励磁整流柜高性能均流磁环

摘 要：我们国家在最近几年获取了非常显著地经济效益。其中各项先进的设备等不断的用到经济活动中，带动了行业的进步。文章着重的分析了一项最新获取的整流柜的均流磁环内容，讲解了其具体的活动要素，阐述了一次问题的出现要素以及应对方法。

关键词：整流柜；均流；磁环

中图分类号：B222.9 文献标识码：A

1 概述

随着同步发电机交流励磁机和静止整流励磁系统的普遍应用，大功率硅整流元件，不断的应用到许多的生产活动中。为了切实提升体系的安稳特性，提升电源总体性能，通常是按照多桥、柜等的方式来进行活动，此时必然会发生全新的问题，即每个桥和柜间面临的均流现象。相关材料规定：“功率整流装置的均流系数一般不小于0.85”，而用户往往提出均流系数不小于0.9-0.95的更高要求。不仅如此，在一些别的单位，像是钢厂等，也一样对均流活动有非常显著地规定。

确保均流合理的措施非常多，其中最为常用的措施是对所有的硅管进行整合。不过结合当今的具体形式，采用此类措施并无法确保其符合行业和使用人的具体规定，因此，针对这种形式，适时地出现了一项性能比较优越的均流磁环模式，在某核电公司310MW汽轮发电机的励磁整流柜上创造了均流系数高达0.9958的好成绩。

2 活动机理

通过分析，发现导致均流不是很有效地具体要素在于以下的几点，首先是硅管的特性不合乎固定，除此之外，非常显著的特性是回路上的阻抗之间存在不利现象。某核电公司1#机组（310MW）的励磁整流柜布置如图1所示。

通过图示，我们发现，在稀土（在某电厂）中的三台装置中，第一个的电路是相对来讲比较短的，同时其阻抗也不高。而第二个是处于中间位置，第三个的最长。通过运行，我们察觉，第一台的电流是非常巨大的，而第二台的处于中间，第三台的是最低的，均流系数为0.76-0.79 ，无法符合规定。

图1 某l#机励磁整流柜布置图

通过上图的描叙，我们发现具有最高的阻抗的是三号设备，它没有磁环装置，而前两个设备都添加了磁环。通常为合理的提升回路，常常将磁环设置为可分的，这样做的意义有两点，首先是非常的便于拆装，七尺是它的中心有能够调节的气隙，能够经由对其高低的更改来对电感量进行设置，进而实现均流意义。

3 关于磁环设置的要素

3.1 运作状态

从2001年开始，高性能均流磁环已经应用在各地的火电厂、水电厂及某核电站等300MW、200MW及以下发电机的70多台励磁整流柜上，均流系数高达O.95以上，在开展运作的时候，没有不合理的现象出现，状态非常优秀。

3.2 一次意外故障

前面提到的某核电站1#机3台励磁整流柜出厂时均装了均流磁环，在做出厂试验时曾通交流50Hz，2000A 电流，历时20min，没有出现升温现象。但2005年4月在电厂安装投运前做错柜温升试验时，通交流100Hz，2000A 电流，大约十分钟之后，就会导致磁环出现升温现象，最终使得它受到影响。也就是说如果三台设备的所有磁环都拆下来的话，设备会按照以前的规定的步骤开展工作，规定有关的单位及时的分析这些不利现象。

3.3 针对不利现象的探索

要仔细分析外壳出现的不利的磁环，如果其已经出现熔化现象，并且关键地方是在气隙周围，同时和气隙距离较远的区域没有出现这种不利现象。所以通过研究，我们得出，之所以出现发热现象，关键并非是在于铁心部位，关键是在于垫片。此时使用的是薄铜板，主要是由于其具有非常显著的强性特征，而且其尺寸样式也很多，同时还不是磁性的，当进行出厂测试的时候，并没有出现升温现象，不过它在遇到非常强烈的磁场的时候，会出现比较距离的涡流，进而导致升温，此时热会进行传导，导致铁心的气温变高，进而使得外边的塑料受到影响。

3.4 处理问题开展的测试

3.4.1 试验说明

试验应模拟上述某发电机投运前2#整流柜温升试验的工况。电流可以达到当时的值，但频率100Hz没有条件做到 。由于涡流功率p？菸f2×B2，我们用50Hz电源做试验，频率为现场100Hz的1/2，但如把磁密B提高到2倍，则涡流功率就相等。提高B有两个办法：提高电流或减小气隙。把电流提高到2倍有困难，因磁环窗口较小，容不下大截面的铜排，最后铜排会异常发热影响试验结果。所以决定减小气隙。上述温升试验时错整流柜均流磁环气隙为3mm。根据磁路计算的结果，B=0.519T。 这样来做超等效模拟试验。试验电路如图2所示。

图2试验电路图

调节调压器的输出电压，使通过磁环的电流为2000A（交流有效值），而且确保稳定。

3.4.2 绝缘垫片试验

3.4.2.1 气隙lmm。环境温度2l℃。通电流2000A，时间30min。用红外测温仪测量磁环表面温度40℃，用手触摸的话，不是很热，测试之后，拆除发现没有出现形状上的变化等。由于试验时短路铜排截面为100×10mm2，小于某现场（80×8mm2，2并），故铜排温度升高到120℃。

3.4.2.2 气隙0mm。环境温度2l℃，通电流2000A，时间60min。持续一个小时，具体的结局和上面的是相等的。

3.4.3 铜垫片试验。气隙lmm，环境温度26。C，通电流2000A，用点温计每隔0.5min测一次铜垫片及铁心温度。

3.4.4 试验结论。上面讲述的两个测试活动，除了它们使用的垫片的材质不相同以外，别的方面大部分都是一样的，不过发热状态有一定的区分。如果用绝缘的垫片的话，通常是不会产生热量的，表面温度40℃是由于窗口内铜排温度120℃烤的。但是使用垫片材料的时候，当接通电源之后的六分钟内，它的外壳出现了形变现象，会有气味等出现。而当二十分钟之后，会出现一些缝隙以及形状上的变化等。通过分析，发现发热原因是由于垫片，上述的理论是合理的。

3.5 运作模式

2006年7月15日，一个核电机构的一号设备在进行完二次大修之前的时候，把励磁整流柜的均流磁环装复，仅把气隙调整垫片由铜片改成绝缘垫片，别的都没有变化。3#整流柜不装均流磁环，整流柜装均流磁环，气隙较大；1#整流柜装均流磁环，气隙较小。通过合理的调节之后，最后三台整流柜直流侧电流均流系数达到0.9958。

相同的，使用第二台设备进行温升活动，其具体的性能等于2005年4月份那次相同，单柜通直流电流2500A，交流电流2000A，100Hz，风机开。经过了一个小时之后，不会出现温升现象，磁环的外在气温和室内的温度很相似。

结语

通过非常多的设备的长期的实践经验，除此之外，还有平时接触到的各种不良现象，我们发现，研究得到的性能非常有效地均流磁环具有着非常优秀的均流性能，非常的便于进行调节，从外在上看，比较的方便装载，而且不会占用很大的规模，同时不会耗费过多的功效，而且声音能够有效控制，其便于使用。

参考文献

[1]许实章.电机学[M].机械工业出版社，1981.