[实用新型]一种优化发电机动态响应性能励磁装置

说明书

本实用新型公开一种优化发电机动态响应性能励磁装置，其包括：串联谐振、电压电流检测单元、晶闸管调压单元、磁耦合整流变压器、自动电压调节器、起机充磁单元、BOOST强励单元和整流二级管等。其优点是：一方面，发电机在启动过程中，特别是因长时间未启动造成转子剩磁消失的情况下，可通过起机充磁单元对发电机进行短时充磁，从而为发电机谐振建压提供初始电压，大大提高核电柴油发电机组使用可靠性。另一方面在发电机突加负载时，由于电流分量的增加，强行增加了磁耦合整流变压器为励磁系统提供的能量，同时BOOST强励单元可快速提高励磁机两端的端电压，不仅能够缩短突加负载后电压恢复的响应时间，还能抑制电压的大幅震荡，提高系统的动态响应性能。

技术领域

本实用新型涉及一种发电机励磁系统，尤其涉及一种优化发电机动态响应性能励磁装置，属于发电设备技术领域。

背景技术

核电厂柴油发电机组用发电机是保障核电厂安全运行的重要组成部分，其所带负载主要由电动泵、风机、阀门等组成，这些感性负载的突加突卸对发电机特别是小型发电机端电压的稳定性会造成一定影响。

核电用小型发电机组多采用自励磁方式，励磁功率源多取自发电机端电压，发电机在建压初期完全依赖转子绕组剩磁，核电厂小型柴油发电机组往往一个月甚至更久才会启动一次，可能会存在发电机剩磁消失而无法正常建压的情况出现，这对机组的可靠性及核电厂的安全均产生负面影响。

核电用小型发电机组在加载过程中，由于负载功率占比机组额定功率较大，发电机励磁系统调节能力有限，发电机端电压会出现大幅波动以及恢复时间较长的问题。

现有发电机励磁系统强励环节均采用大容量电流互感器在发电机突加大负载或短路情况下吸收发电机端电流用于强励磁调节，调节的强度或比例不受电压调节器的控制，容易造成发电机端电压超调量较大问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种优化发电机动态响应性能励磁装置，提高小型发电机励磁系统的可靠性，缩短发电机突加负载后电压恢复的响应时间，有效抑制电压的大幅震荡，提高系统的动态响应性能。

按照本实用新型的技术方案，所述一种优化发电机动态响应性能励磁装置，包括：串联谐振、电压电流检测单元、晶闸管调压单元、磁耦合整流变压器、自动电压调节器、起机充磁单元、BOOST强励单元和整流二级管；所述发电机输出电压经过串联谐振连接到磁耦合整流变压器，发电机输出电流与串联谐振输出电压在磁耦合整流变压器进行耦合；磁耦合整流变压器二次侧经过晶闸管调压环节后输出至整流二极管，整流二级管的输出端与BOOST强励单元的输入端相连接，BOOST强励单元的输出端和起机充磁单元并联后输出至励磁机定子；励磁机转子将励磁电压经过旋转整流二级管后输入至发电机转子；发电机定子输出电压并经过电压和电流互感器采用至自动电压调节器，自动电压调节器根据输出电压和电流值对BOOST强励单元和晶闸管调压单元进行控制，以提高电压动稳态性能。

所述起机充磁单元由二极管、储能电容、限流电阻和常开触点组成，在发电机接到启动命令后10s(时间可调)，若发电机因剩磁消失无法成功建压，自动电压调节器会发出信号使常开触点闭合从而储能电容为励磁机定子充电，提高发电机建压可靠性。

所述充磁单元在发电机运行过程中若储能电容两端电压低于一定值，则常开触点闭合励磁单元向储能电容充电。

所述BOOST强励单元主电路由电感、IGBT、二极管和电容组成，发电机在正常运行时IGBT一直处于关断状态，BOOST强励单元处于退出状态；在发电机负荷突然增加情况下，IGBT投入工作提高励磁机定子电压，缩短电压恢复的响应时间。

所述晶闸管调压单元由晶闸管和限流电阻组成，晶闸管和限流电阻串联后连接至磁耦合整流变压器的二次侧的三相绕组，每相绕组独立连接晶闸管和限流电阻，互不共用。

所述磁耦合整流变压器通过磁耦合方式将一次侧高电压和电流复合后感应至二次侧，避免一次侧和二次侧直接电联系，提高励磁系统安全性。