電廠電氣總起動(dòng)試驗(yàn)中勵(lì)磁系統(tǒng)相關(guān)問(wèn)題探討

許軍科

（白城發(fā)電公司，吉林 白城 137000）

1 引言

在電廠電氣的發(fā)電機(jī)中，為同步發(fā)電機(jī)供應(yīng)勵(lì)磁電流的相關(guān)電源與其他附屬的設(shè)施都被統(tǒng)稱(chēng)為勵(lì)磁系統(tǒng)，通常都是由兩部分組成，分別是勵(lì)磁的功率單元與勵(lì)磁的調(diào)節(jié)器。在發(fā)電機(jī)中最為關(guān)鍵的組成部分就是勵(lì)磁系統(tǒng)，不僅能夠?qū)Πl(fā)電機(jī)的運(yùn)作造成影響，甚至?xí)?duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成影響。而在電廠電氣的總起動(dòng)試驗(yàn)中，針對(duì)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)的短路現(xiàn)象、空載等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，都需要?jiǎng)?lì)磁系統(tǒng)的相互配合，因此，在電廠電氣的總起動(dòng)試驗(yàn)中勵(lì)磁系統(tǒng)可以說(shuō)起到?jīng)Q定性的作用。

2 勵(lì)磁變壓器的概述

如今在電廠電氣所展開(kāi)的總起動(dòng)的相關(guān)試驗(yàn)時(shí)，大約有90%以上的為自并勵(lì)磁系統(tǒng)，而在自并勵(lì)磁系統(tǒng)中最為核心的一部分就是勵(lì)磁變壓器，主要指的就是為發(fā)電機(jī)中的勵(lì)磁系統(tǒng)供應(yīng)三相交流的電源裝置，在電廠電氣的總起動(dòng)試驗(yàn)中，是為發(fā)電機(jī)的短路與空載等試驗(yàn)中的勵(lì)磁系統(tǒng)供應(yīng)勵(lì)磁電流。但是在實(shí)際展開(kāi)試驗(yàn)的過(guò)程中，因?yàn)樵趧?lì)磁變壓器連接到發(fā)電機(jī)出口部位時(shí)，出口的實(shí)際電壓無(wú)法達(dá)到總起動(dòng)試驗(yàn)的相關(guān)要求，所以就需要在出口部位連接外接的臨時(shí)電源，在一般情況下都是采用高壓廠中所使用的電源[1]，而這種連接需要在總起動(dòng)試驗(yàn)的準(zhǔn)備階段注意以下幾方面。

2.1 臨時(shí)電纜的主要規(guī)格

在準(zhǔn)備展開(kāi)電廠電氣的總起動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，由于自并勵(lì)磁系統(tǒng)需要接入其他電源，所以就需要在展開(kāi)試驗(yàn)之前，在高壓廠中引入一段電源連接到勵(lì)磁變壓器的高壓側(cè)，在挑選連接到勵(lì)磁變壓器中的臨時(shí)電源時(shí)最為關(guān)鍵的原則就在于，臨時(shí)電纜是否能夠滿(mǎn)足總起動(dòng)試驗(yàn)中發(fā)電機(jī)的短路、空載等試驗(yàn)中，勵(lì)磁系統(tǒng)所需要的實(shí)際電流。為了確保臨時(shí)電纜能夠達(dá)到所需要求，在電壓已經(jīng)明確知曉時(shí)，總起動(dòng)試驗(yàn)中發(fā)電機(jī)的短路與空載就能夠決定勵(lì)磁電流的實(shí)際大小，也能夠從中反映出連接勵(lì)磁變壓器高壓側(cè)的臨時(shí)電纜所需要的實(shí)際電流。除此之外，在總起動(dòng)試驗(yàn)中一定要注意集電環(huán)和電刷之間所產(chǎn)生的接觸壓降，因?yàn)樾码娝⑺a(chǎn)生的接觸壓降會(huì)比較小，電刷的磨損程度越大所產(chǎn)生的接觸壓降會(huì)就增加，所以在對(duì)其展開(kāi)計(jì)算時(shí)一般都是定位為5V，為臨時(shí)電纜的規(guī)格留出一定余量。

2.2 勵(lì)磁變壓器的分接頭

在勵(lì)磁變壓器上連接上滿(mǎn)足實(shí)際要求的臨時(shí)電源后，在總起動(dòng)試驗(yàn)中展開(kāi)短路試驗(yàn)時(shí)，將勵(lì)磁電流增加到可控硅最小的觸發(fā)角時(shí)，在發(fā)電機(jī)中的定子電流如果還是無(wú)法達(dá)到額定的定子電流，那么這次試驗(yàn)的信息數(shù)據(jù)就無(wú)法滿(mǎn)足措施的實(shí)際要求。針對(duì)這一問(wèn)題就需要在接入臨時(shí)電纜之前考慮，通過(guò)對(duì)勵(lì)磁變壓器的二次側(cè)電壓展開(kāi)計(jì)算，就能夠得知控規(guī)的電壓能否符合發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)的實(shí)際要求，如果無(wú)法達(dá)到總起動(dòng)試驗(yàn)的實(shí)際要求時(shí)，就需要根據(jù)勵(lì)磁變壓器的使用說(shuō)明來(lái)展開(kāi)適當(dāng)調(diào)整，從而使勵(lì)磁變壓器二次的側(cè)電壓，能夠達(dá)到發(fā)電機(jī)的短路試驗(yàn)中所需的實(shí)際電流。

3 電廠電氣總起動(dòng)試驗(yàn)中勵(lì)磁系統(tǒng)的詳細(xì)分析

3.1 勵(lì)磁發(fā)變組的短路試驗(yàn)

3.1.1 發(fā)變組的短路特性試驗(yàn)

在針對(duì)發(fā)變組的短路特性展開(kāi)試驗(yàn)工作的過(guò)程中，需要準(zhǔn)確定位一個(gè)短路的位置，確保可以充分滿(mǎn)足發(fā)電機(jī)定子額定的短路電流，還需要送上勵(lì)磁變臨時(shí)電源，并逐漸增加勵(lì)磁。當(dāng)定子電流增加至定額時(shí)，需要將勵(lì)磁的電流減至0，同時(shí)還需要監(jiān)測(cè)定子電流與勵(lì)磁電流，確保定子電流不會(huì)超過(guò)規(guī)定的額定值，而且還需要將勵(lì)磁電流控制在0.8 Ufn以?xún)?nèi)。通常情況下短路曲線屬于線性曲線，在展開(kāi)短路試驗(yàn)的過(guò)程中，可以根據(jù)短路曲線的上升過(guò)程與下降過(guò)程記錄7～10個(gè)點(diǎn)的模擬量。

3.1.2 檢查系統(tǒng)電壓的回路

在展開(kāi)勵(lì)磁發(fā)變組的短路試驗(yàn)時(shí)，短路點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)在主變高壓側(cè)中，而發(fā)電機(jī)的極端電壓會(huì)因主變壓器的短路阻抗隨定子電流的增加而上升，所以通過(guò)電壓回路的監(jiān)測(cè)工作就可以得知出現(xiàn)電壓回路的危險(xiǎn)點(diǎn)。以便通過(guò)電壓回路的檢查工作來(lái)消除電壓回路中的危險(xiǎn)點(diǎn)，最終可以有效降低試驗(yàn)人員與試驗(yàn)設(shè)備出現(xiàn)損壞的情況，而且在檢查系統(tǒng)電壓回路的過(guò)程中可以全面參考其他發(fā)電廠的短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以便可以在豐富自身的經(jīng)驗(yàn)，如表1所示：

表1 某地大型電廠的短路數(shù)據(jù)

通過(guò)表1可以得知，目前新建機(jī)組的主變短路阻抗多數(shù)會(huì)處在13%～20%之間，所以在展開(kāi)勵(lì)磁發(fā)變組電路實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，可以充分根據(jù)定子電壓幅值來(lái)滿(mǎn)足電壓回路的檢查要求，以便可以盡快找出短路點(diǎn)的位置，從而在試驗(yàn)的過(guò)程中尋找出短路點(diǎn)并有效清除短路點(diǎn)，為試驗(yàn)人員的生命財(cái)產(chǎn)安全與試驗(yàn)的順利開(kāi)展提供良好的基礎(chǔ)保障[2]。

3.2 發(fā)變組空載的試驗(yàn)

通常情況下當(dāng)發(fā)電子的定子電壓達(dá)到或超過(guò)1.3Ugn時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致電壓器出現(xiàn)過(guò)高激磁。為了可以有效解決這一問(wèn)題，就需要發(fā)變組空載試驗(yàn)將發(fā)電機(jī)定子電壓上升至1.05Ugn。當(dāng)整體條件具備展開(kāi)空載試驗(yàn)時(shí)，就可以通過(guò)逐漸增加勵(lì)磁的方式將定子電壓上升至1.05Ugn，待定子電壓上升至該標(biāo)準(zhǔn)時(shí)就可以將勵(lì)磁電流減至0，而后需要對(duì)定子電壓與勵(lì)磁電流展開(kāi)監(jiān)測(cè)，確保定子電壓與勵(lì)磁電流不會(huì)超過(guò)1.05Ugn與0.4Ufn。通過(guò)傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)特性曲線可以得知，當(dāng)定子電壓不超過(guò)0.75Ugn時(shí)即為線性關(guān)系，在這一情況下定子電壓可以上升至飽和曲線。在記錄空載特性曲線與飽和曲線的模擬量時(shí)，需要分別針對(duì)不同電壓而展開(kāi)記錄，例如，當(dāng)定子電壓在0.75Ugn以下時(shí)可以記錄約5～9個(gè)點(diǎn)；當(dāng)定子電壓在0.75Ugn～1.05Ugn之間時(shí)，可以記錄約7～9個(gè)點(diǎn)。

3.3 勵(lì)磁系統(tǒng)的空載試驗(yàn)

發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)在整體電力系統(tǒng)中占據(jù)著極為重要的位置，其不僅對(duì)電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性與動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性有著較大的影響，同時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性也會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響。所以在展開(kāi)勵(lì)磁系統(tǒng)的空載試驗(yàn)時(shí)，就需要選擇不同的方式，以便確保試驗(yàn)的有效性與結(jié)果的準(zhǔn)確性。對(duì)于不同的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、勵(lì)磁方式而言，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也會(huì)有所不同，以Unitrol5000為例，勵(lì)磁方式則為自并勵(lì)磁方式，其實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要包括：手動(dòng)方式起勵(lì)升壓；手動(dòng)方式3%的階躍試驗(yàn)；手動(dòng)方式轉(zhuǎn)變滅磁；自動(dòng)方式起勵(lì)升壓；自動(dòng)方式10%階躍試驗(yàn)有效調(diào)整PID參考數(shù)據(jù)；手動(dòng)方式切換勵(lì)磁方式；自動(dòng)方式跳滅磁開(kāi)火滅磁；ECC階躍試驗(yàn)；V/Hz限制器試驗(yàn)；PT斷線試驗(yàn)；手自動(dòng)方式切換實(shí)驗(yàn)方式；自動(dòng)通道切換方式；整流柜的均流試驗(yàn)。通過(guò)上述可以得知自動(dòng)與手動(dòng)這兩個(gè)渠道都可以展開(kāi)項(xiàng)目試驗(yàn)，同時(shí)還可以通過(guò)較為準(zhǔn)確的方式來(lái)提高勵(lì)磁系統(tǒng)空載試驗(yàn)的準(zhǔn)確性與有效性[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，由于勵(lì)磁系統(tǒng)在電廠電氣的總起動(dòng)試驗(yàn)中的重要性，所以在展開(kāi)電廠電氣的總起動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，一定要針對(duì)其中勵(lì)磁系統(tǒng)的相關(guān)問(wèn)題展開(kāi)深入分析與研究，并通過(guò)試驗(yàn)中發(fā)電機(jī)的短路、空載等相關(guān)內(nèi)容，闡明勵(lì)磁系統(tǒng)在其中的相關(guān)事項(xiàng)與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，從而為電廠電氣的總起動(dòng)試驗(yàn)的成功率起到一定的保障作用。