【正文】 ABB公司在冷卻系統(tǒng)中采用雙風機結(jié)構(gòu)，風機置于柜底，獨立冷卻。采用風冷的國外知名生產(chǎn)廠家有 ABB、西門子、 ALSHTOM、羅爾斯 羅易斯等公司，國內(nèi)廠家也絕大部分采用強迫風冷的冷卻方式。 ? 整流柜冷卻方式 ? 目前，晶閘管的冷卻普遍采用強迫風冷，對于小功率元件也有采用自然冷卻和熱管冷卻的。晶閘管側(cè)的吸收電路設(shè)計在散熱器旁，減少線路電感，保證散熱，而且美觀。平板式結(jié)構(gòu)晶閘管是標準結(jié)構(gòu)的晶閘管，通用性、互換性很強。風道中除去晶閘管散熱器及管芯占據(jù)的位置后，有效的風道通風面積為 ，風阻限制在一定范圍內(nèi)，確保上、下兩層晶閘管的可靠散熱。 ? 三相晶閘管整流柜 ? 晶閘管的結(jié)構(gòu)形式 ? 在晶閘管的結(jié)構(gòu)選擇上，目前國際上主要有兩種結(jié)構(gòu)， SIEMENS、英國 RR、和 GE均為抽屜式結(jié)構(gòu)，即每個晶閘管、脈沖放大、檢測、阻容保護等元件均通過獨立框架組合成一個獨立的晶閘管模塊組件，選取六只模塊組件可以組成一個全控整流橋，冷卻風道由然結(jié)合而成，這種方式造成了各廠家的晶閘管模塊組件內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全不同，不具有互換性。從全世界來看，預(yù)期今后在相當一段時間內(nèi)，這兩大類型的干變都將共存，也正如前所述，它們也各有其優(yōu)缺點。總的來說，就全世界而言，環(huán)氧樹脂式的市場占有率要顯著高于浸漬式干變。它的廢棄物處理不會造成對環(huán)境的污染，已用于道路填埋、公路建造中。 ? 產(chǎn)品壽命終結(jié)后的最終處置原則是回收利用可再生資源，環(huán)保處理廢棄物料。這說明環(huán)氧樹脂干變的使用是符合環(huán)保要求的。 2023年曾將一臺薄絕緣環(huán)氧樹脂澆注式 630kVA的干變在法國順利通過 F1級的燃燒試驗，這證明它滿足最新國際標準中對干變?nèi)紵匦缘囊蟮摹－h(huán)氧樹脂澆注干變結(jié)構(gòu)設(shè)計時，選用環(huán)氧樹脂作為固體絕緣，這種絕緣技術(shù)本身賦予了變壓器運行時無油化、難燃防火的環(huán)保特性；環(huán)氧樹脂固體絕緣干式變壓器，在運行中沒有溫室氣體泄漏，無油污，難燃防火，環(huán)氧樹脂配方中沒有鹵素和硫元素，即使著火燃燒也不會有鹵素化合物以及硫化物的產(chǎn)生，燃燒時主要分解 產(chǎn)物為 H2O、 CO2等，沒有毒害氣體產(chǎn)生，故不會對人員和環(huán)境有任何危害，即使燃燒也不會放出有害氣體。至于其他一些 H級材料及浸漆生產(chǎn)過程，在環(huán)保特性方面的優(yōu)越性如何，現(xiàn)仍缺乏足夠的依據(jù)。因此，為可靠起見，當停運一段時間后再重新投運時必須先行預(yù)熱去潮后，才能投運帶負荷，這樣勢必造成停電后投運時間的延長，對可靠性造成一定影響，且維護工作量也較大。因而可立即投運并帶負荷運行。 ? e 運行維護： ? 環(huán)氧澆注式的運行維護工作量可認為是很小的，特別是可以立即從備用狀態(tài)下投入運行而無需預(yù)熱去潮。相反，浸漬式干變卻無需擔心開裂，在采用 NOMEX紙后，由于匝絕緣較薄，繞組內(nèi)部的溫度分布也比較均勻。但是隨著薄絕緣玻璃纖維增強結(jié)構(gòu)的采用以及原材料的進步和澆注工藝的改進，目前這一問題已很好解決。根據(jù)國外的報導(dǎo)，其運行壽命較之OVDT類干變要長。 ? d 局部放電與運行壽命： ? 由于環(huán)氧澆注式的線圈經(jīng)過真空處理和澆注成型，匝間和層間無氣泡，在同類產(chǎn)品中，其局部放電最低；此外環(huán)氧澆注式干變的機械強度高，在短路電動力的作用下不 會變形， 且防塵、防污性能好。 ? c 防潮及耐腐蝕性能： ? 環(huán)氧澆注式干變的防潮及耐腐蝕性能比較好，尤其適用于在極端惡劣的環(huán)境下工作；相反，傳統(tǒng)浸漬式干變的主要缺點就是防潮性能差，且容易吸塵，在投入運行前需要預(yù)熱等。 ? 目前國產(chǎn)的浸漬類干變都是 H級的，由于其損耗標準較高，這對節(jié)能降耗不利。但是 NOMEX紙的價格昂貴，我國目前生產(chǎn) H級浸漬式干變的廠家，往往只是在匝絕緣中使用它，而繞組的其他絕緣件都采用一般的 H級材料。 ? 只有當不僅線匝的絕緣采用 NOMEX紙，而且所有繞組的絕緣件（如撐條，墊塊等）也都采用 NOMEX紙件來制造時，這樣的浸漬式干變才具有較強的過載能力。因而在同等耐電壓絕緣水平和尺寸條件下，根據(jù)對比計算分析和制造試驗驗證，浸漬式干變的損耗較環(huán)氧澆注式干變大 15～20％。 b 損耗及過載能力： ? 從理論上來說，干變的過載能力是與其熱容量成正比，而與其負載損耗成反比的，采用餅式線圈的浸漬式，其自身的散熱性能并不優(yōu)于環(huán)氧澆注式，所以，絕不能簡單地說浸漬式干變的過載能力就一定優(yōu)于環(huán)氧澆注式。目前國際公認：環(huán)氧澆注式干變的最大容量可達 2萬千伏安，而浸 ? 漬式干變僅能達到 。相反，國際公認的環(huán)氧澆注干變的 BIL值可達 250千伏，即可以制造到 66千伏級的干變。而作為餅間絕緣介質(zhì)的空氣其絕緣強度又大大低于環(huán)氧樹脂，所以軸向絕緣尺寸較大，相應(yīng)餅間電容較小，因而在沖擊過電壓作用下的過電壓分布特性較差，其機械強度與耐受短路電動力的能力就大大不如環(huán)氧澆注式干變。無論從運行實踐或突發(fā)短路試驗結(jié)果都證實了這點。 ? 兩大類型干式變壓器的比較 ? a 機械強度和耐受短路的能力： ? 環(huán)氧澆注式線圈的整體機械強度好，耐受短路的能力最強，因為其高、低壓繞組是在模具內(nèi)進行整體澆注，經(jīng)加熱固化成型，從而形成一個機械強度很高的圓柱體，由于沒有墊塊這類支撐點，所以導(dǎo)線不會承受彎曲應(yīng)力。 ? 變壓器分成干式和油浸式兩種絕緣冷卻方式。 第三章同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)主回路的分析 ? 同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)主回路包括有：勵磁變壓器、晶閘管功率裝置、滅磁裝置及過電壓保護裝置（保護裝置在第四章單獨闡述）。對于近端不對稱短路，特別是單相短路，也不影響強勵倍數(shù)。但是應(yīng)該從短路地點、短路種類作具體分析。 ? 自并激勵磁系統(tǒng)對動態(tài)穩(wěn)定的影響 ? 當電力系統(tǒng)遭受大擾動（如突然短路并切除）之后，機端電壓下降，勵磁系統(tǒng)給出頂值電壓進行強勵，并平息振蕩。的范圍內(nèi)（常規(guī)勵磁系統(tǒng)極限功率角 δmax 為 90176。 ? 自并激勵磁系統(tǒng)對靜態(tài)穩(wěn)定的影響 ? 由于自并激勵磁系統(tǒng)的反應(yīng)靈敏、調(diào)節(jié)速度快，對于同步發(fā)電機遭受微小擾動時，根據(jù)理論分析和實驗證明，自并激勵磁系統(tǒng)的發(fā)電機可穩(wěn)定運行在極限功率角 δmax 為110176。這一振蕩也可能是自發(fā)性的，其過程較長。 動態(tài)穩(wěn)定：主要指系統(tǒng)遭受大擾動之后，同步發(fā)電機保持和恢復(fù)到穩(wěn)定運行狀態(tài)的能力。這主要涉及到發(fā)電機轉(zhuǎn)子功角過大而使發(fā)電機同步能力減少的情況。 ? 自并激勵磁系統(tǒng)與電力系統(tǒng)穩(wěn)定 ? 先介紹電力系統(tǒng)穩(wěn)定的基本術(shù)語： ? 178。另外也可采用過電流起動“記憶”帶時延的低電壓保護。目前在大、中型水、火電機組上機端到主變壓器的引線（包括到勵磁變壓器的高壓側(cè)的引線）均采用封閉母線，這就使具有自并激勵磁系統(tǒng)的發(fā)電機發(fā)生近端短路（包括三相短路）的概率達到非常非常小，幾乎為零。 ? 自并激勵磁發(fā)電機對繼電保護的影響 ? 自并激勵磁發(fā)電機發(fā)生近端短路（特別是三相對稱短路）時，短路電流迅速衰減，這對繼電保護動作來說，在強勵能力不足的情況下會使其后備保護無法動作。 239。39。39。0 10 dk dknkk X XlTtkT—— 自并激勵磁發(fā)電機短路時，勵磁回路等效時間常數(shù)。 039。39。 ? a 發(fā)電機短路電流計算 TdddTdddTNGNKTXXEIXXEISSUX?????39。 短路前發(fā)電機為空載即 ? Ed=Ed′=Ed″=1 ? 178。 SGN，主變壓器的阻抗為 UK%=14% ? 178。 ? 幾個假設(shè)： ? 178。 ? 自并激勵磁發(fā)電機短路電流的計算 ? 目前采用自并激勵磁系統(tǒng)的發(fā)電機在機端至主變的引線均采用封閉母線，使機端發(fā)生短路的概率很小。 ? 注：常規(guī)勵磁是指采用半導(dǎo)體勵磁調(diào)節(jié)器的直流勵磁機方式和交流勵磁機帶硅整流器的勵磁方式。共同點為：一是兩種勵磁方式的發(fā)電機短路電流的超瞬變分量是相同的，因為超瞬變分量由發(fā)電機阻尼繞組的參數(shù)決定，與勵磁方式無關(guān)；二是兩種勵磁方式的短路電流 的瞬變分量的起始值相等，因為它是由勵磁繞組磁鏈守恒原理決定的，也與勵磁方式無關(guān)。當殘壓不能滿足起勵要求，經(jīng)過幾秒鐘的延時，自動投入他勵起勵方式。然后在勵磁調(diào)節(jié)器的控制下，將發(fā)電機的電壓升至所整定的電壓。 ? b 殘壓起勵 ? 當發(fā)電機殘壓較高（約 5%以上）時，可利用殘壓起勵。當電壓升至額定電壓的 10%~30%時，起勵回路斷開，進行自勵。對采用廠用蓄電池電源的，起勵回路中須接入一正向二極管，防止發(fā)電機建壓過程中的反充電。廠用交流電一般通過起勵變壓器降壓后，由二極管整流變成直流。 ? a 他勵起勵 ? 其基本作法是另設(shè)起勵回路，由另外的電源供給初始勵磁電流。 ? 起勵措施有兩類。這時由于同步電壓太低，調(diào)節(jié)器可能還不能正常工作，晶閘管不能開放，故而沒有勵磁電流送出使發(fā)電機建立電壓。 ? 勵磁變壓器繞組的聯(lián)接組別一般為 Y/d－ 11，也有采用 D/y－ 11，目的為了消除由于晶閘管整流換向引起波形畸變所產(chǎn)生高次諧波中的三次諧波及其三倍的高次諧波之影響。高壓側(cè)接線必須包括在發(fā)電機的差動保護范圍之內(nèi)。自動勵磁調(diào)節(jié)器從發(fā)電機機端取得信號，控制晶閘管的導(dǎo)通角，從而按需要控制發(fā)電機勵磁電流。 ? 自并激勵磁系統(tǒng)主電路的接線方式 ? 這是自勵勵磁系統(tǒng)中接線最簡單的一種勵磁方式。 ? 其主要特點為： ? 時間常數(shù)小，反應(yīng)迅速，調(diào)節(jié)靈敏；當發(fā)電機近端短路時，能迅速強勵，機組不易失磁；勵磁系統(tǒng)受電網(wǎng)干擾??；與自并勵相比較，接線較復(fù)雜，設(shè)備較多；勵磁變流器副方尖峰過電壓問題較嚴重；同樣需要起勵電源。 ? 這種勵磁系統(tǒng)中晶閘管的陽極電壓是與定子電流成比例的勵磁變流器（串聯(lián)變壓器）的二次電壓與機端供電的勵磁變壓器二次電壓相量和，經(jīng)過晶閘管橋整流輸出的勵磁電流能反應(yīng)定子電壓、定子電流和功率因數(shù)的變化。 交流側(cè)串聯(lián)自復(fù)勵方式。 直流側(cè)串聯(lián)自復(fù)勵方式； ? 178。 ? b 自復(fù)激勵磁方式（復(fù)合源靜止勵磁機系統(tǒng)） ? 勵磁電源除來自機端的勵磁變壓器外，還取自于與發(fā)電機定子回路串聯(lián)的勵磁變流器，這就是自復(fù)激勵磁，其原理圖如下所示： ? 按照勵磁電源在交流側(cè)或是直流側(cè)復(fù)合，自復(fù)激又可細化為四種勵磁方式： ? 178。因為勵磁電源相對不獨立，故而需要起勵電源；由于整流輸出的直流頂值電壓受發(fā)電機端或電力系統(tǒng)短路故障形式（三相、二相或單相短路）和故障點遠近等因素的影響，因而被懷疑是否能滿足強勵的要求等等。自動勵磁調(diào)節(jié)器 ? 從發(fā)電機機端取得信號，控制晶閘管的導(dǎo)通角，從而按需要控制發(fā)電機勵磁電流。 ? a 自并激勵磁方式（電勢源靜止勵磁機系統(tǒng)） ? 這是自勵勵磁系統(tǒng)中接線最簡單的一種勵磁方式。 ? 自勵勵磁系統(tǒng) ? 這類勵磁系統(tǒng)的共同特點是勵磁電源取自發(fā)電機自身，用勵磁變壓器或與勵磁變流器共同供給整流裝置變換成直流后，再供給發(fā)電機本身，這種勵磁系統(tǒng)稱為自勵勵磁系統(tǒng)。 對旋轉(zhuǎn)元器件的故障檢測與報警技術(shù)有待進一步完善； ? 178。 發(fā)電機的轉(zhuǎn)子電流、電壓不能直接測量； ? 178。 無刷勵磁主要是從發(fā)電機及勵磁系統(tǒng)的整體性出發(fā)形成的，其投入、切除及運行，均以整機為單元，因而對勵磁系統(tǒng)內(nèi)的各組件要求很高，而旋轉(zhuǎn)整流器及其輔助設(shè)備（熔斷器，電阻，電容等），在運行中要承受強大的離心力，對這些部件間的機械連接和電連接是一個極大的考驗，要求有很高的維護檢修水平； ? 178。由于取消了整流器（子）和滑環(huán)，在帶有腐蝕氣體場所，只要對絕緣采取措施，亦可運行。 沒有滑環(huán)容量的限制，勵磁機的容量可以作的很大，與“三機”勵磁系統(tǒng)相比，相近的勵磁調(diào)節(jié)性能，隨著單機容量的進一步增大，無刷勵磁更優(yōu)越些； ? 178。 沒有整流器（子）、滑環(huán)、碳刷，不需要進行這方面的維護工作，也無機械換向事故，運行的可靠性提高了； ? 178。交流勵磁機的直流勵磁繞組固定不動，勵磁機的交流電樞繞組、硅整流器與主機勵磁繞組一起，在一根轉(zhuǎn)軸上旋轉(zhuǎn)，因而發(fā)電機的勵磁繞組與硅整流器處于相對靜止的位置，直接電連接在一起，沒有了將靜止部件中的電流引入旋轉(zhuǎn)部件的滑環(huán)電刷結(jié)構(gòu)，故稱無刷勵磁。 存在轉(zhuǎn)動部件維護麻煩。 勵磁調(diào)節(jié)反應(yīng)速度較快，強勵頂值電壓易于滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求； ? 178。 勵磁系統(tǒng)完全獨立，不受電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的影響； ? 178。它是由傳統(tǒng)的直流機勵磁方式演變而來的，相當于用靜止的半導(dǎo)體整流器代替了轉(zhuǎn)動的機械整流器，這不但解決了整流子和碳刷運行維護問題，而且由于交流勵磁機的制造容量可以不受限制，故能適應(yīng)大型發(fā)電機勵磁要求。我公司 20世紀 90年代生產(chǎn)的 200MW， 300MW火電機組上，主要應(yīng)用的就是這種勵磁系統(tǒng)。根據(jù)所用整流器情況的不同，他勵系統(tǒng)可分成下列幾種形式 ? a 交流勵磁機帶靜止硅整流器勵磁方式 ? 這種勵磁方式中，由于勵磁機電樞及整流器均靜止不動，其輸出與同步電機勵磁繞組滑環(huán)上的電刷相連接，所以又稱為靜態(tài)勵磁系統(tǒng)。 ? 同步發(fā)電機各勵磁系統(tǒng)的特點 ? 他勵勵磁系統(tǒng) ? 他勵勵磁系統(tǒng)的特點是用同軸的交流勵磁機作為主整流器的電源。 ? 同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的分類、組成和特點 ? 同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的分類 ? 同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)可分成兩大類，如下表所列 帶旋轉(zhuǎn)部件的勵磁 他勵方式 直流勵磁機 加晶閘管電路控制直流電機的勵磁電流 交流勵磁機 （無刷勵磁） （無刷勵磁）