勵磁整流柜高性能均流磁環

摘 要：我們國家在最近幾年獲取了非常顯著地經濟效益。其中各項先進的設備等不斷的用到經濟活動中，帶動了行業的進步。文章著重的分析了一項最新獲取的整流柜的均流磁環內容，講解了其具體的活動要素，闡述了一次問題的出現要素以及應對方法。

關鍵詞：整流柜；均流；磁環

中圖分類號：B222.9 文獻標識碼：A

1 概述

隨著同步發電機交流勵磁機和靜止整流勵磁系統的普遍應用，大功率硅整流元件，不斷的應用到許多的生產活動中。為了切實提升體系的安穩特性，提升電源總體性能，通常是按照多橋、柜等的方式來進行活動，此時必然會發生全新的問題，即每個橋和柜間面臨的均流現象。相關材料規定：“功率整流裝置的均流系數一般不小于0.85”，而用戶往往提出均流系數不小于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行整合。不過結合當今的具體形式，采用此類措施并無法確保其符合行業和使用人的具體規定，因此，針對這種形式，適時地出現了一項性能比較優越的均流磁環模式，在某核電公司310MW汽輪發電機的勵磁整流柜上創造了均流系數高達0.9958的好成績。

2 活動機理

通過分析，發現導致均流不是很有效地具體要素在于以下的幾點，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象。某核電公司1#機組（310MW）的勵磁整流柜布置如圖1所示。

通過圖示，我們發現，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，均流系數為0.76-0.79 ，無法符合規定。

圖1 某l#機勵磁整流柜布置圖

通過上圖的描敘，我們發現具有最高的阻抗的是三號設備，它沒有磁環裝置，而前兩個設備都添加了磁環。通常為合理的提升回路，常常將磁環設置為可分的，這樣做的意義有兩點，首先是非常的便于拆裝，七尺是它的中心有能夠調節的氣隙，能夠經由對其高低的更改來對電感量進行設置，進而實現均流意義。

3 關于磁環設置的要素

3.1 運作狀態

從2001年開始，高性能均流磁環已經應用在各地的火電廠、水電廠及某核電站等300MW、200MW及以下發電機的70多臺勵磁整流柜上，均流系數高達O.95以上，在開展運作的時候，沒有不合理的現象出現，狀態非常優秀。

3.2 一次意外故障

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

3.3 針對不利現象的探索

要仔細分析外殼出現的不利的磁環，如果其已經出現熔化現象，并且關鍵地方是在氣隙周圍，同時和氣隙距離較遠的區域沒有出現這種不利現象。所以通過研究，我們得出，之所以出現發熱現象，關鍵并非是在于鐵心部位，關鍵是在于墊片。此時使用的是薄銅板，主要是由于其具有非常顯著的強性特征，而且其尺寸樣式也很多，同時還不是磁性的，當進行出廠測試的時候，并沒有出現升溫現象，不過它在遇到非常強烈的磁場的時候，會出現比較距離的渦流，進而導致升溫，此時熱會進行傳導，導致鐵心的氣溫變高，進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 試驗說明

試驗應模擬上述某發電機投運前2#整流柜溫升試驗的工況。電流可以達到當時的值，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，頻率為現場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，因磁環窗口較小，容不下大截面的銅排，最后銅排會異常發熱影響試驗結果。所以決定減小氣隙。上述溫升試驗時錯整流柜均流磁環氣隙為3mm。根據磁路計算的結果，B=0.519T。 這樣來做超等效模擬試驗。試驗電路如圖2所示。

圖2試驗電路圖

調節調壓器的輸出電壓，使通過磁環的電流為2000A（交流有效值），而且確保穩定。

3.4.2 絕緣墊片試驗

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

3.4.2.2 氣隙0mm。環境溫度2l℃，通電流2000A，時間60min。持續一個小時，具體的結局和上面的是相等的。

3.4.3 銅墊片試驗。氣隙lmm，環境溫度26。C，通電流2000A，用點溫計每隔0.5min測一次銅墊片及鐵心溫度。

3.4.4 試驗結論。上面講述的兩個測試活動，除了它們使用的墊片的材質不相同以外，別的方面大部分都是一樣的，不過發熱狀態有一定的區分。如果用絕緣的墊片的話，通常是不會產生熱量的，表面溫度40℃是由于窗口內銅排溫度120℃烤的。但是使用墊片材料的時候，當接通電源之后的六分鐘內，它的外殼出現了形變現象，會有氣味等出現。而當二十分鐘之后，會出現一些縫隙以及形狀上的變化等。通過分析，發現發熱原因是由于墊片，上述的理論是合理的。

3.5 運作模式

2006年7月15日，一個核電機構的一號設備在進行完二次大修之前的時候，把勵磁整流柜的均流磁環裝復，僅把氣隙調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，整流柜裝均流磁環，氣隙較大；1#整流柜裝均流磁環，氣隙較小。通過合理的調節之后，最后三臺整流柜直流側電流均流系數達到0.9958。

相同的，使用第二臺設備進行溫升活動，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，風機開。經過了一個小時之后，不會出現溫升現象，磁環的外在氣溫和室內的溫度很相似。

結語

通過非常多的設備的長期的實踐經驗，除此之外，還有平時接觸到的各種不良現象，我們發現，研究得到的性能非常有效地均流磁環具有著非常優秀的均流性能，非常的便于進行調節，從外在上看，比較的方便裝載，而且不會占用很大的規模，同時不會耗費過多的功效，而且聲音能夠有效控制，其便于使用。

參考文獻

[1]許實章.電機學[M].機械工業出版社，1981.