專利名稱：純整流型機端變可控硅勵磁設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種發電機勵磁技術，尤其涉及一種純整流型機端變可控硅勵磁設備。
背景技術：
1. 關于可控硅換向過電壓問題
(1 )首先涉及的是關于可控硅特性的區段劃分問題，傳統以平均電壓值為準,通常可控 硅特性劃分為二個區段:電壓大于零值為正區(整流區)；電壓小于零值為負區(逆變區)。因 可控硅勵磁的電壓是瞬時變化的，若以電壓瞬時值為準，可控硅特性便可劃分為三個區 段脈沖角0-60度，電壓瞬時值大于零為正區(整流區)；脈沖角120-180度，電壓瞬時 值小于零值為負區(逆變區)；脈沖角大于60度，小于120度之間，電壓瞬時值正負交 變為(交變區)。由于發電機正常帶負荷運行時，根據計算，可控硅的控制脈沖角， 一般 都在65度至85度之間，處于可控硅勵磁特性的工作段的交變區中，恰巧又是可控硅 換向過電壓的發生區，所以會發生可控硅的換向過電壓，此過電壓值一般為勵磁變壓器 二次電壓的2-4倍，而且頻率每秒達300次，對可控硅整流器危害極大。
(2) 可控硅的換向過電壓問題，自上世紀80年代至今，仍然沒有根本解決。雖然采 用多種過電壓保護，效果并不理想，可控硅整流柜燒傷事故不斷，此問題如果不徹底解 決，不僅影響勵磁設備自身的安全，還會影響可控硅勵磁的強勵電壓倍數的提高，對電 力系統的安全穩定不利，這是十分迫切需要解決的問題。長期以來，雖然，有了各種過 電壓保護措施，并未能根本解決問題。主要原因，是對可控硅勵磁特性交變區中的負向 電壓分量的危害性，缺乏足夠的了解與認識，甚至還認為有用，把逆變滅磁，當作寶貝。
(3) 通過與可控硅充電器特性作分析比較，它的特性中并沒有交變區，也沒有負向 電壓分量，因為充電負荷是電阻性的。而可控硅勵磁的負荷，是轉子勵磁繞組，是電感 性負荷，這是兩者不同之處。當可控硅陽極電壓過零變負的瞬間，轉子繞組的負向感應 電勢，要維持其電流流通，這時，可控硅整流器出口就會有負向電壓分量.出現。
鑒于可控硅特性的負向電壓分量，對發電機的勵磁只有消磁作用，增加耗電，還對 勵磁電壓調節特性起負阻尼作用，它是產生可控硅換向過電壓的根源，留它無益，必須 加以限制。
2. 關于滅磁開關的操作過電壓問題 傳統的機端變可控硅勵磁,為保發電機事故和勵磁失控誤強勵的停機的安全滅磁，必需
依賴強力高弧壓滅磁開關和非線性電阻組合的滅磁裝置，但是,在開關斷口的斷電弧過程， 往往會產生開關的操作過電壓，造成開關燒損和滅磁失敗的擴大事故，情況嚴重，雖然， 開關的觸頭斷口已由原先的2個，發展到8個斷口，至今仍無法徹底解決問題。因此， 開關的操作過電壓問題，己成為當今世界性的難題.。
3. 關于提高發電機強勵電壓倍數達3-4倍的問題
發電機的強勵電壓倍數,是指發電機勵磁的頂值電壓與額定電壓之比值，它是電力系 統穩定保障水平的重要指標。
(1) 對于老式的勵磁機勵磁，發電機的強勵電壓倍數， 一般不超過2倍，因勵磁機 有時間常數，長達0.5秒，才能達到頂值電壓，對電力系統穩定的作用有限。
(2) 機端變可控硅勵磁,屬快速勵磁，小于0.1秒內，發電機的勵磁就能從額定電壓 升到頂值電壓，是電力系統穩定的依靠力量。如果，發電機的強勵電壓倍數，能從現在 的2倍多，提高到3-4倍，對現代電網穩定的保障，意義特別重大。因此，在機端變可 控硅勵磁技術應用的初期，有識的先輩勵磁專家曾經提出高起始勵磁的指標，要求發電機的強勵電壓倍數應為3-4倍額定電壓。自上世紀80年代初至今，由于，機端變可控硅 勵磁， 一直受兩種"過電壓"的捆撓的情況下，可控硅和滅磁開關設備自身的安全，己難 保證，提高發電機強勵電壓倍數的問題，已成為現今世界無法實現的難題。發電機強勵 電壓倍數偏低的問題存在，就會對電網的安全留下重大的隱患，應當引起注意。
(3) 2003年美國加拿大電網發生大面積停電事故，對電網無功儲備不足和發電機強 勵電壓倍數偏低的問題，是個嚴重的警告，知情的勵磁專家們，并非知情不舉，也是處 于無可奈何，因為，無力解決此問題。
發明內容
本發明針對上述現有技術存在的問題而提供一種純整流型機端變可控硅勵磁設備。
'本發明技術方案如下
一種純整流型機端變可控硅勵磁的主設備，它包括發電機、機端勵磁變壓器、可控 硅三相全控整流器、滅磁開關、滅磁電阻器組件、防漏電電流二極管，其特征是它還包 括采用二極管組件，并接于可控硅整流器直流側的正極和負極之間；
滅磁電阻器組件選用非線性電阻或線性電阻。
本發明與現有技術比較的優點和有益效果如下 (1)解決了可控硅換向過電壓問題
采用二極管組件，并接于可控硅整流器直流側的正極和負極之間，既可以起限制負 向電壓作用，又為發電機轉子繞組的維持電流提供了寬暢的通道。因此，每當可控硅陽 極電壓過零變負的瞬間，轉子繞組的負向感應電勢，就被二極管限制為近于零的負值(約 為0.5-lV)，這時，轉子繞組的維持電流將會轉向二極管而流去。因此，原先處于通路中 的可控硅，此時因其電流為零而截止，整流器直流側的電壓為零。這么以來，既徹底消 除了可控硅的換向過電壓，又達到純化可控硅整流特性的目的，可謂一舉兩得。
可控硅勵磁的換向過電壓問題已得到完滿解決，同時，又純化了可控硅整流特性。 采取了限制負向電壓分量措施后，可控硅特性瞬時電壓大于零值的正區(整流區)，將由 0-60度，擴大為0-120度.這一變化，擴大了脈沖角的控制范圍，對提高可控硅勵磁電壓 調節精度有益。
2.解決了滅磁開關的操作過電壓問題
(1) 純整流型機端變可控硅勵磁設備，為了要徹底根除開關的操作過電壓，最有效 的辦法，是采用無源滅磁技術，必須具備二個條件其一，在可控硅整流器出口正負極 之間并聯一組二極管組件，作為轉子維持電流通道；其二，要有封鎖脈沖的環節，在滅 磁開關跳閘操作指令發出前的瞬間，先發出封鎖脈沖的指令，保證先斷電源，后切開關。 所以，無論是發電機空載，負載，還是誤強勵的停機過程，它都能確保發電機安全可靠 快速滅磁。
(2) 當可控硅陽極電壓過零變為負值的瞬間，原先處于通路中的可控硅，這時，其 電流亦為零值而自行截止。與此同時，再讓開關跳閘而進行發電機的滅磁，由于，勵磁 變壓器早已處于空載且已隔離，可以保證開關不會再發生操作過電壓。
(3) 無源滅磁過程，滅磁開關自身的安全有保證，因為，開關的斷口兩端始終與滅 磁電阻并聯，所以，開關觸頭斷開時，不生弧光，也無噪聲，開關斷口電壓與滅磁電阻 兩端的電壓相同，這樣好的條件，開關的使用壽命會長久，允許開關操作的次數會大大 增多，用戶可放心。
(4) 因為有二極管與滅磁電阻始終并聯一起，對滅磁電阻的負向漏電流有保護作用， 因此，在選用滅磁電阻器時，不必局限于選用非線性電阻，要按發電機理想滅磁條件選 用，如有必要，也可選用線性電阻。
本發明純整流型機端變可控硅勵磁設備，如上所述，可控硅的換向過電壓和開關操 作過電壓，兩個難題已得到徹底解決，而且，可控硅勵磁的應用技術也己完善化，用此項自主創新技術，改造傳統的可控硅勵磁，大幅度提高發電機強勵電壓倍數達3-4倍額 定電壓，乃是重中之急的電力技術改造任務。因為它對提高電力系統穩定的保障水平， 有重大作用。它還為電網的新老機組勵磁技術改造，提供了成熟經驗，和技術先進、性 能優良、造價低廉、安全可靠的勵磁成套設備。
圖1是傳統的可控硅勵磁設備結構示意圖。 圖2是本發明的結構示意圖。
圖3是傳統的可控硅勵磁不同脈沖角下的整流電壓波形圖。
圖4是純整流型可控硅勵磁不同脈沖角下的勵磁電壓波形圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例詳細描述本發明 實施例1
如圖2所示，純整流型機端變可控硅勵磁設備包括發電機定子l、發電機轉子2、機 端變一次繞組3、機端變二次繞組4、可控硅三相全控整流器5、滅磁開關7、滅磁電阻 器組件8、防漏電流二極管9，它還包括采用二極管組件6，并接于可控硅整流器5直 流側的正極和負極之間；滅磁電阻器組件8可以選用非線性電阻或線性電阻。
如圖3-4所示，a表示脈沖角度，u表示瞬時電壓值，脈沖發生器周而復始每隔60°
發出雙脈沖的順序，u > D為整流區，u < 0為逆變區，u = G為零值區。
權利要求
1. 一種純整流型機端變可控硅勵磁設備，它包括發電機、機端勵磁變壓器、可控硅三相全控整流器、滅磁開關、滅磁電阻器組件、防漏電電流二極管，其特征是它還包括采用二極管組件，并接于可控硅整流器直流側的正極和負極之間；滅磁電阻器組件選用非線性電阻或線性電阻。
全文摘要
本發明涉及一種純整流型機端變可控硅勵磁設備，它包括發電機、機端勵磁變壓器、可控硅整流器、滅磁開關、滅磁電阻器、防漏電流二極管，其特征是它還包括采用二極管組件，并接于可控硅整流器直流側的正極和負極之間；滅磁電阻器組件選用非線性電阻或線性電阻。它不僅使可控硅換向過電壓和開關操作過電壓兩個世界性難題，得到了徹底解決，提高了可控硅勵磁的素質。還為大幅度提高發電機勵磁的強勵電壓倍數，達到高起始勵磁強度的要求，即達到轉子額定電壓值的3-4倍。它對提高電力系統穩定的保障水平有重大作用。它還為電網的新老機組勵磁技術改造，提供了成熟經驗和技術先進、性能優良、造價低廉、安全可靠的勵磁成套設備。
文檔編號H02P9/38GK101414802SQ20081022928
公開日2009年4月22日 申請日期2008年12月4日 優先權日2008年12月4日
發明者湯鳴招 申請人:湯鳴招