1 存在的問題
復(fù)式整流裝置具有投資少、效率高、維護(hù)簡(jiǎn)便等特點(diǎn),在小型水電站設(shè)計(jì)中,廣泛采用其作為電站的操作電源。但復(fù)式整流裝置常常受到發(fā)電機(jī)勵(lì)磁方式和自動(dòng)化程度的限制,可靠性相對(duì)較差。如隆回縣木瓜山水電站裝機(jī)4*1000kW,采用YT-600型機(jī)械調(diào)速器,測(cè)頻元件為永磁機(jī),且與發(fā)電機(jī)同軸運(yùn)行,其1-2號(hào)機(jī)組設(shè)計(jì)為復(fù)式勵(lì)磁,3-4號(hào)機(jī)組設(shè)計(jì)為可控硅勵(lì)磁,并外接起勵(lì)電源,全站的操作電源設(shè)計(jì)為復(fù)式整流裝置,進(jìn)水閘閥為手動(dòng)/電動(dòng)操作,機(jī)組采用油壓手動(dòng)剎車。在10多年的實(shí)際運(yùn)行中,由于受設(shè)計(jì)上的局限,常常出現(xiàn)如下問題:
?。╨)系統(tǒng)因故突然解列,電站的運(yùn)行機(jī)組本該立即跳閘,可有時(shí)機(jī)組的油開關(guān)未能跳開。
?。?)系統(tǒng)如果在晚上發(fā)生解列,電站的廠用電隨即消失,廠房一團(tuán)漆黑,值班人員難以及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行處理。
?。?)由于3-4號(hào)機(jī)組為可控硅勵(lì)磁,其起勵(lì)電源總是要從其他機(jī)組獲得,即要待其他某臺(tái)機(jī)組開動(dòng)后,3號(hào)(或4號(hào))機(jī)才能獲得起勵(lì)電源,再升壓運(yùn)行。
過去一些水電站,為了配合提高運(yùn)行可靠性,有的特意另設(shè)一套備用電源(如蓄電池組),有的還另外安裝一臺(tái)小容量機(jī)組,以彌補(bǔ)使用復(fù)式整流型操作電源存在的缺陷,來滿足水電站各種工況下的運(yùn)行操作。但這些補(bǔ)充設(shè)計(jì)不僅增加了工程造價(jià),而目還增加了設(shè)備的維護(hù)工作量。
2 改進(jìn)方法
由于復(fù)式整流型操作電源不能全部滿足水電站對(duì)直流系統(tǒng)的技術(shù)要求,廠用電突然消失,使得操作電源中斷,給電站保護(hù)控制、廠房事故照明、機(jī)組關(guān)閘剎車等帶來了一定的影響,迫切需要在設(shè)計(jì)上給予完善和改進(jìn)。
2.1基本原理
在正常情況下,利用復(fù)式整流裝置作為水電站的操作電源;在與系統(tǒng)解列后的其他情況下,利用永磁發(fā)電機(jī)引出一路電源,經(jīng)整流后提供給操作母線,作為事故電源。由復(fù)式整流和永磁機(jī)整流獲得的兩種電源,通過改進(jìn)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換,并在任何情況下,均能給機(jī)組提供起勵(lì)電源。當(dāng)機(jī)組與系統(tǒng)突然解列時(shí),只要不是水力機(jī)械事故,調(diào)速器能自動(dòng)關(guān)閉“空載”,值班人員將其切至“手動(dòng)”方式下運(yùn)行,可以獲得較長(zhǎng)時(shí)間的操作電源;退出飛擺電機(jī)后,還能增加永磁機(jī)的短時(shí)可用功率。根據(jù)上述原則和木瓜山水電站的實(shí)際,對(duì)原典型設(shè)計(jì)圖做了一些改進(jìn)(見圖1)。
在正常情況下,操作電源從廠用電經(jīng)復(fù)式整流獲得,由于二級(jí)管的反向特性,整流板IZ不導(dǎo)通,且接觸器C在斷開位置,永磁機(jī)不帶額外負(fù)荷;在其他情況下,操作電源從運(yùn)行的永磁機(jī)獲得:
?。?)當(dāng)系統(tǒng)突然解列時(shí),廠用電消失,低電壓繼電器l-2YJ對(duì)動(dòng)作,去起動(dòng)接觸器C,某臺(tái)永磁機(jī)電源經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)ZK、整流變
壓器B、整流板IZ自動(dòng)切換供給操作母線,充當(dāng)事故電源;
(2)在機(jī)組靜止時(shí)開機(jī),如果系統(tǒng)有電,則只要按住QA,起動(dòng)接觸器C,經(jīng)2Z給某臺(tái)機(jī)組起勵(lì);如果系統(tǒng)無(wú)電,則只要開動(dòng)機(jī)組達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時(shí),接觸器自然起動(dòng),給操作母線提供電源,也給某臺(tái)機(jī)組提供起勵(lì)電源,倘若永磁機(jī)容量不能同時(shí)滿足操作母線和機(jī)組起勵(lì)的負(fù)荷需求,可在IZ前設(shè)一切換開關(guān)CK,起勵(lì)時(shí)暫時(shí)退出操作母線負(fù)荷,完成后即可恢復(fù)廠用電。
為了可靠,平時(shí)CK放在投入位置,ZK投放在運(yùn)行的某臺(tái)永磁機(jī)電源上。由于在正常情況下接觸器C斷開,永磁機(jī)并未投入到操作電源回路中來,只是做好準(zhǔn)備,一旦與系統(tǒng)解列,永磁機(jī)則通過改進(jìn)的設(shè)計(jì)回路自動(dòng)投入事故操作電源和事故照明電源。起到了一機(jī)多用的效果。