)磁機(jī)電樞是旋轉(zhuǎn)的，它發(fā)出的三相交流電經(jīng)旋轉(zhuǎn)的二極管整流橋整流后直接送發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路。由于主勵(lì)磁機(jī)電樞及其硅整流器與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子都在同一根軸上旋轉(zhuǎn)，它們之間不需要任何滑環(huán)及電刷等轉(zhuǎn)動(dòng)接觸元件。無(wú)刷

4、勵(lì)磁系統(tǒng)中的副勵(lì)磁機(jī)是一個(gè)永磁式中頻發(fā)電機(jī)，它與發(fā)電機(jī)同軸旋轉(zhuǎn)。但無(wú)刷勵(lì)磁方式對(duì)旋轉(zhuǎn)半導(dǎo)體元件的要求特別高，首先它是隨發(fā)電機(jī)一起選擇的，當(dāng)其出現(xiàn)故障時(shí)將直接影響生產(chǎn)，必須停機(jī)處理。6無(wú)刷勵(lì)磁不能采用滅磁開(kāi)關(guān)直接進(jìn)行跳閘滅磁而是改變控制極電位使旋轉(zhuǎn)二極管自然截止，并且由于轉(zhuǎn)子電流不能夠通過(guò)常規(guī)方式進(jìn)行直接測(cè)量，只能根據(jù)勵(lì)磁機(jī)的輸入電流（勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的輸出）進(jìn)行數(shù)學(xué)模型推算而形成的數(shù)據(jù)而非真實(shí)的轉(zhuǎn)子電流。3、自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)，正是由于采用了靜止的可控硅整流取消了常規(guī)的交直流勵(lì)磁機(jī)，將發(fā)電機(jī)端變

5、壓器作為功率柜的交流輸入電源，整流功率柜在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的控制下改變可控硅的導(dǎo)通角達(dá)到控制其輸出至發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子電流。勵(lì)磁變壓器接在發(fā)電機(jī)出口或廠用母線上。因勵(lì)磁電源系取自發(fā)電機(jī)自身或是發(fā)電機(jī)所在的電力系統(tǒng)。這種勵(lì)磁方式也不能采用滅磁開(kāi)關(guān)直接進(jìn)行跳閘滅磁而是改變導(dǎo)通角來(lái)達(dá)到控制使其逆變滅磁。這種勵(lì)磁方式在我廠#3機(jī)組及#11、#12機(jī)組中得到普遍應(yīng)用。二、自并勵(lì)方式對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響通過(guò)在我廠的實(shí)際應(yīng)用結(jié)合理論分析，本文將進(jìn)一步的闡述自并勵(lì)靜止勵(lì)磁方式與原先的勵(lì)磁方式區(qū)別，及其具有的特點(diǎn)。2.1勵(lì)磁系統(tǒng)本身的

6、可靠性增強(qiáng)直流勵(lì)磁系統(tǒng)受到滑環(huán)及整流子的影響較大，且會(huì)消耗一部分的功率經(jīng)濟(jì)性不高，而且在機(jī)組檢修時(shí)工藝復(fù)雜，消耗的人工較大機(jī)組的大修時(shí)間得以延長(zhǎng)，同時(shí)整流子的壽命有限，每年其會(huì)有自然磨損經(jīng)常要采用鍍膜等方式提高整流子表面的光潔度，以免在運(yùn)行中出現(xiàn)經(jīng)常換碳刷的情況。無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)二極管故障引起的勵(lì)磁系統(tǒng)事6故中占相當(dāng)大的一部分，由于自并勵(lì)靜止勵(lì)磁方式取消了旋轉(zhuǎn)部件，大大減少了事故隱患，可靠性明顯優(yōu)于交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，而且自并勵(lì)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中采用冗余結(jié)構(gòu)，即使可控硅整流元件發(fā)生故障損壞，檢修人員可在不停機(jī)的

7、狀態(tài)直接進(jìn)行更換，有效地減少停機(jī)頻次。這種勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行、維護(hù)的要求相對(duì)較低。2.2電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高1）勵(lì)磁方式對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響減小發(fā)電機(jī)的功率特性曲線加速面積或增大其減速面積，是提高勵(lì)磁系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性的通用方法。減小加速面積只能通過(guò)加快故障切除時(shí)間,而增加減速面積是勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)的方法，提高電壓響應(yīng)比,提高頂值倍數(shù),使短路點(diǎn)切除后的發(fā)電機(jī)的內(nèi)電勢(shì)迅速提高,增加功率的輸出,以達(dá)到增加減速面積的目的。采用自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)后，如發(fā)生發(fā)電機(jī)的出口三相短路，繼電強(qiáng)勵(lì)按2倍，其暫態(tài)穩(wěn)定水平與實(shí)際Te=0.3

8、5s的常規(guī)勵(lì)磁系統(tǒng)一致。當(dāng)強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)增大時(shí)，則優(yōu)于常規(guī)勵(lì)磁系統(tǒng)。自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)雖然在強(qiáng)勵(lì)時(shí)受出口電壓突降影響增大，但其強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)較低，響應(yīng)時(shí)間短，恢復(fù)機(jī)端電壓迅速，而原先系統(tǒng)雖然強(qiáng)勵(lì)能力受機(jī)端電壓影響小，但其具調(diào)節(jié)速度慢。6系統(tǒng)中使用自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)的數(shù)量越多，自并勵(lì)的快速提高暫態(tài)穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)可充分發(fā)揮。當(dāng)發(fā)生系統(tǒng)故障時(shí)，除離故障點(diǎn)近的機(jī)組受機(jī)端電壓影響較大外，其余機(jī)組幾乎沒(méi)有變化。系統(tǒng)的恢復(fù)速度得以提高。2）勵(lì)磁控制系