自并勵勵磁系統(tǒng)交流起勵失敗問題分析

許其質(zhì)

[摘 要]首先提出了自并勵勵磁系統(tǒng)中交流起勵可能出現(xiàn)的問題，對存在的問題進行分析，提出了解決問題的兩種方法，并對他們做了比較，確認一種經(jīng)濟可行的方法；同時還提出了自并勵勵磁系統(tǒng)起勵的其他問題和注意事項。

[關(guān)鍵詞]自并勵 起勵 時間常數(shù)

中圖分類號：TM31 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）44-0319-01

0 序言

發(fā)電機勵磁方式有很多種，如三機勵磁方式、自并勵勵磁方式、兩機一變勵磁方式、直流勵磁方式等等；關(guān)于自并勵勵磁系統(tǒng)相對于其他勵磁系統(tǒng)的研究表明，自并勵勵磁系統(tǒng)對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定更加有利；自并勵勵磁系統(tǒng)已經(jīng)越來越廣泛被采用；解決自并勵勵磁系統(tǒng)的起勵問題就顯得相當重要。

1 自并勵勵磁系統(tǒng)的交流起勵問題

隨著電網(wǎng)的發(fā)展，對于發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的要求也越來越高，對于一個優(yōu)良的勵磁系統(tǒng)除了要求調(diào)節(jié)穩(wěn)定之外，還要求勵磁系統(tǒng)的起勵的可靠性；起勵失敗的原因很多，主要介紹設(shè)計原因引起的起勵失?。缓芏嘧圆畹膭畲畔到y(tǒng)在發(fā)電機剩磁較多的情況下起勵正常，在發(fā)電機剩磁較小的情況下就會發(fā)生起勵失敗的情況，這與勵磁系統(tǒng)的起勵回路的設(shè)計有關(guān)。

2 起勵失敗的原因

目前出現(xiàn)起勵失敗的機組大多數(shù)采用交流起勵方式（圖1自并勵勵磁系統(tǒng)簡圖），目前大多數(shù)機組都采用三相全控橋整流電路，三相全控橋的輸出電壓與變壓器二次繞組電壓的關(guān)系有：

Ud=1.35U2LCOS（α）

圖2為發(fā)電機轉(zhuǎn)子的等效電路，忽略可控硅的暫態(tài)過程時，發(fā)電機轉(zhuǎn)子的電流可以近似表示為：

Id=Ud/R（1-e-（L/R）t）

結(jié)合以上兩個公式可以看出影響發(fā)電機轉(zhuǎn)子電流的幾個因素：可控硅的觸發(fā)角度、可控硅器件、可控硅的陽極電壓、發(fā)電機轉(zhuǎn)子電感；在可控硅器件完好，觸發(fā)角度較小的情況下，由于設(shè)計者未考慮到發(fā)電機轉(zhuǎn)子的時間常數(shù)，在選取起勵電壓的時候普遍選取的較低，導(dǎo)致起勵電源投入后在短時間內(nèi)發(fā)電機極端電壓較低，使可控硅陽極電壓能不夠使可控硅組建可靠導(dǎo)通，最終導(dǎo)致起勵失敗。圖3為某電廠交流起勵波形，圖4為該機組殘壓起勵波形，由兩圖對比可以看出，在有交流起勵的情況下機組從建壓到發(fā)電機機端電壓達到4KV所用時間為5.825S與殘壓起勵的情況下從建壓到發(fā)電機機端電壓達到4KV所用時間為5.996S，兩者相差時間僅僅0.171S，發(fā)電機機端電壓和轉(zhuǎn)子電流上升速度幾乎無明顯區(qū)別，可以預(yù)見，該機組在發(fā)電機剩磁較小的情況下必然要發(fā)生起勵時間超過監(jiān)控系統(tǒng)允許時間甚至造成起勵失敗的情況。

3 解決方法

解決由于設(shè)計原因引起起勵失敗的方法，建議再以后的設(shè)計中提高交流起勵電壓的電壓值到160V左右（整流后約為220V），在起勵回路中串聯(lián)電阻，阻值根據(jù)所選擇的起勵電壓值選取，在同時選用交、直流起勵的機組中共同使用同一個電阻，圖5為某電廠在改造交流起勵回路后的起勵波形，從波形可以看出：發(fā)電機機端電壓上升時間大大縮短，提高發(fā)電機交流起勵的可靠性。

參考文獻

[1] 都興有.火電大機組勵磁系統(tǒng)的回顧與展望.中國電力，2003，36（1）.

[2] 許其品，耿敏彪等.自并激勵磁系統(tǒng)的起勵問題.水電廠自動化，2001（2）.

作者簡介

許其質(zhì) 男，主要從事發(fā)電機勵磁技術(shù)方面的工作。