可控硅励磁装置运行

一. 概述

同步发电机可控硅装置是一种励磁功率直接取自于发电机定子电压和电流，无须交直流励磁机的直接静止励磁装置。它可与几百至几千瓦的汽轮机、水轮机、柴油发电机配套、在大电网、孤立电网等各种电网条件下均能安全、可靠、持久的运行。即适于发电机、也适于调相机；可作新机组配套，也可作老机组技术改造之用。

二. 可控硅励磁装置的工作原理

KGLF11F可控硅励磁装置可分为励磁主回路和控制回路两部分。励磁主回路的工作原理如下：

整流变（ZB）将发电机出口端电压10KV降至---V作为发电机的励磁电流。三只可控硅（1Kz、2Kz、3长2）与三只二极管（1Z、2Z、3Z）组成三相桥式整流，将ZB次级的交流电变成直流电，经电刷引入发电机转子绕组，提供励磁电流。通过控制回路改变可控硅（1Kz、2Kz、3Kz）的导通角，就可以改变整流桥的输出电压（即发电机的励磁电压），从而改变发电机的感应电势（即发电机的空载电压）和接入系统运行时的出口电压。

控制回路分为调差、整流滤波、检测放大、移相触发、自动调节（手动调节）以及空励限制和过励限制几个部分：

调差单元：电压信号取自发电机出口端电压互感器YH。电流信号取自发电机出口端电流互感器1LH，经调差电阻1—10Ra，接入三相桥式整流电路，使整流桥的输出电压不但与发电机端电压成正比，而且与发电机输出的无功功率成正比。起到无功补偿器的作用。改变调差电阻的位置，就可以改变发电机的调差特性（即发电机端电压变化时，发电机无功的变化特性）调差率在10%范围内多可调。

整流单元：由7Db—12Db组成，7R与1C组成L型滤波，除掉杂波干扰。输入信号加到检测桥上与1W整定值相比较，得出差值信号，差值信号再经过放大监测限幅，输出至移相触发单元。

移相触发单元的作用就是根据差值信号的大小来调整可控硅触发脉冲的相差，当发电机电压升高或无功输出减少时，可控硅的触发后移使主励磁主回路的电压下降。反之当发电机电压降低时或无功输出增加时，可控硅触发脉冲前移使主励磁主回路的电压上升。当发电机电压下降到额定值的80%以下时，励磁装置能提供1.6倍励磁电流（倍称强行励磁）

发电机端电压随无功电流增加而增加称负调差。

发电机端电压随无功电流增加而减少称正调差。正调差不符合运行要求，所以正常我们采用负调差。调差率反映了调差的敏感程度。当调差率为0时表明不起作用，调差电阻最大，则调差率最大。

以上为自动方式，电压调节范围为70—115%额定电压。

除了自动方式以外，当调差检测放大发生故障时，可以使用手动方式。即电网信号经整流、整定、直接输入移相触发单元，此时先作手动设定目标值，但不会再自动调节，必须随电压和无功变化而不断调整，才能保证励磁稳定。

手动运行时调节器灵敏度很低，但电压调节范围很大40%—130%额定电压。

正常时应以自动方式运行，手动给定。电位器一般整定至空载励磁电流的1.1倍

处，以备切换。手动一自动相互切换按Uk的方式进行，以保持平衡防止波动。表计1V就是提供运行中监测和互切校正Uk用的。

起励电源：ZB提供发电机定子残压，另外接一路厂用电经QLB隔离降压，再经6Z半波整流提供励磁电流，确保可靠。

主回路中其它部分元件的作用：

4Z：续流二极管，为可控硅整流特有的，励磁绕组的磁空电转换提供通路。1—6RD：快速熔断器，起到保护整流元件的作用。

1—6R，1—6C：阻容保护，兼有降低电压上升率的作用，防止可控硅电压上升率高而误道通。

3J、4」：熔断器熔断报警信号继电器。

2RL：可控桥调试用负载，可在失步时降低转子电压。

8RL：氧化锌压敏电阻，起到后备过压保护的作用。

1CL、3RL、5RL、4KZ、2DL、1WYL、7RL、6RL｝：构成直流侧过电压保护，

保护整流元件。

FL：分流器，用于接发电机转子电流表。

VI：电机转子电压表。

LQ：发电机励磁线圈（转子绕组）。

MK：发电机灭磁开关，起到接通和断开励磁回路的作用，开断时经转子绕组的磁场能量提供释放的回路。

61LJ：电流继电器，失磁保护。

三. 可控硅励磁装置的主要技术指标和铭牌

1.自动电压调节范围70%—115%额定定子电压。手动电压调节范围40%—130%额定定子电压。

2.调差率在10%范围内分档可调。

3.当发电机负载从零到额定值、功率因数从0.7—1.0三相对称负载，频率偏差不大于5%时静态电压调整率不大于2%。

4.机端电压下降到80%额定时能提供1.6倍强励。

5.强励时，励磁电压达到顶值电压95%的时间不大于0.1秒。

6.铭牌：

四. 可控硅励磁装置的保护

1.过压保护：防止空载时相位错乱、误操作、可控硅失控等引起的过电压。信号取至电压互感器YH的次级，当发生过电压时继电器61YJ动作跳灭磁开关。

2.风机过载保护：自动空气开关过载跳闸。

3.快熔熔断保护：发出熔断信号。

4.失磁保护：当带负荷运行，低励限制失效，励磁电流降低至61LJ释放跳灭磁开关。

5.过励限制：过励限制单元是一个电流负反馈，信号取自YH的次级，同时测取可控桥回路电流。当可控桥电流增加时过励限制单元输出Ux增加。当Ux高于Uk时输入移相触发单元的控制电压Uk由Ux决定，最终使可控桥被限制。使之不超过额定输出电流的1.1倍。

6.强励控制：当电网短路故障或突加负荷时，电网电压突然降低，此时突然下降的机端信号分为两部分，一路送到检测放大，使Uk下降输出电压升高，另一路送到强励控制，经过单稳电路延时20秒±2秒以后恢复到过励限制状态。

7.低励限制：对最小励磁电流进行一定的限制，防止发电机失步。

五. 可控硅励磁装置的运行方式与切换

1.自动运行方式。依机端和给定电压的偏差自动快速的进行调整，维持机端电压一定，为使无功稳定和合理分配，采用了调差电路。

2.手动运行方式。它是带机端电压弱负反馈的运行方式，相当于恒定励磁运行，用于电网波动大，本机组无力改善场合，以及作“自动”回路故障时的备用。“自动”—“.手动“切换平稳、可靠、方便。

近控

1.1Kb打到“近控”位置。

2.确定2Kb的位置并打到“手动”位置。

3.查2Wb近控“手动”给定在0圈。

4.调整2Wb并励磁升压。

远控

1.1Kb打到“近控”位置。

2.确定KG的位置并打到“手动”。

3.查1WG“自动”给定为0圈，2WG“手动”给定为0圈。

4.调整2WG并励磁升压。

六. 可控硅励磁装置投运前的检查

1.

机组试验结束，正常。 2. 继电保护及操作系统正常。 3. 本装置试验位置检查正常。 4.

本装置内各开关按钮所处位置：

依需而定，自同期不投

合

依需而定（我厂未

投） 合

复原 合 合

试验整定值 运行 远控 截止 0圈 0圈

试验整定值 试验整定值 0圈 0圈

试验整定值 试验整定值

6. 送入交流厂用电。

七. 可控硅励磁装置投运步骤

1. 1DK 合上。

2. 灭磁开关合上。

3. 风机及保护开关合，2Ka 运行“

4. 1Kb “远控“（以上的位置在近控一般不宜多动）。

5. 将调压KG 由截止打到手动位置。

6. 手按发电机的远控起励按钮，起励至4KV 左右松手，再缓慢调整2WG

旋钮，逐渐使发电机升压至额定值。

7. 按准同期规定操作并网。

1DK 副边电压引入

2DK

二次短路 3DK

可控桥输出 61LP

自动起励 62LP

空载过压和失磁 63LP

FDL 联跳FMK 64LP

FMK 联切截止 61XJ

信号继电器 61ZK

合闸电源 ZK

风机保护开关 1Ka

调差 2Ka

试验－断－运行 1Kb

远控－近控 2Kb

自动－手动－截止 1Wb

近控＂自动＂给定 2Wb

近控＂手动＂给定 1KC

过励限制 1WC

强励倍数 KG

远控自动－手动－截止 1WG

远控＂自动＂给定 2WG

远控＂手动＂给定 1KH

低励＂-Q ＂ 2KH

低励"P ” 合分合

5.送入直流电源KM 、HM 、XM 。

八. 可控硅励磁装置运行中的检查与维护

1.电流是否超过允许值。

2.电压是否超过允许值。

3.装置内的元件是否过热，有无焦臭味。

4.附近是否清洁有无杂物。

九. 可控硅励磁装置停用步骤

正常停用：

1.与锅炉、汽机联系逐渐减少发电机有功、无功负荷到零，断开发电机出口111开关。

2.如在“手动“运行时，应左转2WG旋钮，打到零位。

3.分开灭磁开关。

4.将调压KG由手动打到截止位置。

紧急停用：

1.如发现励磁电流，不可以调或大幅度的情况，无法运行时应立即分掉灭磁开关拉开1DK闸刀投截止。

2.注意如发现“自动”“手动”不可以调也可以采用强行拉开灭磁开关的方法。

十.可控硅励磁装置常规故障及处理方法

1.缺相运行：

1.快熔熔断一相，一相可控硅触发不开或减少一相触发脉冲：

自并激线路应控制I L不超过70%I LH。

2.电压互感器YH一相熔丝熔断，切至手动运行：

自并激线路应控制I L不超过70%I LH。

3.整流变压器高压侧一相熔丝熔断：

自并激线路应控制I L不超过45%I LH。

4.整流变压器与电压互感器YH同一组高压熔丝，该熔丝一相熔断：

自并激线路应控制I L不超过47%I LH。

5.两相故障：

自并激线路应停机。

2.风机停机时运行：

考虑整流元件电流不超过其额定值25%

自并激线路：电流不超过限制值I Lmax。

3.处理方法

处理1：

移相触发插件有故障，使用备用插件。如果故障未排除，可能同步信号故障，先按缺相运行1处理，待停机后检查1—3B同步信号绕组及有关接插件。

处理2：

快熔熔断一相，按缺相运行1处理。测各快熔两端电压，有电者为熔断。处理

3：

可能整流变高压熔丝熔断，触发插件移相范围发生变化、可控硅未触发导通（门极脱落、门极接线柱松动、特性变化、脉冲变压器副边引出线折断），造成缺一相运行。按缺相运行3处理。

处理4：

可能电网波动引起，属正常调节。如机端电压变化量超过调差率，为故障。可能1Cb损坏、检测稳压管稳压值变化、放大器特性变化等，应切至手动运行，如故障依然，可能Uk限幅稳压管稳压值变化，看情况停机检修。

处理5：

可能两相快熔熔断、两相可控硅元件故障、整流变高压熔丝两相熔断等，按缺相运行5处理。

处理6：

可能YH熔丝熔断、1—3B引出线折断、多圈电位器损坏、自动调节回路有关插件接触不良等，应切至手动运行。

处理7：

可能失去调差作用：C相电流信号回路开路、1Ka接触不良等，减少整定值或切至手动运行。

处理8：

可能调差回路故障与过励限制故障同时存在；也可能电网波动大与过励限制故障同时存在。增加调差率（1Ka右调）、减少整定值或切至手动运行。

处理9：

可能检测桥稳压管故障、多圈电位器故障、放大器故障。切至手动运行。

3.FMK故障及FMK控制回路故障：

FMK常闭触点的固定螺钉应经常检查有否松动，该螺钉松动后在FMK合闸时常闭接点仍然闭合，烧毁灭磁电阻。

FMK合闸通电时间不得过长，操作不得过于频繁，如按合闸按钮合闸线圈在2秒内不自动断电应立即分61ZK，检查FMK控制回路。

4.直流侧过压保护故障：

现象1：压敏电阻损坏。原因可能4Kz无触发信号（6RL、7RL、2DL损坏，门极脱焊等）；可能4Kz特性变化触发不开。

现象2：3RL、5RL发热或13RD熔断，原因可能7RL、1WYL、4Kz损坏。

自并激线路运行故障