隨著國家重大裝備技術的發展,發電機組單機容量越來越大,發電機勵磁系統的重要性越來越明顯。勵磁系統的任務是:維持發電機端或控制點的電壓在給定水平上,穩定分配并列運行機組的無功功率,改善電力系統動態穩定性。
1 關于勵磁方式的說明
目前國內大型發電機的勵磁方式主要有兩種:a.自并激靜態勵磁系統。b.無刷勵磁系統。
其方式的確定直接與發電機的選型有關。
兩種不同勵磁方式的比較:
(1)無刷勵磁系統:①只有正頂值電壓的能力。②勵磁響應與勵磁機的時間常數有關(>200ms)。③滅磁時間為自然滅磁時間常數。④系統短路時PMG(勵磁機)可以提供勵磁電源。⑤機組的軸系加長,機械維護增加。⑥無滑環(減少了碳刷的維護和粉塵)。
(2)靜態勵磁系統:①具有雙向的頂值電壓的能力。②雙向的快速響應能力(<20ms)。③通過滅磁電阻和逆變運行實現快速滅磁。④勵磁變壓器的大小只與勵磁的容量有關。⑤無旋轉部件,軸系短(扭振小),運行可靠。⑥功率整流柜不必在停機時進行。⑦勵磁參數如Uf,If可以直接測量。
2 關于勵磁變壓器的說明
目前國內大型發電機的勵磁系統的勵磁變壓器供貨方式主要有兩種:a.環氧澆注干式(Dry)。b.油浸式(Oil)。
其方式的確定直接與變壓器的容量和某些用戶的特殊要求有關。兩種不同勵磁變壓器的比較:
(1)干式勵磁變壓器:①環氧澆注、干式、戶內型,空氣自然冷卻;②絕緣等級為F級;③容量有限;④可采用三相或三個單相方式供貨;⑤安裝、維護方便;
(2)油浸勵磁變壓器:①變壓器線圈油浸式冷卻;②絕緣等級為B級;③容量不限;④只能采用三相方式供貨;⑤安裝、維護工作量大。
3 關于勵磁變壓器的溫升說明
勵磁系統的勵磁變壓器溫升與下面的條件有關:
a.設計裕度
如果用戶沒有特殊要求,我們在勵磁變壓器的訂貨時,對于不同絕緣等級的變壓器的溫升要求是不同的,通常是F級絕緣在自冷的情況下(環境溫度為40℃)為100K,H級絕緣125K。該溫升意味著變壓器的額定運行時的溫升不會超過該值,且變壓器在此溫升范圍內能夠長期連續運行而不會導致變壓器的損壞。
b.環境溫度
上面提到的溫升值是基于環境溫度在40℃情況下的值。如果勵磁變壓器的工作環境溫度高于該值,要求在容量不變的情況下同時還要保持這個溫升或者更高的溫升,必然會導致變壓器的體積增加,價格增加?;蛘咭蟾笕萘康淖儔浩骰虿捎脧娖蕊L冷的方式來解決。
c.負荷的大小
勵磁系統的負荷大小與機組所帶的無功負荷有關。負荷越大變壓器的溫升越高。隨著國內大型骨干輸送電網的建成和電力結構的合理,整個電力系統越來越穩定。目前國內絕大多數發電廠都遠離負荷中心,由于長距離輸送電力造成多數發電廠在絕大多數情況下的運行方式為帶少量無功或進相運行,因此勵磁系統的負荷率是比較低的,通常情況下其運行都不能達到額定狀態。而在變壓器的設計選型時,其容量是基于發動機的額定要求并留有相當的裕度來確定的。
4 關于整流裝置停風運行的說明
目前國內比較流行的勵磁系統整流裝置冷卻方式有下面幾種:a.水冷卻;b.強迫通風冷卻;C.空氣自然流動冷卻(自冷)。
從機組投運的情況來看,國內絕大多數發電機組勵磁系統的整整流裝置普遍采用強迫通風冷卻方式。
整流裝置強迫冷卻方式的特點:
目前國內比較流行的勵磁系統整流裝置強迫冷卻方式的風機布置方式有下面幾種:a.柜體底部;b.柜體頂部;c.集中布置。
不管是什么方式,其目的都是為了將整流裝置內部產生的熱熱量帶走以降低整流部件的溫度。對于可控硅元件來說,當電氣設計完成后其運行的溫度直接決定了其輸出電流的大小。因此風機運行的可靠性直接決定了整流裝置的可靠性。
保證強迫冷卻方式整流裝置可靠冷卻的措施:a.風機備用;b.風機電源備用;c.溫度監測;d.良好的通風風道。
鑒于目前國內某些用戶對整流裝置在所有風機停風后能保證勵磁系統能帶額定負荷運行一定的時間的特殊要求。需要從下面幾個方面加以說明。
(1)停風運行的目的:目前用戶要求停風運行的主要目的是提高勵磁系統的可靠性,即認為在整流裝置的風機故障時能維持勵磁