雙繞組電抗分流式勵(lì)磁裝置的工作原理

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1、雙繞組電抗分流式勵(lì)磁裝置的工作原理??2009-03-3120:05:44

2、??分類：?默認(rèn)分類

3、字號(hào)?訂閱雙繞組電抗分流式勵(lì)磁裝置的工作原理及其有關(guān)問題的處理（一）河海大學(xué)??黃寶南?編者按??在我國眾多小型水電站中，單機(jī)容量250千瓦及以下的水輪發(fā)電機(jī)，廣泛采用雙繞組電抗分流式自勵(lì)恒壓裝置。它的結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行方便，維護(hù)工作量小。但目前發(fā)現(xiàn)采用此裝置的小型水輪發(fā)電機(jī)組在并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)發(fā)生了一些困難．本文就此從該裝置的基本工作原理、勵(lì)磁性能、發(fā)電機(jī)空載并列時(shí)的穩(wěn)定問題、無功調(diào)節(jié)等方百進(jìn)行了較詳盡的論述，希望對廣大讀者有所幫助。???????一、基本工作

4、原理???雙繞組電抗分流式自勵(lì)恒壓勵(lì)鹼裝置的主要組成部分有：①定子附加勵(lì)磁繞組．它與發(fā)電機(jī)主繞組一起嵌放在發(fā)電機(jī)定子鐵芯槽中，在相位上它比發(fā)電機(jī)定子主繞組滯后一個(gè)角度β。圖1所示的電氣原理接線圖中，D1～D6為發(fā)電機(jī)定子主繞組，d1～d6為發(fā)電機(jī)附加勵(lì)磁繞組。這就是雙繞組勵(lì)磁裝置名稱的由來；②分流電抗器，即圖中的W1和W2繞組，每個(gè)繞組都有幾個(gè)中間抽頭，以供使用中改變抽頭調(diào)整勵(lì)磁之用；③三相橋式全波整流電路和阻容過電壓保護(hù)回路．在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組兩端并聯(lián)接入磁場變阻器（R2和R3），用來在運(yùn)行中分流一部分勵(lì)磁電流，來調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的端電壓（當(dāng)發(fā)電機(jī)孤立運(yùn)

5、行時(shí)），或調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的無功負(fù)荷（當(dāng)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)并列運(yùn)行時(shí)）．由于磁場變阻器不是象其他發(fā)電機(jī)那樣串聯(lián)在勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁繞組中，因此調(diào)節(jié)范圍有限，其調(diào)個(gè)范圍約在10％左右。水輪發(fā)電機(jī)組在啟動(dòng)過程中，依靠發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)于繞組中的剩磁，在附加勵(lì)磁繞組中感應(yīng)產(chǎn)生一定大小的三相交流電勢，經(jīng)二極管三相全波橋式整流器整流輸出直流電壓，加在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組FLQ上，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組流有直流勵(lì)磁電流，轉(zhuǎn)子磁場逐漸增強(qiáng)，發(fā)電機(jī)定于電壓逐步升高，在較短的時(shí)間內(nèi)發(fā)電機(jī)定子端電壓可升至空載額定電壓。這就是發(fā)電機(jī)靠剩磁自勵(lì)建立電壓的過程。???發(fā)電機(jī)定子主繞組和附加勵(lì)磁繞組通過三相分流電抗器連

6、接起來，在發(fā)電機(jī)帶負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)的負(fù)荷電流將有一部分通過分流電抗器的W2繞組輸入二極管三相全波橋式整流器，經(jīng)過整流后輸入發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組，供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁．這就是說，發(fā)電機(jī)在帶負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，其勵(lì)磁電流是由兩部分組成的，一是發(fā)電機(jī)的附加勵(lì)磁繞組供給的勵(lì)磁電流Ilu即電壓分量；另一部分是由發(fā)電機(jī)定子、負(fù)荷電流If的一部分Ilc，供給的，即復(fù)勵(lì)分量．因此，總的勵(lì)孩電流Ilc。（Ilc為發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的等效交流側(cè)電流）為：雙繞組電抗分流式自勵(lì)恒壓勵(lì)磁裝置的等值電路如圖2所示。???隨著發(fā)電機(jī)負(fù)荷的增加，或負(fù)荷功率因數(shù)的下降，復(fù)勵(lì)電流Ili；會(huì)相應(yīng)的增加，則

7、總的勵(lì)磁電流Ilc。也將增加，以彌補(bǔ)發(fā)電機(jī)因負(fù)荷電流的增加或負(fù)荷功率因數(shù)的下降而引起的發(fā)電機(jī)電樞反應(yīng)加強(qiáng)而導(dǎo)致的發(fā)電機(jī)端電壓的下降，使得發(fā)電機(jī)的端電壓基本保持不變，它具有相位復(fù)式勵(lì)磁的作用，這就是“自勵(lì)恒壓”這一名稱的來源。???這里其所以要通過帶有氣隙的電抗器將，復(fù)勵(lì)電流Ili與附加勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的勵(lì)磁電流Ilu迭加供給勵(lì)磁電流的原因有兩個(gè)：一是在分接頭固定的情況下，帶有可調(diào)氣隙的電抗器鐵芯不飽和，繞在電抗器鐵芯上的兩個(gè)繞組w1和W2的阻抗（這里主要表現(xiàn)為電抗值x1和x2）為線性。因而，在同一負(fù)荷情況下，通過改變電抗器氣隙的大小，可以改變等值電抗x

8、1或x2的大小，也就改變了分流到勵(lì)磁繞組中的復(fù)勵(lì)電流Ili；的大小，從而達(dá)到調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的目的。電抗器氣隙在出廠時(shí)已經(jīng)調(diào)好，一般不需調(diào)整．在現(xiàn)場，如果發(fā)電機(jī)的空載電壓高于額定電壓或系統(tǒng)電壓時(shí)，可將電抗器的氣隙調(diào)小，這相當(dāng)于增大線圈W1或W2的等值電抗x1或x2的值；反之，如發(fā)電機(jī)的空載電壓低于額定值或電網(wǎng)電壓時(shí)，可將電抗器的氣隙調(diào)大，這相當(dāng)于減小線圈W1或W2的等值電抗x1或x2的值。這種在空載情況下調(diào)電抗器間隙其實(shí)質(zhì)是改變勵(lì)磁回路交流部分的回路阻抗，使得在一定的附加勵(lì)磁繞組感應(yīng)電勢下整流橋的輸出直流電壓泄足空載勵(lì)磁電壓的要求；在帶負(fù)載的情況下，調(diào)

9、電抗器氣隙除有上述作用外，還同時(shí)調(diào)節(jié)了分流到勵(lì)磁整流器中去的負(fù)荷電流Ili；的大小。圖2雙繞組電抗分流式自勵(lì)恒壓勵(lì)磁裝置等值電路（圖中·表示圈頭部）X1、X2—分流電抗器兩部分的電抗；xm—電抗器兩部分的互感電抗；RLC—折算到交流側(cè)的勵(lì)磁繞組回路等值電阻；UL—附加勵(lì)磁繞組的電壓；If—發(fā)電機(jī)負(fù)荷電流；ILe—?jiǎng)?lì)磁電流的等效交流值；Ix2—流過x1的電流；ILu—由附加勵(lì)磁繞組供給的勵(lì)磁電流，也即勵(lì)磁電流的空載分量；ILi—?jiǎng)?lì)磁電流的復(fù)勵(lì)分量；Ixi—x2中的分流電流。其第二個(gè)原因是，電抗器線圈W1和W2分別帶有幾個(gè)中間抽頭，改變這些中間抽頭的位

10、置，可以改變發(fā)電機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的電壓。這些中間抽頭的位置一般在電抗器出廠時(shí)也已經(jīng)選擇接好，不必調(diào)整。如果發(fā)電機(jī)在額定負(fù)載時(shí)