2.2主要元件及參數(shù)
2.2.l整流變壓器
從原理圖中可以看出,整流變壓器B承擔(dān)操作電源和起勵(lì)電源兩大任務(wù)。為了使操作電源獲得較好的波形,設(shè)變壓器繞組接線為Δ/Y,且采用三相橋式整流,根據(jù)公式
UD=1.35UL
式中UD——整流后直流輸出電壓;
UL——交流電源線電壓。
用上式來確定變壓器的電壓比,如水電站永磁機(jī)輸出電壓為交流380V,操作電源的電壓為直流220V,發(fā)電機(jī)的外接起勵(lì)電源為直流20V,按上式計(jì)算,得操作電源的線圈電壓和起勵(lì)線圈的電壓,即UL1=220/1.35=163(V)
UL2=21/1.35=15(V)
考慮到制造和裕度,變壓器的變比可設(shè)計(jì)為380V/(18-15)V,二次側(cè)的兩個(gè)抽頭,其180V抽頭接2Z,去操作母線;15V抽頭接2Z,去機(jī)組外接起勵(lì)回路。對(duì)于采用YT型調(diào)速器的水輪發(fā)電機(jī)組,永磁機(jī)的輸出功率較大,除去調(diào)速器飛擺電機(jī)消耗的功率外,永磁機(jī)的剩余功率一般均能滿足小型水電站短時(shí)操作電源的負(fù)荷需求,為了確保永磁機(jī)的原有負(fù)荷設(shè)備在各種工況下不受影響,變壓器容量設(shè)計(jì),原則上按永磁機(jī)剩余功率的90%來確定。因其容量不大,設(shè)為干式變壓器。
2.2.2其他元件選擇
(1)整流板。每塊由6只Th極管組成,在復(fù)式整流電源消失的情況下承擔(dān)操作電源整流和機(jī)組起勵(lì)整流,正常情況下承擔(dān)來自直流操作電源的反向電壓,選二極管型號(hào)為2CZ-5A/600V。
(2)低電壓繼電器。在廠用電消失或故障使廠用電的電壓低于50%時(shí),繼電器動(dòng)作,選DJ-132型,取返回系數(shù)為1.25。
(3)接觸器。接通永磁機(jī)電源回路用,選CJ10-10型。
(4)按鈕。按通接觸器線圈回路用,選LA2型。
?。?)轉(zhuǎn)換開關(guān)。起轉(zhuǎn)換永磁機(jī)電源的作用,選HZ10-10s/3型開關(guān)或自行裝配。
?。?)切換開關(guān)。投入或退出永磁機(jī)整流電源用,選HZ10-10/2型。
(7)起勵(lì)開關(guān)。1-2QK,機(jī)組起勵(lì)用,選HZ10-10/2型。
?。?)導(dǎo)線。主回路采用6mm2銅芯絕緣線,其他回路采用1.5mm銅芯絕緣線。
2.3元件布置
整流變壓器、整流板、切換開關(guān)、起勵(lì)開關(guān)布置在原整流屏內(nèi);低電壓繼電器、接觸器、轉(zhuǎn)換開關(guān)和按鈕等元件集中布置在公用屏。
3 應(yīng)用效果
這種改進(jìn)設(shè)計(jì)裝置投資僅千元,于1994年在木瓜山水電站投入實(shí)際運(yùn)行。通過近5年來的10多例系統(tǒng)突然解列、30多例機(jī)組起勵(lì)開機(jī)的實(shí)踐,成功地實(shí)現(xiàn)了操作電源在事故情況下的自動(dòng)切換,因而提高了機(jī)組保護(hù)動(dòng)作正確率,由于有了事故照明和事故信號(hào)指示,縮短了事故處理時(shí)間,為防止事故發(fā)生和避免事故惡化起了重要作用,彌補(bǔ)了單純使用復(fù)式整流裝置作為操作電源所存在的某些缺陷,體現(xiàn)出設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔,動(dòng)作可靠,投資省,維護(hù)少等特點(diǎn)。
作為復(fù)式整流型操作電源的改進(jìn)設(shè)計(jì),其主要元件永磁機(jī)畢竟受到運(yùn)行機(jī)組的制約,仍難以全部滿足電站在特殊工況下的各種運(yùn)行操作要求,如對(duì)永磁機(jī)因故突然同時(shí)承擔(dān)飛擺電機(jī)負(fù)荷和全站直流負(fù)荷,在突變過程中引起永磁機(jī)和調(diào)速器的可靠性下降問題,對(duì)系統(tǒng)出現(xiàn)低電壓過流事故,導(dǎo)致機(jī)組轉(zhuǎn)速下降,永磁機(jī)電壓下降,將給這種改進(jìn)設(shè)計(jì)的可靠性帶來多大的影響問題,還有待進(jìn)一步分析解決。