勵磁整流柜高性能均流磁環(huán)

摘 要：我們國家在最近幾年獲取了非常顯著地經(jīng)濟(jì)效益。其中各項(xiàng)先進(jìn)的設(shè)備等不斷的用到經(jīng)濟(jì)活動中，帶動了行業(yè)的進(jìn)步。文章著重的分析了一項(xiàng)最新獲取的整流柜的均流磁環(huán)內(nèi)容，講解了其具體的活動要素，闡述了一次問題的出現(xiàn)要素以及應(yīng)對方法。

關(guān)鍵詞：整流柜；均流；磁環(huán)

中圖分類號：B222.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 概述

隨著同步發(fā)電機(jī)交流勵磁機(jī)和靜止整流勵磁系統(tǒng)的普遍應(yīng)用，大功率硅整流元件，不斷的應(yīng)用到許多的生產(chǎn)活動中。為了切實(shí)提升體系的安穩(wěn)特性，提升電源總體性能，通常是按照多橋、柜等的方式來進(jìn)行活動，此時必然會發(fā)生全新的問題，即每個橋和柜間面臨的均流現(xiàn)象。相關(guān)材料規(guī)定：“功率整流裝置的均流系數(shù)一般不小于0.85”，而用戶往往提出均流系數(shù)不小于0.9-0.95的更高要求。不僅如此，在一些別的單位，像是鋼廠等，也一樣對均流活動有非常顯著地規(guī)定。

確保均流合理的措施非常多，其中最為常用的措施是對所有的硅管進(jìn)行整合。不過結(jié)合當(dāng)今的具體形式，采用此類措施并無法確保其符合行業(yè)和使用人的具體規(guī)定，因此，針對這種形式，適時地出現(xiàn)了一項(xiàng)性能比較優(yōu)越的均流磁環(huán)模式，在某核電公司310MW汽輪發(fā)電機(jī)的勵磁整流柜上創(chuàng)造了均流系數(shù)高達(dá)0.9958的好成績。

2 活動機(jī)理

通過分析，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致均流不是很有效地具體要素在于以下的幾點(diǎn)，首先是硅管的特性不合乎固定，除此之外，非常顯著的特性是回路上的阻抗之間存在不利現(xiàn)象。某核電公司1#機(jī)組（310MW）的勵磁整流柜布置如圖1所示。

通過圖示，我們發(fā)現(xiàn)，在稀土（在某電廠）中的三臺裝置中，第一個的電路是相對來講比較短的，同時其阻抗也不高。而第二個是處于中間位置，第三個的最長。通過運(yùn)行，我們察覺，第一臺的電流是非常巨大的，而第二臺的處于中間，第三臺的是最低的，均流系數(shù)為0.76-0.79 ，無法符合規(guī)定。

圖1 某l#機(jī)勵磁整流柜布置圖

通過上圖的描敘，我們發(fā)現(xiàn)具有最高的阻抗的是三號設(shè)備，它沒有磁環(huán)裝置，而前兩個設(shè)備都添加了磁環(huán)。通常為合理的提升回路，常常將磁環(huán)設(shè)置為可分的，這樣做的意義有兩點(diǎn)，首先是非常的便于拆裝，七尺是它的中心有能夠調(diào)節(jié)的氣隙，能夠經(jīng)由對其高低的更改來對電感量進(jìn)行設(shè)置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)均流意義。

3 關(guān)于磁環(huán)設(shè)置的要素

3.1 運(yùn)作狀態(tài)

從2001年開始，高性能均流磁環(huán)已經(jīng)應(yīng)用在各地的火電廠、水電廠及某核電站等300MW、200MW及以下發(fā)電機(jī)的70多臺勵磁整流柜上，均流系數(shù)高達(dá)O.95以上，在開展運(yùn)作的時候，沒有不合理的現(xiàn)象出現(xiàn)，狀態(tài)非常優(yōu)秀。

3.2 一次意外故障

前面提到的某核電站1#機(jī)3臺勵磁整流柜出廠時均裝了均流磁環(huán)，在做出廠試驗(yàn)時曾通交流50Hz，2000A 電流，歷時20min，沒有出現(xiàn)升溫現(xiàn)象。但2005年4月在電廠安裝投運(yùn)前做錯柜溫升試驗(yàn)時，通交流100Hz，2000A 電流，大約十分鐘之后，就會導(dǎo)致磁環(huán)出現(xiàn)升溫現(xiàn)象，最終使得它受到影響。也就是說如果三臺設(shè)備的所有磁環(huán)都拆下來的話，設(shè)備會按照以前的規(guī)定的步驟開展工作，規(guī)定有關(guān)的單位及時的分析這些不利現(xiàn)象。

3.3 針對不利現(xiàn)象的探索

要仔細(xì)分析外殼出現(xiàn)的不利的磁環(huán)，如果其已經(jīng)出現(xiàn)熔化現(xiàn)象，并且關(guān)鍵地方是在氣隙周圍，同時和氣隙距離較遠(yuǎn)的區(qū)域沒有出現(xiàn)這種不利現(xiàn)象。所以通過研究，我們得出，之所以出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，關(guān)鍵并非是在于鐵心部位，關(guān)鍵是在于墊片。此時使用的是薄銅板，主要是由于其具有非常顯著的強(qiáng)性特征，而且其尺寸樣式也很多，同時還不是磁性的，當(dāng)進(jìn)行出廠測試的時候，并沒有出現(xiàn)升溫現(xiàn)象，不過它在遇到非常強(qiáng)烈的磁場的時候，會出現(xiàn)比較距離的渦流，進(jìn)而導(dǎo)致升溫，此時熱會進(jìn)行傳導(dǎo)，導(dǎo)致鐵心的氣溫變高，進(jìn)而使得外邊的塑料受到影響。

3.4 處理問題開展的測試

3.4.1 試驗(yàn)說明

試驗(yàn)應(yīng)模擬上述某發(fā)電機(jī)投運(yùn)前2#整流柜溫升試驗(yàn)的工況。電流可以達(dá)到當(dāng)時的值，但頻率100Hz沒有條件做到 。由于渦流功率p？菸f2×B2，我們用50Hz電源做試驗(yàn)，頻率為現(xiàn)場100Hz的1/2，但如把磁密B提高到2倍，則渦流功率就相等。提高B有兩個辦法：提高電流或減小氣隙。把電流提高到2倍有困難，因磁環(huán)窗口較小，容不下大截面的銅排，最后銅排會異常發(fā)熱影響試驗(yàn)結(jié)果。所以決定減小氣隙。上述溫升試驗(yàn)時錯整流柜均流磁環(huán)氣隙為3mm。根據(jù)磁路計(jì)算的結(jié)果，B=0.519T。 這樣來做超等效模擬試驗(yàn)。試驗(yàn)電路如圖2所示。

圖2試驗(yàn)電路圖

調(diào)節(jié)調(diào)壓器的輸出電壓，使通過磁環(huán)的電流為2000A（交流有效值），而且確保穩(wěn)定。

3.4.2 絕緣墊片試驗(yàn)

3.4.2.1 氣隙lmm。環(huán)境溫度2l℃。通電流2000A，時間30min。用紅外測溫儀測量磁環(huán)表面溫度40℃，用手觸摸的話，不是很熱，測試之后，拆除發(fā)現(xiàn)沒有出現(xiàn)形狀上的變化等。由于試驗(yàn)時短路銅排截面為100×10mm2，小于某現(xiàn)場（80×8mm2，2并），故銅排溫度升高到120℃。

3.4.2.2 氣隙0mm。環(huán)境溫度2l℃，通電流2000A，時間60min。持續(xù)一個小時，具體的結(jié)局和上面的是相等的。

3.4.3 銅墊片試驗(yàn)。氣隙lmm，環(huán)境溫度26。C，通電流2000A，用點(diǎn)溫計(jì)每隔0.5min測一次銅墊片及鐵心溫度。

3.4.4 試驗(yàn)結(jié)論。上面講述的兩個測試活動，除了它們使用的墊片的材質(zhì)不相同以外，別的方面大部分都是一樣的，不過發(fā)熱狀態(tài)有一定的區(qū)分。如果用絕緣的墊片的話，通常是不會產(chǎn)生熱量的，表面溫度40℃是由于窗口內(nèi)銅排溫度120℃烤的。但是使用墊片材料的時候，當(dāng)接通電源之后的六分鐘內(nèi)，它的外殼出現(xiàn)了形變現(xiàn)象，會有氣味等出現(xiàn)。而當(dāng)二十分鐘之后，會出現(xiàn)一些縫隙以及形狀上的變化等。通過分析，發(fā)現(xiàn)發(fā)熱原因是由于墊片，上述的理論是合理的。

3.5 運(yùn)作模式

2006年7月15日，一個核電機(jī)構(gòu)的一號設(shè)備在進(jìn)行完二次大修之前的時候，把勵磁整流柜的均流磁環(huán)裝復(fù)，僅把氣隙調(diào)整墊片由銅片改成絕緣墊片，別的都沒有變化。3#整流柜不裝均流磁環(huán)，整流柜裝均流磁環(huán)，氣隙較大；1#整流柜裝均流磁環(huán)，氣隙較小。通過合理的調(diào)節(jié)之后，最后三臺整流柜直流側(cè)電流均流系數(shù)達(dá)到0.9958。

相同的，使用第二臺設(shè)備進(jìn)行溫升活動，其具體的性能等于2005年4月份那次相同，單柜通直流電流2500A，交流電流2000A，100Hz，風(fēng)機(jī)開。經(jīng)過了一個小時之后，不會出現(xiàn)溫升現(xiàn)象，磁環(huán)的外在氣溫和室內(nèi)的溫度很相似。

結(jié)語

通過非常多的設(shè)備的長期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，除此之外，還有平時接觸到的各種不良現(xiàn)象，我們發(fā)現(xiàn)，研究得到的性能非常有效地均流磁環(huán)具有著非常優(yōu)秀的均流性能，非常的便于進(jìn)行調(diào)節(jié)，從外在上看，比較的方便裝載，而且不會占用很大的規(guī)模，同時不會耗費(fèi)過多的功效，而且聲音能夠有效控制，其便于使用。

參考文獻(xiàn)

[1]許實(shí)章.電機(jī)學(xué)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1981.