曾 畢 鵬，　黃 柏 華，　汪　潔

(武漢市陸水自動控制技術有限公司，湖北 武漢　430000)

同步發(fā)電機轉子倒送電試驗淺談

曾 畢 鵬，黃 柏 華，汪潔

(武漢市陸水自動控制技術有限公司，湖北 武漢430000)

摘要：用可控硅靜止式勵磁裝置給發(fā)電機轉子倒送電，可以有效檢測可控硅是否同步以及烘烤發(fā)電機等試驗，但是在試驗中往往出現(xiàn)難以啟動和突變的問題。因此，在勵磁裝置輸出端并接一引導電阻以確?？煽毓鑼ㄋ枰淖畹途S持電流，以幫助整流橋面對發(fā)電機大電感轉子的良好通流。

關鍵詞：勵磁系統(tǒng)；倒送電實踐；方法；建議

0引言

顧名思義，“倒送電”就是反送電過程送電；電廠送電是將電廠發(fā)出的電向系統(tǒng)送電，“倒送電”就是從系統(tǒng)向電廠送電。

出現(xiàn)“倒送電”的過程和意義，主要是基于下面三個原因，一個是電廠基建過程中，需要臨時電源，有時這個電源會需要的很大，特別是在建設的后期，在建廠時修建的臨時電源會不夠用，就會從系統(tǒng)通過送電線路將電倒送過來，通過電廠的T0變壓器進行供電；二是在電廠發(fā)電并網(wǎng)的時候，也需要將系統(tǒng)的電先倒送過來，然后調整發(fā)電機的勵磁，使之與系統(tǒng)“同步”，然后并網(wǎng)發(fā)電；同時在電廠發(fā)電之前，需要將電廠的輔助設備先運轉起來，由于此時發(fā)電機還未發(fā)電，不能提供電源，這個電源就只能通過系統(tǒng)“倒送電”來完成；三是在電廠檢修的時候，也處于不發(fā)電的時候，同樣需要用“倒送電”的方式，解決電廠檢修電源的問題。本文討論的是第二種情況——“同步”倒送電。

1勵磁系統(tǒng)的倒送電

對于三相全控橋式可控硅勵磁系統(tǒng)，倒送電開環(huán)試驗尤為關鍵，必須從勵磁電壓、電流的最小值開始逐步增加到額定值以檢驗勵磁系統(tǒng)的工作狀態(tài)。水輪發(fā)電機在靜止狀態(tài)時，當解開發(fā)電機出口處的接線，合上主開關斷路器使勵磁系統(tǒng)的PT、勵磁變壓器等均帶電時，我們稱之為勵磁系統(tǒng)的倒送電。這種試驗首先是解開勵磁裝置滅磁開關上的轉子線，然后在滅磁開關上并接上一燈泡或電爐這一純電阻的假負載。如圖1：

圖1

系統(tǒng)倒送電來后，在勵磁裝置調節(jié)器上增大導通角，就能明顯的看到輸出電壓和電流能從零開始平滑的往上升高，并能上下調節(jié)(負載太小時，看不到電流的變化)，這時可確定勵磁系統(tǒng)的基本功能應該是沒有什么問題了。接下來第二步就是解除假負載，接上真負載轉子試驗。如圖2：

圖2

2勵磁系統(tǒng)倒送電實踐

2.1發(fā)電機勵磁開環(huán)試驗

按照通常的步驟做試驗，當導通角較小時，即整流區(qū)小于逆變區(qū)時，經?；蚨嗷蛏俚乜吹絼畲烹妷罕碇羔樂雌Ｂ龃髮ń堑絼畲烹妷罕頌榱銜r，再繼續(xù)增大導通角，這時導通角已使橋整流區(qū)超過了逆變區(qū)，但往往看不到勵磁電壓表和勵磁電流表的啟動上升。繼續(xù)朝極限區(qū)增大導通角，勵磁電壓和勵磁電流突然雪崩式的上升。這時人工的快速減磁都來不及把過高的電壓、電流壓下來，雖然逐漸能減下來，但在短時間內給設備造成很大的沖擊和過載。這不是發(fā)電機勵磁開環(huán)試驗理論設想的結果。但這樣的情況在機組首次啟動時卻時常出現(xiàn)。也使現(xiàn)場試驗人員感到疑惑。

筆者曾就在四川某電站維修勵磁的過程中就遇到這一問題。一號機組基本參數(shù)為：機組容量P=1 100 kW，機端電壓UF=10.5 kV，額定勵磁電壓UL=147 V，額定勵磁電流IL=342 A。使用的是模擬型可控硅全控整流橋多調節(jié)板勵磁裝置，維修完脈沖板后，為了全面檢查勵磁系統(tǒng)的功能，業(yè)主提出做倒送電檢查，首先帶一1 000 kW的電爐，手動旋轉電位器慢慢增大，看見勵磁電壓表從0緩緩增加到260 V，減小電位器又能降到零，取下電爐接上轉子，增大電位器看見可控硅控制角表指針從0都快到最大，勵磁電壓、電流表還是0 ，再往增大方向旋轉，勵磁電壓、電流值突然直往上升，手動迅速旋轉控制電位器到最小，勵磁電壓、電流才降到零，當時，在場人員非常緊張。

筆者現(xiàn)場反復琢磨帶假負載和帶真負載的區(qū)別，重新將上一步帶過的電爐也并接入轉子兩端做試驗，這時的勵磁電壓、電流就能隨著控制電位器的旋轉從0到額定之間平滑的變化，實現(xiàn)了全面檢查勵磁系統(tǒng)的功能并安全倒送電。

2.2倒送電的方法

加入適當?shù)木€性負載全方位檢查勵磁系統(tǒng)安全倒送電的方法，能有效地控制電流的突變，在實際的電站安裝、調試中得到了肯定。2013年，在湖北某電站，采用微機型勵磁裝置。在啟動前，業(yè)主要求做1#機勵磁系統(tǒng)的倒送電試驗，機組參數(shù)為P=16.67 MW，額定勵磁電流IL=850 A，額定勵磁電壓UL=160 V。在帶轉子負載升流時就遇到了導通角不斷增加，可勵磁電壓和勵磁電流就是不能從0開始啟動逐漸升起，當導通角增大到一定時，轉子突然升流到較大(強勵)，此時再將較高的開環(huán)勵磁電流降下來要有個時間過程。這種現(xiàn)象不符合業(yè)主要求從零起升流以便檢查勵磁系統(tǒng)的要求。當時現(xiàn)場調試人員，百思不解，設計人員和總工研究，都認為是勵磁系統(tǒng)的接線、極性、軟件有問題，圍繞這些可疑問題檢查了一天，結果沒發(fā)現(xiàn)異常。在得知此情況，筆者提出在轉子上并一個1 000 W電爐，結果問題立即解決。勵磁電流隨著導通角的增加，勵磁電流能很好地從零平滑的增加到額定。使試驗順利進行。

3實現(xiàn)安全倒送電的原因及建議

全面檢查勵磁系統(tǒng)的功能并實現(xiàn)安全倒送電，究其原因，是因為發(fā)電機轉子是一個的感性負載，可控硅整流橋在開始整流狀態(tài)下要給轉子通電流，而感性負載是阻止電流突變的，哪怕在較小的可控硅維持電流的沖擊下，這個電流也會造成轉子很大的阻抗，因而可控硅不能導通。但當導通角增到越來越大甚至極限附近時，強大的整流電壓克服轉子的反電勢在突破很小的維持電流后，可控硅就會雪崩式導通。這種人工控制的開環(huán)試驗，沒有閉環(huán)電子控制的反應速度快，給設備的沖擊是有損害的。這里可能要提出了一個疑問，為什么勵磁系統(tǒng)在閉環(huán)建壓發(fā)電的啟動階段，沒有像倒送那樣的問題呢？這就是勵磁系統(tǒng)帶轉子的開環(huán)與閉環(huán)的不同，倒送就是開環(huán)，發(fā)電狀態(tài)下的勵磁建壓，是閉環(huán)狀態(tài)，當給定額定電壓建壓時，導通角首先是全打開的，所以一開始就高起始電壓、電流啟動，此時就不存在轉子起動不了電流的問題了，由于是閉環(huán)的給定電壓，隨著機端電壓的不斷接近給定，導通角也就迅速的往回關小到一個平衡點，實現(xiàn)發(fā)電機的快速建壓，這與倒送電人工來不及的手動回關導通角造成的沖擊是不同的。轉子電流、電壓的突變造成的尖峰過電壓對發(fā)電機轉子和勵磁系統(tǒng)均有害，務必避免。

當然并不是每臺發(fā)動機倒送電都會遇到上述情況。我們現(xiàn)在可以理解轉子內部并接了一純電阻RL，這個阻值的大小與不同的發(fā)電機容量和機型有關，也與轉子材質和加工工藝的不同而不同，只要外界電壓達到能使可控硅維持導通的最低電流(一般約200毫安左右)時轉子就能正常零起上升，所以有的發(fā)電機轉子的這一內部電阻較小，一開始就能驅動可控硅導通并使轉子電流能平滑地調節(jié)。有的內阻RL較大以致調節(jié)到高導通角、高電壓下轉子才突然導通突變。鑒于轉子的這種不確定性，電站常常又有倒送電的試驗要求，在勵磁整流輸出端并接一軟化轉子特性的引導電

阻，改善可控硅全控整流橋的導通，以便勵磁系統(tǒng)的穩(wěn)定和試驗，同時對勵磁的閉環(huán)建壓啟動也有一定的好處，特別對倒送電的試驗起到最好的效果，顯得尤為重要。因此，建議勵磁系統(tǒng)考慮這個外加引導電阻。為了保障可控硅整流橋一開始的維持電流，根據(jù)理論和經驗計算，此引導電阻Rs一般取100歐姆/100W左右參數(shù)即可，如圖3:

圖3

4結語

雖然勵磁系統(tǒng)在閉環(huán)建壓并網(wǎng)中沒有任何異常，但遇上帶轉子倒送電時就有可能出現(xiàn)突變的危險，在勵磁裝置輸出端并接一引導電阻以確?？煽毓鑼ㄋ枰淖畹途S持電流，以幫助整流橋面對發(fā)電機大電感轉子的良好通流。避免勵磁系統(tǒng)和發(fā)電機轉子不必要的突變尖峰過壓損害。

曾畢鵬(1964-)，男，廣東興寧人，大學學歷，工程師，現(xiàn)從事水電行業(yè)經營管理工作；

黃柏華(1968-)，男，湖北赤壁人，中專學歷，工程師，現(xiàn)從事水電站電氣二次維修及調試工作；

汪潔(1976-)，女，湖北武漢人，本科學歷，工程師，現(xiàn)從事水電行業(yè)技術管理工作.

(責任編輯：卓政昌)

收稿日期:2015-01-30

文章編號:1001-2184(2015)02-0109-02

文獻標識碼:B

中圖分類號:V233.3+22；U464.331+.1

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