第PAGE\*MERGEFORMAT#页100KW水轮发电机励磁装置改造一、问题的提出相复励和电抗分流发电机都是早期生产的发电机。这类发电机的励磁调节功能比较差，设备也笨重而复杂，附有电抗器、电容器、整流二极管、大功率变阻器等。由于多年应用，许多附属设备都已老化、生绣，电抗器的空气间隙也很难调节，变阻器也接触不良或损坏，因而故障很多，造成励磁电流调节困难，达不到额定励磁电流值，功率因数达不到滞后0.8的要求，有的甚至不能调节，使无功功率发得很少，有功功率发不足，电站的经济效益受到严重影响。有的电站为了避免电力部门对少发无功的罚款，只得在升压变压器高压侧加装一组无功补偿电容器。这样一来，不但增加了投资和维护的工作量，还可能使原来已偏高的电网电压再次升高，从而威胁发电机的运行。有的电站采用数台排风扇对着发电机、电抗器吹风以降温，否则发电机将过热而无法运行。有的电站改用笨重的三相调压器手动调节励磁。但由于许多小电站，尤其是末端电站，线路长且导线较细，电网电压波动大而频繁，值班人员需频繁调节励磁，工作量很大，且效果不理想。08年3月份，本公司接到英德红桥水电站一台型号为SF100-8/330电抗分流发电机组，额定电压为400V,励磁电压为83V,电流为43A,因转子发热而烧坏转子线圈，必须进行大修。平时励磁电流调节困难，达不到额定励磁电流值,功率因数达不到滞后0.8的要求,使无功功率发得很少,有功功率发不足,电站的经济效益受到严重影响。因此,应电站的要求,我们对原电抗分流励磁装置改造成晶闸管励磁装置的
方案
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,解决了无功功率难调的问题。二、改造的及理论途经依据（一）改造的方法首先把发电机上的电抗器、整流二极管、大功率变阻器等不用的电器拆除，重新放入励磁回路的两根线并引至新更换的自动励磁屏。新更换的自动励磁屏晶闸管励磁装置。经过调节器调节晶闸管输出电流加入励磁绕组，达到控制励磁电流的作用。（二）电路的基本工作原理发电机在水轮机的带动下，铁芯中留有有剩磁，使机端输出3~6V的残压。当按下起动按钮SB时，残压经5VD整流后加入转子线圈，然后定子建立电压。三相整流变压器与机端相连，三相半控桥式整流电源取自发电机机端三相整流变压器，改变三相移相触发电路的移相角，使半控晶闸管输出一直流电源供给转子。发电机正常运行时，调节自动放大电路的2RP使移相触发器得到不同的触发波形，去控制晶闸管输出电流的大小，便可改变供给发电机的励磁电流的大小，使无功功率可任意调节。整个控制是由调节器来完成的。调节器包括一次检测、调差、自动放大、电压调节和移相触发等单元。它的作用是根据机端电压的变化，自动调节晶闸管的导通角，从而自动调节励磁的大小。在发电机单机运行时，维持机端电压不变；在发电机并联运行时，能自动调节发电机输出的无功电流，并可改变调差量。（三）励磁装置线路装置的组成1．晶闸管三相半控桥式整流电路2．三相整流变压器3．励磁调节器（由检测放大、移相触发及调差等电路组成）4．操作控制三、电路的设计（一）主电路设计主电路采用三相半控桥式整流电路。接于发电机端的三相整流变压器的次级电压加于由二极管1VCH3VD和晶闸管IV〜3V等组成的三相半控桥式整流电路上。每相晶闸管分别由各自的移相触发导通，这3个触发器产生的脉冲在时间上依次相隔120°电角度。晶闸管导通角的大小，决定整定输出电压平均值的大小。在三相可控整流电路中，控制角a起点规定为各相的自然换向点，三相电压波形交点的1、3、5处。当a=0°时，A、B、C三相触发脉冲各在所对应的自然换向点1、3、5处时时刻发出，例如在t0时刻A相1V的控制极加触发脉冲，使1V导通与2VD形成通路，经60°电压交点2后C相电位低于B相电位，所以3V导通，3VD则由于承受反向电压而关断，3VD换流至3V输出电压按eac变化，再经60°在电压交点3时刻，B相2V的控制极出现触发脉冲ug2使2V导通，此时eb>ea,1V因承受反向电压被迫关闭，即1V导通了120。换流给2V，输出电压按ebc变化，以后在电压交点4、5、6点处换流，重复上述的过程。上面的讨论是假定负载为纯电阻的情况，因此，当a大60时，输出电压波形出现了上连续，即当晶闸管由于正向电压为零而自然关断时，导通电流也就为零。但当负载为电感性且电感量很大以及供电电压降为零时，输出电流的瞬时值不为零，因电感的反电动势L方向，力图阻止电流减小，若电减产生的电动势足够大时，就由刻感应电动势经二极管和当时导通的晶闸管释放电感的磁能，导致刻晶闸管不能关断。t4〜t5时段内，1V经负载和3VD导通，在t5点1V应关断，但由于反电势足够大，经3VD1V导通释放磁能，1V不能关断，直到下一个晶闸管触发导通为止，这种现象称为失控。这时，得不到原有的输出电压波形，使整流输出电压值降低。为了防止失控现象的发生，在电感性负载两端并接一反向续流二极管4VD,在晶闸管电压过零关断时，电感两端的反电动势经续流二极管形成电流回路，由于续流二极管两端电压甚低，接近于零，从而保证晶闸管能可靠关断，显然续流二极管应选择正向压降小的，以确保晶闸管的可靠关断。并接于组件阳一阴极的阻容组件1R〜6R、1C〜6C,以及并接于直流侧的RL，形成组件的过压保护；快熔1FU〜6FU形成组件的过流保护。1、励磁装置晶闸管元器件选择1）、晶闸管的基本参数晶闸管又称可控硅，发电机励磁装置中所使用的是单向晶闸管。2）、选择励磁装置中晶闸管的参数晶闸管的参数很多，选择发电机励磁装置中的晶闸管时主要考虑以下参数：（1）、额定电流（通态平均电流）It。额定电流It应考虑发电机强励，通常取桥臂平均电流的3~5倍。小水电站多数处于偏僻的山区，离大城市较远，交通不便，一旦晶闸管损坏，购买及更换都会造成电站很多的经济损失，因此选择晶闸管的额定电流和额定电压时都要有足够的余裕。对于三相半控桥式晶闸管励磁，根据作者的经验，可参照
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3选取。表3三相半控桥式晶闸管额定电流的选择（2）额定电压（断态不重复峰值电压）UDSM额定电压应考虑电压裕度、过电压冲击系数和电源电压升高系数，通常取3~4倍桥臂反向工作电压的最大瞬时值。由于发电机励磁绕组的额定电压一般都不超过100V（通常为十几伏），考虑雷击、操作过电压及非同期并网操作过电压等可能因素，而晶闸管的耐压性能极差，因此晶闸管的额定电压应选取1000V及以上。2．励磁装置中整流二极管的选择希望以上资料对你有所帮助，附励志名言3条：：1、世事忙忙如水流，休将名利挂心头。粗茶淡饭随缘过，富贵荣华莫强求。2、“我欲”是贫穷的标志。事能常足，心常惬，人到无求品自高。3、人生至恶是善谈人过；人生至愚恶闻己过。
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