[发明专利]冲击发电机励磁调节装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种冲击发电机励磁调节装置。

背景技术

随着国内电力系统不断增大和日益广泛的联网，需要研制开发更大型的高压大电流断路器，而在开关试验室直接进行产品的强电流冲击试验，是开发这种产品的必要手段。试验所需的强电流是由冲击发电机在短路瞬间产生的，所以这种电机也称为短路试验发电机。顾名思义，这是一种十分特殊的发电机，常规的发电机一旦出现短路会被视为严重事故，因为巨大的电流往往会不同程度地损伤发电机，但这种发电机正常运行的方式就是频繁的短路，并且要竭力产生尽可能大的电流。

根据发电机的原理分析，在冲击瞬间时由于发电机机端电压短路，励磁调节装置基于机端电压的闭环调节作用会自动强励。发电机在短路时的电磁作用下会引起电流的自然衰减，短路瞬时结束后，机端电压由于励磁调节装置的控制会升高。这就与试品的要求产生了矛盾。试品要求在短路持续的时间内短路电流必须保持恒定，另外在试品开断的前后，也就是短路的前后，发电机的机端电压也必须保持恒定。

由于冲击发电机在短路时的自然衰减特性引起的与试品开关试验要求的矛盾只能通过励磁调节装置来解决。

目前国内外冲击发电机采用的励磁调节装置都是常规发电机的励磁调节装置用于冲击发电机领域。采用固定的高强励倍数，使短路的瞬时电流可以到达需要的水平，却不能保证在整个短路期间电流都保持恒定。短路结束时机端电压也会提高很多。

根据试品开关的电流要求，不同容量的冲击发电机多需要并联运行。这就要求冲击发电机的励磁调节装置可以灵活的进行强励倍数的调整，以满足并联运行短路时的电流和电压要求。

因此需要为冲击发电机开发出专门的励磁调节装置，控制其短路时产生的短路电流以及短路前后机端电压保持恒定。并且可以满足冲击发电机并联运行的要求。

发明内容

本发明的目的是专门用于冲击发电机的励磁调节装置，可以保证冲击发电机短路瞬间产生的大电流以及短路前后机端电压保持恒定。本发明的技术方案为：励磁调节装置的工业控制计算机通过输入信号调理模块采集冲击发电机的各种运行参数，根据试品的电压和电流等级，在人机界面上设置预强励倍数，工业控制计算机计算出相应的调节信号输出给可控硅脉冲触发模块，可控硅脉冲触发模块经过脉冲发生，脉冲放大和脉冲隔离最后产生的脉冲信号去控制可控硅整流屏，可控硅整流屏输出连接到冲击发电机的转子回路，最终来控制冲击发电机的电压及电流。

本发明的创造性在于，提出了预强励技术来控制冲击发电机的电压及电流。预强励技术是在短路发生的30ms前，冲击发电机励磁调节装置根据设定的“预强励倍数”先行强励，由于发电机的转子时间常数比较大，等短路的瞬间，第一个周波时的发电机短路电流的超瞬态分量的衰减就可以很好的得到补偿。如果没有预强励功能，励磁调节装置检测机端电压短路的时间常数为20ms，调节控制输出的时间为5ms，第一个周波时的发电机短路电流的超瞬态分量的衰减就无法得到补偿，就不能满足短路电流恒定的要求。

通过强励倍数的改变还可以在短路时补偿发电机短路电流瞬态分量的衰减。并且在短路结束时快速的提高发电机的机端电压，使恢复电压满足要求。

使用预强励技术还可以很容易实现不同容量的冲击发电机并联运行。

本发明在常规的发电机励磁调节装置的基础上，了解冲击发电机使用在短路冲击方式下的特性和要求。发电机短路前，励磁调节装置首先根据预置强励电压，进行预强励，然后短路时，励磁调节装置根据发电机电压来动态的调整强励倍数，继而调节励磁电压，以便使短路电流不衰减。在短路试验电流开断后，发电机电压（即试品的工频恢复电压）达到短路前的空载电压时自动取消强励，以使恢复电压在最短时间恢复到空载水平（在取消强励过程中发电机电压不能中断）。

本发明根据冲击发电机的特殊要求，采用了预强励技术，通过灵活地调整控制参数，可以保证冲击发电机短路时产生的电流以及短路前后机端电压恒定。

附图说明

图1为本发明原理图

具体实施方式

如图1所示的本发明为冲击发电机励磁调节装置，励磁调节装置的工业控制计算机1通过输入信号调理模块4采集冲击发电机的各种运行参数，根据试品的电压和电流等级，在人机界面2上设置“预强励”倍数，工业控制计算机1计算出相应的调节信号输出给可控硅脉冲触发模块5，可控硅脉冲触发模块5经过脉冲发生，脉冲放大和脉冲隔离最后产生的脉冲信号去控制可控硅整流屏6，可控硅整流屏6输出连接到冲击发电机的转子回路，最终来控制冲击发电机的电压及电流，备用通道模块3只在冲击发电机调试和检修时使用。