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      試論發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)的特點及問題

      2019-05-29 10:47:42陳一
      山東工業(yè)技術 2019年14期
      關鍵詞:發(fā)電機

      陳一

      摘 要:發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)又稱為自并勵靜止勵磁系統(tǒng),對發(fā)電機運行的穩(wěn)定性、安全性、供電質量有著直接的影響?;诖?,本文首先介紹了發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)的特點。其次,分析了目前發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)存在的問題。最后,針對這些問題,從設計、選型兩個主要方面,分析優(yōu)化發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)的方式。

      關鍵詞:發(fā)電機;自并勵勵磁系統(tǒng);勵磁功率柜;勵磁調(diào)節(jié)器

      DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.164

      0 引言

      國家電力系統(tǒng)在1998年頒布了DL/T650—1998《大型汽輪發(fā)電機自并勵靜止勵磁系統(tǒng)技術條件》,此后,我國發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)的發(fā)展一直在這個框架內(nèi)進行。目前,自并勵勵磁系統(tǒng)已經(jīng)全國超過80%的發(fā)電廠廣泛應用,如大唐臨清發(fā)電有限責任公司的350MW機組、大唐魯北發(fā)電有限責任公司的330MW機組等。

      1 發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)的特點

      發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)主要由(1)主變壓器;(2)勵磁調(diào)節(jié)轉換裝置;(3)功率整流裝置;(4)發(fā)電機消磁裝置;(5)過電壓保護裝置;(6)勵磁啟動裝置;(7)勵磁操作控制設備幾個主要部分組成[1]。這7個主要裝置配合科學、運行良好。因而,目前的發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng),主要具有以下幾個突出的特點:

      第一,穩(wěn)定性強。發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)去掉了原有勵磁系統(tǒng)中的旋轉部件,結構更加流暢穩(wěn)定,一旦發(fā)生故障,系統(tǒng)可以通過自檢裝置及時發(fā)出警報。

      第二,安全性強。發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)對上游指令的相應速度快,這大大提高了發(fā)電系統(tǒng)與供電系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性與安全性。

      第三,運行成本較低。與傳統(tǒng)的勵磁控制設備系統(tǒng)相比,發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)的運行部件減少到了7個,不僅大大提高了系統(tǒng)的軸系穩(wěn)定性,也降低了系統(tǒng)生產(chǎn)運行的材料成本與電力成本、人工維修成本。

      2 發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)的問題

      目前發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)存在的問題,與原有的勵磁系統(tǒng),既有一定的共性,也有很大的差別:一方面,發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)的過流保護控制難度較高,受到設備部件縮減的影響,一旦發(fā)電機電流超過運行范圍,系統(tǒng)將會在短時間內(nèi)受到比較嚴重的損害;另一方面,發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)的變壓器,很少加裝外殼和制冷系統(tǒng),設備在高溫狀態(tài)下容易出現(xiàn)故障,變壓器過熱將導致抗阻電壓增大、荷載電壓過載等問題,影響電力生產(chǎn)與電力供應系統(tǒng)的正常運行[2]。

      3 優(yōu)化發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)的方式

      3.1 發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)設計

      3.1.1 嚴格把控發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)的應用條件

      第一,電力系統(tǒng)故障導致電壓不穩(wěn)、波動較大的情況下,不宜使用發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng),避免電壓波動過大,對勵磁系統(tǒng)的主變壓器造成嚴重影響,導致變壓器中的元件損壞,或無法正常發(fā)揮勵磁功能。第二,位于發(fā)電主網(wǎng)震蕩中心的發(fā)電機,不適合使用發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)。這種環(huán)境中放置的發(fā)電機,電流狀況不穩(wěn)定,容易導致自并勵勵磁系統(tǒng)電壓過低。

      3.1.2 優(yōu)化自并勵勵磁系統(tǒng)變壓器的運行保護

      首先,自并勵勵磁系統(tǒng)在戶內(nèi)使用時,可以不加裝保護外殼,但要注意嚴格監(jiān)控系統(tǒng)運行中的溫度,防止冬季的溫度過低,對系統(tǒng)的運行產(chǎn)生影響,必要時要加裝制冷系統(tǒng),如風冷系統(tǒng)、水冷系統(tǒng),保障系統(tǒng)運行的溫度不過高。其次,在戶外使用時,技術人員要根據(jù)當?shù)氐奶鞖鉅顩r,合理判斷是否要為自并勵勵磁系統(tǒng)變壓器加裝保護外殼,尤其是在正午陽光直射的時候,要監(jiān)測陽光照射對系統(tǒng)運行的影響。最后,技術人員要加強對變壓器運行中,額定功率變化的檢測,提高系統(tǒng)在高電壓環(huán)境下的強勵能力。

      3.1.3 重點解決發(fā)電機起勵問題

      首先,在發(fā)電機電壓核準之前,發(fā)電機自并勵勵磁系像發(fā)電機提供勵磁電源,這種情況下,設計人員要根據(jù)發(fā)電系統(tǒng)的具體需求,建立備用的起勵方案。其次,在備用起勵方案的設置上,技術人員可以進行以下幾方面的嘗試:(1)構建備用的起勵回路,利用起勵電源對發(fā)電機進行勵磁,安裝智能電壓感應裝置,當電壓恢復到正常電壓的50%以上時,起勵回路由備用回路調(diào)整為正?;芈?。(2)安裝備用起勵裝置。減少發(fā)電系統(tǒng)的電壓波動,增加發(fā)電系統(tǒng)的電容量。最后,在發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)第一次投入使用,或周期性大修結束之后的再次啟用時,技術人員要對發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)進行短路檢測與空載試驗檢測,以控制變壓裝置的整流電源。

      3.1.4 優(yōu)化勵磁功率柜的選擇

      一方面,勵磁功率柜的選擇要遵守“容量大”原則。采用可控硅全控橋的方式,選擇大電流的勵磁功率柜,簡化整流橋,降低發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)的電阻,簡化整個系統(tǒng)的運行元件,保障系統(tǒng)中各個元器件的電壓、電流、電阻分布均勻。另一方面,勵磁功率柜的選擇要遵循“參數(shù)高”的原則。對發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)進行過電保護,保障勵磁系統(tǒng)使用在溫度適宜的環(huán)境中,采用合理的溫度控制手段,保障整流柜均流系數(shù)達到要求。

      3.2 發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)選型

      發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性是其最突出的特點,要正常的發(fā)揮出這一特性,最關鍵的是要優(yōu)化勵磁系統(tǒng)的應用條件,保障勵磁器運行過程中的電壓始終穩(wěn)定。發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)選型主要應注意以下幾個問題:(1)優(yōu)化過壓保護裝置的配置;(2)增強勵磁調(diào)節(jié)器選擇的針對性;(3)嚴格遵守國家的相關技術指導規(guī)范。尤其是GB/T7409—1997《同步電機勵磁系統(tǒng)》中的相關要求。

      4 結論

      綜上所述,發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)經(jīng)過多年的技術積累與發(fā)展,已經(jīng)成為了較為穩(wěn)定、成本較低、技術難度較低的可靠勵磁方式。從本文的分析可知,研究發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)的特點及問題,有助于科技人員掌握目前自并勵勵磁系統(tǒng)的發(fā)展成果,并從問題的角度出發(fā),對提升自并勵勵磁系統(tǒng)運行的有效性做出進一步的嘗試。因而,技術人員要不斷積累實踐經(jīng)驗,推動系統(tǒng)的技術升級。

      參考文獻:

      [1]彭莉.發(fā)電機自并勵靜止勵磁系統(tǒng)在設計、選型和應用中應注意的問題[J].重慶電力高等專科學校學報,2004(02):11-14.

      [2]楊旭,劉立瑞,莫鈺英.大中型汽輪發(fā)電機自并勵靜止勵磁系統(tǒng)設計、選型應注意的問題[J].廣東電力,1999(06):19-21+24.

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