施乃川，許其質(zhì)，萬 興

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均流系數(shù)是勵磁系統(tǒng)的一項重要指標(biāo)，DL/T 843—2010《大型汽輪發(fā)電機勵磁系統(tǒng)技術(shù)條件》中規(guī)定：6.4.6 功率整流裝置的均流系數(shù)一般不小于0.9（汽輪機）。

根據(jù)DL/T 583—2006《大中型水輪發(fā)電機靜止整流勵磁系統(tǒng)及裝置技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)中均流系數(shù)KI計算公式：

Imax——并聯(lián)支路中的電流最大值。

電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定當(dāng)并聯(lián)運行整流支路中，有1條支路退出運行時，應(yīng)能N-1條支路仍能滿足2倍強勵，如均流系數(shù)較低時，勵磁系統(tǒng)退出1條支路后，若此時出現(xiàn)強勵，可能會導(dǎo)致某一條支路出力超出該支路的極限，整流裝置極易過流損壞，進(jìn)而影響電廠的安全可靠運行，因此均流問題現(xiàn)在越來越受到電廠人員的重視。

表1記錄了某水電廠勵磁設(shè)備的均流數(shù)據(jù)。

由DL/T 583-2006標(biāo)準(zhǔn)中均流系數(shù)KI計算公式中可以看出，影響均流系數(shù)大小的關(guān)鍵因素在于并聯(lián)支路中輸出電流最大的那條支路電流Imax。從表1中可以看出電流最大的是FLZ1。如果采用傳統(tǒng)的均流解決方法，如：調(diào)換晶閘管排列次序、交流母排重新設(shè)計、更換一次設(shè)備，這些方法不但耗時長、實施難度大而且成本較高。最主要的問題是這些措施不能保證一次解決均流問題。針對此類因為投運時間長導(dǎo)致的均流系數(shù)逐漸變差或者均流系數(shù)不能滿足當(dāng)前國標(biāo)要求的勵磁系統(tǒng)，本文提供了一種實施容易、立竿見影的解決方法，即脈沖移相觸發(fā)技術(shù)。

表1 某水電廠勵磁設(shè)備均流數(shù)據(jù)Tab.1 Current sharing data

晶閘管觸發(fā)脈沖在調(diào)節(jié)器產(chǎn)生后，經(jīng)電氣連接送至各個功率柜，基本能夠滿足各個并聯(lián)橋臂晶閘管觸發(fā)一致性的要求。只需要將出力電流偏大的功率柜的晶閘管觸發(fā)脈沖角度進(jìn)行滯后操作，即可降低該功率柜的出力電流，從而提高均流系數(shù)。脈沖移相觸發(fā)板采用的是撥碼開關(guān)搭配電阻和電容，通過撥碼開關(guān)改變觸發(fā)脈沖滯后角度。

其中，key-A、B、C、D為一四撥碼開關(guān)。改變key-B、C、D組合可以調(diào)整比較器反相輸入端的參考電壓。改變key-A可以調(diào)整RC回路參數(shù)，從而調(diào)節(jié)比較器同相輸入端電壓，最終達(dá)到延遲觸發(fā)脈沖的效果。圖1為移相功能仿真電路。

圖1 移相功能仿真電路Fig.1 Simulation circuit diagram

圖2 單脈沖設(shè)置Fig.2 Signal generator setting

通過Multisim軟件仿真，如圖2所示信號發(fā)生器產(chǎn)生一個頻率為50Hz，占空比為6%，峰值為24V的單脈沖。仿真結(jié)果見圖3。

圖3 移相前后仿真結(jié)果Fig.3 Simulation results （orange is before phase shift and blue is after phase shift）

如圖3所示，橙色波形為信號發(fā)生器輸出脈沖，藍(lán)色波形為經(jīng)過移相回路輸出的脈沖，可見脈沖產(chǎn)生了明顯的滯后。實際板件檢測波形見圖4。

圖4為最大移相角度為100μs（約為1.98°），與仿真結(jié)果相近。

在本文開頭得出影響均流系數(shù)大小的關(guān)鍵因素在于并聯(lián)支路中輸出電流最大的那條支路電流Imax。通過移相技術(shù)可以很好地降低Imax，使之相比其他支路不會過大。仍以上文某水電廠為例：

現(xiàn)考慮將1號功率柜由原來的756A降到650A，假設(shè)2/3/4號功率柜之間遵循比例分配原則，那么1號功率柜減少的100A由2/3/4號功率柜分擔(dān)，則改用脈沖移相觸發(fā)板前2/3/4號功率柜之間出力電流百分比，見表2。

表2 2/3/4號功率柜出力百分比Tab.2 2/3/4號 Power cabinet output current percentage

圖4 實際移相效果檢測Fig.4 Actual detection waveform （orange is before phase shift，purple is after phase shift）

經(jīng)過移相，理論均流系數(shù)見表3。

表3 理論均流系數(shù)計算Tab.3 Theoretical current sharing calculation

經(jīng)過分析，將2號機勵磁1號功率柜脈沖觸發(fā)板更換為移相1°的脈沖移相觸發(fā)板后，自并勵空載額定測得電流值見表4，改用脈沖移相板后2/3/4號功率柜之間出力百分比見表5。

表4 實際均流系數(shù)計算Tab.4 Actual current sharing calculation

表5 2/3/4號功率柜實際輸出百分比Tab.5 2/3/4號 Power cabinet output current percentage

由表2和表5數(shù)據(jù)對比可以看出，之前對2/3/4號功率柜之間出力百分比的假設(shè)成立。即1號功率柜增減的出力電流在其他功率柜內(nèi)分配遵循比例分配規(guī)律。通過上述數(shù)據(jù)驗證了，脈沖移相觸發(fā)板在解決該類勵磁系統(tǒng)功率柜均流問題上，有著工作量小、操作方便、效果良好的優(yōu)點。