中頻電源對焊接工程車發(fā)電機干擾的解決方法

岳新民，孫增武

（中國石油天然氣管道局，河北廊坊065000）

中頻電源對焊接工程車發(fā)電機干擾的解決方法

岳新民，孫增武

（中國石油天然氣管道局，河北廊坊065000）

長輸管道焊接時，中頻電源對焊接工程車的斯坦福發(fā)電機產(chǎn)生干擾，致使發(fā)電機出現(xiàn)頻繁啟?，F(xiàn)象。文章分析了此種現(xiàn)象發(fā)生的原因，在此基礎上將斯坦福發(fā)電機的勵磁方式由自勵改為他勵，有效地解決了存在的問題。

中頻電源；發(fā)電機；干擾；自勵方式；他勵方式

1 焊接工程車發(fā)電機存在頻繁啟停現(xiàn)象

隨著長輸管道焊接技術的進步，傳統(tǒng)的手工焊已經(jīng)被自動焊、半自動焊所取代，由此產(chǎn)生的大型焊接工程車也得到了廣泛的普及。焊接工程車上的發(fā)電機為現(xiàn)場提供各種電源。

在長輸管道焊接施工過程中，通常都是通過管道中頻加熱器對焊道進行預熱。我們在施工時，采用DZ-80（發(fā)電機功率為80 kW）發(fā)電車作電源時，出現(xiàn)如下現(xiàn)象：當中頻電源輸出電流為85 A左右時，發(fā)電機出現(xiàn)頻繁啟停的情況，無法維持中頻加熱器的穩(wěn)定運行，致使管道加熱時間較長才能達到預定溫度，無法滿足施工要求。

起初分析認為是發(fā)電機功率不夠，且中頻加熱器的功率因數(shù)太低導致。后來改成DZ-100（發(fā)電機功率為100 kW）發(fā)電車作電源，并在試驗線路中加裝功率因數(shù)表監(jiān)測功率因數(shù)。但當中頻電源輸出90 A左右時，發(fā)電機仍然出現(xiàn)上述現(xiàn)象，且當時的功率因數(shù)表顯示值為0.88，由此可以看出電源功率不是導致發(fā)電機運行不穩(wěn)的主要原因。

2 原因分析

聯(lián)想到我們用康明斯發(fā)電機作電源時，電流很容易上升到100 A以上，5 min內(nèi)可將管道溫度增加到150℃。而DZ-100發(fā)電車選用的是斯坦福發(fā)電機，DZ-80發(fā)電車選用的是康明斯發(fā)電機，這兩種發(fā)電機的主要區(qū)別是康明斯發(fā)電機的勵磁方式是他勵方式，而斯坦福發(fā)電機是自勵方式，其原理如圖1所示。

分析原因：當中頻加熱器選用的發(fā)電機勵磁方式為自勵時，發(fā)電機的輸出電流分出很小的一部分經(jīng)過單相整流后供給它本身的勵磁，中頻加熱器產(chǎn)生的干擾波侵入發(fā)電機勵磁整流調(diào)整板，引起激磁電流崎變，使激磁電流上升，從而使發(fā)電機處于強勵情況下，導致發(fā)電機電流上升，從而引起勵磁電流進一步上升，并導致發(fā)電機電流更進一步上升，當發(fā)電機電流達到一定數(shù)值后，裝在發(fā)電機與負載之間的保護開關產(chǎn)生動作，將發(fā)電機與負載斷開，斷開后，電流下降，發(fā)電機在剩磁激勵下，恢復正常。如此反復導致發(fā)電機頻繁啟停。

為了證明分析情況的正確性，將中頻加熱器的隔離變壓器去除后，試驗結(jié)果為中頻輸出電流剛達到80 A左右就出現(xiàn)前面提到的發(fā)電機頻繁啟?，F(xiàn)象，從而進一步證明了分析的原因是正確的。

3 解決方法

為了解決這個問題，我們認為單靠提高發(fā)電機的抗干擾能力無法從根本上解決該問題，故決定將DZ-100的斯坦福發(fā)電機勵磁方式改為他勵方式，其原理見圖2。

主勵磁機是一臺三相同步發(fā)電機，其輸出電流經(jīng)過整流后通過電刷集電環(huán)輸入到發(fā)電機的勵磁繞組中。主勵磁機的勵磁電流又由交流副勵磁機經(jīng)過三相整流后供給。副勵磁機輸出電流分出很小的一部分經(jīng)過單相整流后供給它本身的勵磁。

當中頻加熱器產(chǎn)生的干擾波使勵磁電流畸變、發(fā)電機運行在過勵狀態(tài)時，轉(zhuǎn)子磁勢增強，這時發(fā)電機會產(chǎn)生一滯后性電流，它將產(chǎn)生去磁電樞反應，自動補償了過多的勵磁磁勢，保持電機氣隙中磁場不變。

將中頻加熱器接在他勵式DZ-100發(fā)電機上進行試驗，效果非常好。中頻輸出電流可以穩(wěn)定在140 A左右，而發(fā)電機無異常情況，并在2 min 40 s內(nèi)將管道溫度加熱到180℃，從而中頻電源對發(fā)電機的干擾問題得以解決。

［1］汪國梁.電機學［M］.北京：機械工業(yè)出版社，1997.

［2］賀家李，宋從矩.電力系統(tǒng)繼電保護原理［M］.北京：水利電力出版社，1996.

Abstract：In pipeline welding,the interference of an intermediate frequency electric power to Stanford generator of a mobile welding workshop enables the generator to start and stop frequently.Based on the reason analysis,the generator excitation mode is altered from self-excitation to separate excitation,thus the problem is effectively solved.

Key words:intermediate frequency electric power;generator;interference;self-excitation;separate excitation

（73）Solution to Interference of Intermediate Frequency Electric Power to Generator of Mobile Welding Workshop

YUE Xin-min（China Petroleum Pipeline Bureau，Langfang 065000,China）,SUN Zeng-wu

TK441.8

B

1001－2206（2011）02－0073－02

岳新民(1975-)，男，湖南益陽人，1998年畢業(yè)于西安石油學院電力系統(tǒng)自動化專業(yè)，2006年畢業(yè)于加拿大卡爾加里大學MBA，現(xiàn)從事國內(nèi)外大型管道工程施工管理工作。

2010-04-13