創(chuàng)建純整流型機(jī)端變可控硅勵(lì)磁

1、 創(chuàng)建“純整流型”機(jī)端變可控硅勵(lì)磁湯鳴招內(nèi)容提要: 本文,針對現(xiàn)有可控硅勵(lì)磁存在的不良整流調(diào)壓特性,提出了創(chuàng)建“純整流型”機(jī)端變可控硅勵(lì)磁的新理念,通過采取必要和可能的技術(shù)措施,從根本上消除逆變的負(fù)向電壓分量,所引起的換向過電壓和負(fù)阻尼等弊端,完善可控硅的整流調(diào)壓特性,達(dá)到提高機(jī)端變可控硅勵(lì)磁的可靠性,調(diào)壓精度和強(qiáng)勵(lì)力度的要求。本文: 自上世紀(jì)80年代初,同期發(fā)電機(jī)的機(jī)端變可控硅勵(lì)磁技術(shù),開始在我國應(yīng)用以來,至今已長達(dá)二十多年, 效果非常不理想.尤其是可控硅整流器的換向過電壓,負(fù)阻尼調(diào)壓特性,以及滅磁開關(guān)觸頭的高弧壓等弊病,長期不得解決。可控硅勵(lì)磁的設(shè)備運(yùn)行可靠性,調(diào)壓精度及強(qiáng)勵(lì)力度等勵(lì)磁基本

2、素質(zhì),都受到一定程度的影響,對發(fā)電機(jī)組和電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行極其不利。機(jī)端變可控硅勵(lì)磁使用中,雖然問題不少,但它的設(shè)備靜止,電壓調(diào)節(jié)快速等突出優(yōu)點(diǎn),仍然被看作不可替代的近代勵(lì)磁方式.若干年后,機(jī)端變可控硅勵(lì)勵(lì),有可能完全替代老式勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁方式,成為清一色的勵(lì)磁方式.到那時(shí), 可控硅整流器的換向過電壓,負(fù)阻尼特性,強(qiáng)勵(lì)力度不足以及滅磁開關(guān)操作過電壓等問題,將會(huì)更加突出,對影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定保障水平,情況將會(huì)更加嚴(yán)重。 為了電力系統(tǒng)的長治久安計(jì),本文以<創(chuàng)建“純整流型”機(jī)端變可控硅勵(lì)磁>為題, 針對現(xiàn)有可控硅勵(lì)磁存在的不良整流調(diào)壓特性,通過采取必要和可能的技術(shù)措施,從根本上消除逆變的負(fù)

3、向電壓分量,所引起的換向過電壓和負(fù)阻尼等弊端,完善可控硅的整流調(diào)壓特性,達(dá)到提高機(jī)端變可控硅勵(lì)磁的可靠性,調(diào)壓精度和強(qiáng)勵(lì)力度的要求。因?yàn)?近年來,國內(nèi),在機(jī)端變可控硅勵(lì)磁應(yīng)用技術(shù)方面,已出現(xiàn)命名為”無源滅磁操作保護(hù)器” 創(chuàng)新技術(shù),它必將使可控硅勵(lì)磁存在的問題,迎刃而解。.可控硅整流器工作特性,在不同的脈沖控制角度下,其輸出電壓數(shù)值與輸入電壓的關(guān)系,為余弦函數(shù)之乘積。以三峽一臺(tái)700MW發(fā)電機(jī)組為例,勵(lì)磁變額定電壓為1290V,勵(lì)磁額定電壓為490V,當(dāng)機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí),其脈沖控制角為67.98度,假定機(jī)組低負(fù)荷時(shí),其輸出電壓為350V, 這時(shí)的脈沖控制角為80.08度.這個(gè)實(shí)例說明,該機(jī)組運(yùn)行

4、中的脈沖控制角的工作區(qū)點(diǎn),恰巧在67.9880.08度之間。因?yàn)?這個(gè)區(qū)間的輸出電壓波形,處于畸形狀態(tài)(見附圖一中的:脈沖控制角為75度的電壓波形圖)。它既有正向整流電壓,又有負(fù)向逆變電壓,且正向和負(fù)向電壓的極性處于交替變換中。在這種不純的整流條件下,可控硅勵(lì)磁產(chǎn)生換向過電壓和負(fù)阻尼現(xiàn)象,已不足為奇了?？墒?人們把可控硅勵(lì)磁的換向過電壓和負(fù)阻尼問題,歸因于其特性固有,未能采取治本措施,20多年過去了,如今它也成為當(dāng)今世界性的難題了!“無源滅磁操作保護(hù)器”創(chuàng)新技術(shù),它所以能徹除可控硅的換向過電壓和負(fù)阻尼,以及開關(guān)的操作過電壓,在于它抓住了主要矛盾,是可控硅整流工作特性的區(qū)段中,混進(jìn)了逆變負(fù)向電壓

5、分量,是可控硅勵(lì)磁產(chǎn)生換向過電壓和負(fù)阻尼的主要原因。搞清了原因,又有了限制可控硅逆變負(fù)向電壓分量的措施,問題便迎刃而解了。“無源滅磁操作保護(hù)器”創(chuàng)新技術(shù),它采取的具體技術(shù)措施是,只要在三相全控橋可控硅整流器的直流側(cè),并聯(lián)一組二極管的電流通道,就足夠了.因?yàn)橛辛瞬⒙?lián)二極管后,可控硅的工作特性,便發(fā)生了根本變化與改善.,它使可控硅整流器出口的電壓正負(fù)極性永遠(yuǎn)固定下來了,其電壓數(shù)值又受二極管的管壓降限制,降為接近于零的負(fù)值.因此,就能從根本上消除其產(chǎn)生換向過電壓和負(fù)阻尼的原因.在根除可控硅勵(lì)磁的換向過電壓和負(fù)阻尼弊病后, “無源滅磁操作保護(hù)器”創(chuàng)新技術(shù),它采取了又一技術(shù)措施,在滅磁開關(guān)的跳閘電路中,

6、加入封鎖可控硅脈沖的控制環(huán)節(jié),利用可控硅陽極電壓由正向過零變?yōu)樨?fù)向的過渡瞬間,可控硅會(huì)因其維持電流同時(shí)過零而截止，將電源隔離，隨后,使開關(guān)跳閘滅磁，這種滅磁方式謂之“無源滅磁”。在這種“無源滅磁”過程,不論是正常的停機(jī)滅磁,或者是事故停機(jī)滅磁,滅磁開關(guān)的斷口電壓,都永遠(yuǎn)不會(huì)超過滅磁電阻器的額定電壓值。而且,開關(guān)的觸頭斷口,無弧光,無噪聲,開關(guān)的安全與壽命有保障,大可不必為不再用逆變滅磁而惋惜。綜上所述,本文提出創(chuàng)建“純整流型”機(jī)端變可控硅勵(lì)磁的目標(biāo),從技術(shù)理念上說,已經(jīng)達(dá)到了。當(dāng)前急切需要的,是得到“伯樂”的有關(guān)專家和領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)注與支持,并盡快組織試點(diǎn)與鑒定,使這項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新成果,得到社會(huì)的認(rèn)同,在國內(nèi)迅速推廣。結(jié)束語:在“純整流型” 機(jī)端變可控硅勵(lì)磁,經(jīng)過機(jī)組運(yùn)行考驗(yàn)取得成熟經(jīng)驗(yàn)后,那時(shí),就有可能,又要考慮進(jìn)一步提高發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的強(qiáng)勵(lì)力度問題了。因?yàn)?現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的強(qiáng)勵(lì)電壓倍數(shù)普遍偏低.急需把強(qiáng)勵(lì)電壓倍數(shù)提高到大于或等于3倍,基本上達(dá)到高起始勵(lì)磁的要求,這是可控硅勵(lì)磁的創(chuàng)始者,曾經(jīng)提出,至今尚未達(dá)到的目標(biāo)。下一步,通過創(chuàng)建“純整流型”機(jī)端變可控硅勵(lì)磁創(chuàng)新技術(shù)的實(shí)施,不久將來,必定實(shí)現(xiàn)。普遍提高發(fā)電機(jī)強(qiáng)勵(lì)電壓倍數(shù),增大無功負(fù)荷儲(chǔ)備,對防止電網(wǎng)突發(fā)性事故，防止電網(wǎng)電壓崩潰造成大面積停電事故,提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定保