勵磁半控整流橋失控的原因分析及預防措施
我市現有水電站22座,裝機容量46座,總容量27605千瓦,其中我中心下轄6座水電站,裝機容量20230千瓦。低壓機組和高壓機組的勵磁方式基本上都是可控硅靜止勵磁裝置。該裝置主電路為半控整流器,采用靜態(tài)勵磁代替原旋轉勵磁機,不僅提高了勵磁的動(dòng)態(tài)性能,而且維護方便,運行穩定可靠,因此可控硅靜態(tài)勵磁裝置在小水電站得到了廣泛應用。1整流橋晶閘管失控現象勵磁裝置在幾十年的運行過(guò)程中多次出現問(wèn)題,尤其是整流橋晶閘管失控。一旦失控,整流裝置輸出的勵磁電流會(huì )迅速上升到額定勵磁電流的1.5 ~ 2倍(取決于勵磁干式變壓器的二次電壓),導致勵磁裝置誤勵磁。如果原發(fā)電機并網(wǎng)運行,由于勵磁電壓和勵磁電流急劇增加,無(wú)功功率會(huì )急劇增加,導致發(fā)電機過(guò)載(定子過(guò)流);如果發(fā)電機空載時(shí)失控(或如上所述并網(wǎng)時(shí)失控,然后甩負荷),會(huì )導致發(fā)電機過(guò)電壓。發(fā)電機運行不允許過(guò)載或過(guò)壓。此外,調節器失去控制后將無(wú)法調節,無(wú)論是在“自動(dòng)”還是“手動(dòng)”模式下,勵磁電流都無(wú)法降低。此時(shí)如果用示波器觀(guān)察勵磁輸出電壓波形,可以看到此時(shí)不是輸出三個(gè)波形相同,每個(gè)周期三相對稱(chēng)的波形,而是像一個(gè)馬鞍形,然后連續過(guò)零(見(jiàn)圖1)。圖1整流橋晶閘管失控時(shí)勵磁輸出電壓波形。2整流橋晶閘管失控的主要原因。2.1晶閘管長(cháng)時(shí)間不使用,密封不好時(shí),硅元件的正向閉鎖能力容易因受潮而下降(尤其是在彈簧中,長(cháng)期停機)。一旦硅元件的正向阻斷能力下降到整流干式變壓器的二次電壓以下,硅元件就不需要等待觸發(fā)脈沖自然到來(lái),導致脈沖控制不起作用,輸出電壓波形基本為正半波,增加了激勵電壓,造成假強激勵。2.2晶閘管的保持電流太小,因為發(fā)電機轉子是以電感為主的大電流負載。對于半控橋,電流流過(guò)的電感太多,電壓過(guò)零后電流不為零。雖然半控橋在電感的負載側設有續流管,但如果續流管的管壓降不低于晶閘管導通時(shí)的管壓降,則電感上的電流流過(guò)原晶閘管,流過(guò)續流管的電流除外。雖然該電流被衰減,但在施加電壓的整個(gè)負半周內,該電流不能被減小到小于保持電流(即,原始導通的晶閘管仍然沒(méi)有關(guān)斷),并且當下一個(gè)正半周到來(lái)時(shí),硅元件將繼續導通,而不等待觸發(fā)脈沖。如果這樣繼續下去,單相晶閘管會(huì )持續導通,也會(huì )由于輸出大電流而引起誤勵磁。2.3觸發(fā)器在三相整流電路中丟失脈沖,三個(gè)晶閘管加三個(gè)脈沖后依次導通,后一個(gè)晶閘管導通,使前一個(gè)晶閘管在反向電壓下被迫關(guān)斷,所以在大電感負載下,后一個(gè)晶閘管導通作為前一個(gè)晶閘管關(guān)斷的重要閾值。在上述第二種情況下,如果三相脈沖正常,雖然保持電流很小,但可以保持正常的換向而不失去控制。但如果發(fā)生了脈沖丟失,無(wú)法維持正常的換相,就不可避免的失去控制,結果和上面兩種情況一樣。脈沖丟失不僅是脈沖單元本身故障造成的,也是脈沖導線(xiàn)接觸不良或被老鼠咬到造成的,電站經(jīng)常發(fā)生這種情況。更常見(jiàn)的是,相移電阻器和電容器的值在脈沖中泄漏 #p#分頁(yè)標題#e#
我中心定期對其控制下的所有電站進(jìn)行檢修,并有針對性地采取措施防止裝置失控,主要包括以下幾個(gè)方面:1)更換硅元件時(shí),硅元件的正反阻斷電壓不得低于原廠(chǎng)電壓,硅元件的保持電流不得低于50mA;硅元器件盡量不要在市場(chǎng)上購買(mǎi),要在專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家購買(mǎi),以保證名牌技術(shù)指標的可靠性。2)如果要更換后流管,后流管的管壓降要小,較好小于0.5V. 3)觸發(fā)電極的引線(xiàn)要始終保持完好,防止截斷造成脈沖損失。4)用示波器定期檢查可控電橋的DC輸出波形,確??煽仉姌虻腄C輸出波形三相完整,在調整范圍內大小基本一致。5)三相觸發(fā)器的輸出脈寬、幅度、相位(相移)正常。如果三相DC輸出波形不對稱(chēng),可以調整觸發(fā)脈沖相位(調整RC移相電阻R)。結論對電廠(chǎng)來(lái)說(shuō),熟悉和了解半控整流橋失控的原因和調節器的基本原理,加強維護非常重要,可以有效避免半控整流橋失控,提高安全運行的可靠性。20世紀90年代以來(lái),隨著(zhù)微機勵磁的出現,勵磁裝置的主電路大多采用三相全控整流橋。全控整流橋的優(yōu)點(diǎn)是響應快,逆變滅磁,將轉子繞組儲存的磁場(chǎng)能量反饋到交流電網(wǎng)。更重要的是,全控橋可以從根本上解決半控整流橋的失控現象。2003年,我中心在白水村電站勵磁改造工程中采用了廣州電氣科學(xué)研究所開(kāi)發(fā)的微機勵磁。勵磁主電路為全控整流橋,性能優(yōu)越,調試維護方便,操作簡(jiǎn)單,大大提高了運行可靠性。投入運行3年后,性能穩定,無(wú)任何故障。此外,楚溪水電站還采用了微機勵磁裝置,也取得了令人滿(mǎn)意的運行效果??磥?lái)微機勵磁是未來(lái)勵磁的發(fā)展方向是對的。來(lái)源:中電網(wǎng)
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