大型发电机励磁系统功率柜均流方式研究及实践

励磁系统是保证发电机和电力系统安全、稳定运行的重要系统,整流装置各分支输出电流的均衡性是励磁系统的重要运行指标,关系到励磁系统的运行效率和安全裕度。大型发电机励磁系统功率柜多,影响均流系数的因素更为复杂。本文重点介绍了物理均流和智能均流方法,并对其优劣进行了对比分析,同时还介绍了某电站励磁系统功率柜的均流实践,为大型励磁系统均流提供了技术分析方法。     

基于dsPIC的智能功率柜的设计

为了减轻励磁调节器的工作压力,增强对励磁功率柜和发电机工况检测的实时性,提高对功率柜控制的精确度和励磁电流的品质,本文提出了具有检测和控制功能的智能功率柜方案。此智能功率柜嵌入了微控制器dsPIC30F6014作为功率柜的检测和控制的核心,通过微控制器的A/D转换接口和数字接口来完成对功率柜工况的实时检测和控制;通过微控制器的输出比较模块生成触发脉冲使三相整流桥导通整流。文中结合dsPIC30F6014重点介绍了智能功率柜中各个智能模块的结构和功能,并给出了相应的实验结果。该智能功率柜系统集成度高、硬件简单、工作可靠,具有一定的经济价值和实际意义。     

发电厂励磁功率柜均流因素分析及处理

针对国产励磁系统各功率柜电流输出不均衡的问题,分析了影响并列运行可控硅励磁整流桥均流效果的各种因素,并对各相应因素进行了分析。在综合了现场实际情况及设备运行工况后,提出利用加装磁环和更改交流进线的方法消除励磁输出电流不均问题的方法,大大提高了均流系数。通过现场数据分析均流系数、温度和噪声均合格,验证了所用方法的有效性和合理性,适合作为提高励磁系统功率柜均流系数的方法。     

发电厂励磁功率柜均流因素分析及处理

针对国产励磁系统各功率柜电流输出不均衡的问题,分析了影响并列运行可控硅励磁整流桥均流效果的各种因素,并对各相应因素进行了分析.在综合了现场实际情况及设备运行工况后,提出利用加装磁环和更改交流进线的方法消除励磁输出电流不均问题的方法,大大提高了均流系数.通过现场数据分析均流系数、温度和噪声均合格,验证了所用方法的有效性和合理性,适合作为提高励磁系统功率柜均流系数的方法.     

水轮发电机励磁功率柜电流输出不平衡的分析与处理

针对某水轮发电机组励磁系统功率柜直流电流输出不平衡的问题,分析了影响并联运行励磁功率柜均流效果的各种因素,并结合现场实际情况,从晶闸管触发一致性、晶闸管特性和交直流回路阻抗差异等方面着手,进行测试试验,解决励磁系统不均流问题。     

发电机励磁系统智能均流现状及问题分析

本文介绍了发电机励磁系统可控硅功率柜智能均流的实现原理及应用现状,并从现场运行角度列举智能均流存在的问题,分析了智能均流降低励磁设备的整体可靠性,影响可控硅换相及暂态过程,使部分元器件承受瞬时冲击和更多的损耗,加快器件的老化,降低了使用寿命。最后得出自然均流才是保证均流的正确方法,并详细介绍了几种影响均流效果的因素和处理措施,为工程设备现场问题的解决提供了参考意见。     

励磁功率整流装置均流系数的提高

为了提高励磁系统的可靠性、调节的快速性,增加励磁系统的输出容量,通过对影响励磁系统均流系数的因素分析,根据现场实际情况,采用了自然均流和整流柜内双交流母线端子排布置的方法,对励磁系统三面整流柜进行了改造,解决了一侧引入交流引线的励磁功率整流装置均流系数降低的问题,满足了励磁系统新版规程对功率整流装置均流系数的指标要求,使整个励磁系统功率设备的容量得到充分和合理的应用,延长了励磁系统元器件的使用寿命。     

UN5000励磁调节器改造后功率柜均流问题的探讨

早期600 MW发电机励磁调节器使用进口设备,长期运行后UN5000型发电机励磁调节器出现的一些问题影响了机组的安全稳定运行,为此对励磁调节器进行了改造,针对改造后出现功率柜均流问题,提出加装脉冲调节柜的措施,有效解决了励磁均流问题。     

基于嵌入式处理器的同步发电机双机热备励磁调节器的设计

介绍同步发电机自并励直流励磁系统,提出采用32bit微处理器AT91RM9200和FPGA(大规模可编程控制芯片)组成双机热备励磁调节器.围绕励磁调节控制的实现,介绍数字移相脉冲技术实现三相全控桥导通的方法,该方法优于传统的移相脉冲触发,实现了功率柜的可控,软件采用嵌入式操作系统Vxworks,可保证励磁程序的高效率运行.     

再谈励磁功率柜动态均流问题

简要阐述了励磁功率柜均流的两种智能均流方法,包括原理应用以及其优缺点等.通过对桥臂电流波形的分析,验证了动态均流方法的实际效果,说明此方法在一定的电流范围内能保证较高的均流系数.并给出了相应的试验和应用数据,通过分析得到了动态均流方法不影响强励功能的结论.     

矩阵整流器单周期控制策略的研究

单周期控制(OCC)是一种同时综合调制算法与控制策略的非线性控制技术,采用该控制技术的电力电子变换器具有控制电路简单、动态响应速度快、抗输入干扰性能好等优点。在分析单周期控制原理与矩阵整流器工作原理的基础上,提出了一种三相输入电流的单周期控制策略,使三相输入电流在每个开关周期内达到平衡,实现矩阵整流器单位输入功率因数的控制效果,同时为了弥补单周期控制对负载扰动抑制能力的不足,增加输出电压PID控制环节,改善负载调整率。在利用Matlab/Simulink完成单周期控制的矩阵整流器系统仿真后,采用数字积分技术和新型自举电源驱动技术实现了单周期控制的矩阵整流器系统。仿真分析结果与实验结果验证了矩阵整流器单周期控制模型的理论分析是正确的,控制效果是良好的。     

高性能电化学数字化整流系统的研制

研制了一种用于氯碱行业的电源系统,它采用工控机、DSP进行电流调节控制;采用CAN总路实现系统互联;采用HMI人机界面、专用通讯接口及调试软件等使整套装置实现数字化、智能化.每个整流柜采用两个三相晶闸管全控整流桥,同相逆并联结构,采用高频脉冲列触发及高绝缘脉冲变压器等技术,使整套装置功能完善,性能优良.在整流器设计中,重点介绍了并联均流技术.该系统已用于5万吨氯碱行业中.     

基于平均电流算法的VIENNA整流技术的研究

为了提高三相PFC的稳定性和高效性,降低系统成本,设计了基于平均电流控制算法的三相VIENNA整流器,该整流器利用平均电流控制算法和VIENNA整流结构相结合,采用数字控制方式。为了保证系统在输出正负母线正负电压平衡,系统引入母线电压均衡控制。实验结果表明,基于该设计方法的6,2kW三相PFC整流器,可靠稳定,功率因数可达到99%,效率可达到96%。     

无刷励磁同步电动机励磁系统智能控制

无刷励磁同步电动机的励磁系统是一个非线性时变系统,很难总结其精确的数学模型,将模糊控制和神经网络算法引入同步电动机功率因数控制系统,从而构成了模糊神经控制器,实现电机启动阶段的控制.当电机转速达到给定值后,由PID调节器起作用,实现无差控制,输出西门子6RA70整流器电流的给定值,以控制励磁发电机的励磁电流.整个控制采用S7-300及Profibus-DP现场总线,并运用西门子6RA70整流器组成硬件结构;系统软件设计采用面向对象程序,利用S7-300编程软件STEP 7的梯形图编程语言实现励磁系统的智能控制,给出了主要控制模块的设计框图.实验证明,在结合模糊神经算法和PID算法的控制下,该系统运行稳定、可靠.     

无电流传感器的PWM整流器的仿真研究

三相AC/DCPWM整流器能提高电力系统功率因数,减少谐波污染,用于变频器的整流侧可使功率双向流动。对其控制方法有直接电流控制和间接电流控制两种,前者至少需要两个高性能的电流传感器。本文提出了采用电流观测器的间接电流控制方法,既克服了相位和幅值控制的间接电流控制方法中动态响应不好的缺点,又节省了昂贵的电流传感器,具有成本低的优点。该电流观测器由检测电网电压、整流器直流输出电压和三相开关函数来估算电流值,其关键部分是开关函数的检测和输入电流的构造。文中通过理论分析得到了电流观测器的数学模型。在一定的假设前提下,推导出了电流观测值的简化表达式。采用Matlab数字仿真的方法得到了电流观测器的值,并与直接电流控制检测的实际电流波形进行了对比。最后在功率开放平台PE鄄PRO上做了实验验证。     

电解脱脂电源的应用

介绍了电解脱脂段的生产工艺和工作机理.电解脱脂电源的主要技术要求是:输出直流电流为3～10 kA、输出直流电压为10～50 V、自动稳流或稳压运行、输出的直流电流或直流电压应定时改变极性.以在工业中成功应用的电解脱脂电源为例,详细介绍了全数字控制的晶闸管双反星带平衡电抗器整流电源系统的组成、自动稳流或稳压的工作原理、联动/单动操作模式、运行及保护.     

一种适用于独立运行风电系统的变流器

小型独立风力发电系统可以有效解决偏远地区的供电问题.研制了一种适用于小型风电系统的变流器,使用三相半控桥作为输入侧整流电路,使变换器可以适应较宽的风速范围,高风速时能够有效限制流入变流器的功率,可以省掉常规使用的卸荷电路.由单片机构成的数字触发电路对晶闸管进行控制,由基于EPROM的数字SPWM调制器实现全桥逆变器的二重移相PWM控制.试验结果表明所选用的电路结构和控制策略实现简单、可靠性高,具有较宽的输入电压范围,能够输出良好的正弦电压波形.     

同步发电机光控无刷励磁系统的研究

基于普通无刷励磁系统存在的问题，提出了一种新型同步发电机无刷励磁控制系统，即光控无刷励磁控制系统。它是在普通无刷励磁控制系统中用可控器件取代不可控的二极管整流，通过光电耦合形式实现对励磁电流的直接控制，并且利用MATLAB／Simulink仿真软件，分别对普通无刷励磁系统和光控励磁系统进行了建模、分析和仿真，并对仿真结果进行了比较。结果表明：光控励磁系统对于提高同步发电机的响应速度，改善电力系统的暂态和稳态性能有明显效果。     

大功率整流电源智能CAD系统

随着冶金、化工等行业的迅速发展,对大功率整流电源的需求日益增多,计算机智能设计的出现为整流电源设计方法的变革提供了机遇。本文提出了一种大功率整流电源的智能设计方法,针对整流电源的设计特点,利用专家系统、数据库技术,开发了智能CAD系统。在大功率整流电源设计领域中实现了自动智能设计。     

级联型电力电子变压器电压与功率均衡控制方法

对于模块级联型电力电子变压器,如果整流级直流输出电压不均衡或各双有源DC-DC变换器(DAB)模块传递的功率不均衡,可能导致开关器件电压或电流应力分配不均。因此提出在整流级采用电压均衡控制,在DAB级采用功率均衡控制来解决整流级输出电压的不均衡问题和因各DAB模块参数不匹配导致的功率不均衡问题。对于该功率均衡控制,是利用各整流模块占空比的有功分量作为反馈量来调节各DAB模块占空比实现的。电压均衡控制与功率均衡控制共同作用,以使系统达到整流级直流输出电压均衡和各DAB模块功率均衡的目的。此外,该功率均衡控制可以很容易由DSP实现,且不需要任何电流传感器。该控制方法已得到仿真验证,并在模块级联型电力电子变压器实验平台上得到实验验证。