励磁系统整流柜均流问题分析及试验验证

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1、江苏电机工程2010年3月JiangsuElectricalEngineering第29卷第2期71励磁系统整流柜均流问题分析及试验验证霍乾涛，何靖，刘国华，黄卫平，徐春建，王海军（国电南瑞科技股份有限公司，江苏南京210003）摘要：针对某电厂励磁系统均流问题进行分析，通过理论论证了导致均流问题的2个主要原因：交流输入阻抗的差异、整流装置运行点与可控硅额定工作点的差异，并通过实际试验的方法进行了验证。关键词：励磁系统；整流装置；均流；交流阻抗；工作点中图分类号：TM761+.11文献标志码：B文章编号：1009-0665（2010）02-0071-03随着电力系统的飞速发展以

2、及单机容量的增FL交流FLZ可控FLZ可控FLZ可控FLZ可控FLZ可控进线柜整流装置整流装置整流装置整流装置整流装置长，大型同步发电机所需的励磁功率亦有了明显的上升。目前励磁系统的功率整流装置通常采用多路并联结构，这就要求多柜并联运行的大功率整流柜CBACBACBACBACBA交流交流交流交流交流刀闸刀闸刀闸刀闸刀闸间应具有较好的均流系数，以便设备的容量得到充直流直流直流直流直流分和合理的应用。因此，在相关标准中，对功率整流刀闸刀闸刀闸刀闸刀闸-+-+-+-+-+装置的均流做了规定。某电厂一台汽轮发电机采用自并励励磁方式，配置5台整流装置，单台额定出力ABC3000A。在机组

3、试运行过程中，励磁系统各功率柜励磁幅变输出电流存在一定的差异。图2励磁柜体布置情况1问题分析倍，所以对应段铜排的压降近似与流过的电流成正励磁系统整流装置多柜并联运行等效电路如图比，进而造成1号柜与2号柜的电流相差最大，2号1所示。柜与3号柜以及3号柜与4号柜、4号柜与5号的US11US21D1R1L1电流差异逐渐缩小，与该电厂励磁系统各整流柜输1++1出情况趋势相吻合。UDiRiLiS1iUS2i1++1因此采用合理的布局，尽量减小可控硅整流柜LDnRnLn交直流回路阻抗的差异的方法，是提高均流系数的US1nUS2n1++1有效手段。如把功率装置重新排布，功率装置输出R均流系数

4、会有明显的提高。根据DL/T583—2006标准中均流系数KI计算图1自并励励磁回路等效电路公式：因此影响均流系数的几个因素有：mΣIi（1）可控硅触发的一致性的影响；i=1KI=（2）可控硅的平均通态压降的影响；mImaxm（3）交直流回路电阻和电感的影响。式中：ΣIi为m条并联支路电流的和；Imax为并联i=1当可控硅的平均通态压降相等，且可控硅触发支路中的电流最大值。的一致性很好，则交直流回路的等效阻抗的差异将可控硅伏安特性曲线见图3。成为可控硅整流柜均流的主要障碍。该电厂励磁变电源从一侧进线方式，如图2所示。IA理论分析：由于1号和2号柜之间连接铜排上IT流过的电流近似

5、为一个功率柜输出电流的4倍，2号和3号柜之间连接铜排上流过的电流近似为一个UAUT功率柜输出电流的3倍，3号和4号柜之间连接铜排上流过的电流近似为一个功率柜输出电流的2图3可控硅V/A特性收稿日期：2009-11-10；修回日期：2009-12-1072江苏电机工程可控硅的平均通态压降会受到可控硅结温的流系数越高。因素的影响，当电流增大时，可控硅斜率电阻增大，2.2右侧进线方式可控硅的平均通态压降增大，所以当功率系统输出电试验用可控硅整流装置按照右侧进线方式布置流增大时，在相同散热条件情况下，均流系数会上升。见图7（其中1号柜为进线位置，该柜退出运行）。6号整流柜5号整流柜4号

6、整流柜3号整流柜2号整流柜1号整流柜2试验及数据记录2.1左侧进线方式-+-+-+-+-+-+试验用可以控制的硅整流装置按照左侧进线方式布置见图4（其中6号柜为进线位置，该柜退出CBACBACBACBACBACBA运行）。6号整流柜5号整流柜4号整流柜3号整流柜2号整流柜1号整流柜去励磁变幅边图7右侧进线机柜布置-+-+-+-+-+-+各个运行点对应各柜电流分布见图8。CBACBACBACBACBACBA16001473.314001353.312001150.0/A1000880.01046.7990.0值800766.7753.3796.7743.3750.0去励磁变幅边流

7、700.0电600686.7图4左侧进线496.7553.3523.3480.0400473.3360.0333.3373.3200213.3186.7186.7273.3各个运行点对应各柜电流分布见图5。06号柜5号柜4号柜3号柜2号柜14001223.3柜号12001153.31066.71000930.0913.3为系列2；为系列3；为系列5；/A853.3946.7846.7843.3为系列7；为系列9800863.3值670.0760.0646.7流600553.3580.0图8右