励磁系统电子开关开联可控硅不同时导通原因及处理

吉林省抚松县 杨建全

松江河发电厂由小山，双沟，石友3个梯级电站以及松册、三道松江河2具引水工程组成。1997年末小山电站2台80MW水轮发电机组并网发电，2002年3月松山引水工程下闸蓄水。
小山电站是按照无人或少人值守原则设计建设的，为保证安全运行，2台发电机励磁设备均采用DDL型电子开关和DM4灭磁开关，DDL型电子开关由2个并联可控硅组成，是目前较理想的一种可控硅开磁。在运行中发现，2台机组的电子开关并联可控硅有时出现一个可控硅触发导通，而另一个不导通现象，直接影响机组的安全运行。
1 原因分析：
理论上当可控硅阳极电压和触发脉冲达到一定值时，单个可控硅可瞬间触发导通，但在2个或多个可控硅并联时有可能发生不同时触发导通现象，此种现象涉及问题较多。经过分析，小山电站电子开关并联可控硅不同时导通原因如下：
1．1 并联可控硅串联电阻调整不平衡。
当发电机转速达到额定转速的95%时机组起励，起励与可控硅触发脉冲同步动作，使2个并联可控硅61SCR、62SCR同时触发导通，但在实际启机过程中发现，2号机61SCR先导通，而62SCR不导通，现场检查时发现2号机电子开关并联可控硅回路的可可调电阻61R、62R调整不平衡，，61R的阻值大于62R，因此61SCR阳极电压高于62SCR，使得61SCR先导通。61SCR触发导通后L09、L07两端的电压迅速下降，相当于将未导通的62SCR回路短接。在机组起励到空载这段时间里，转子电流上升缓慢，此时62SCR阳极电压未达到导通值而触发脉冲继电器已返回。随着机组并网后负荷的增加，转子电流增大，加在回路中61R、62R、61SCR、62SCR上的电压升高，当加在62SSCR的阳极电压达到导通电压时，须经人工现场触发使62SCR导通。
1．2 并联可控硅特性有差异
同一型号的可控硅特性差别可能很大，由于参数不一致，也可能造成并联可控硅不同时导通，因此在使用时要进行严格的测试和筛选配合对，尽量减少可控硅特性差别。
1．3 触发电压不同步
小山电站励磁系统不可控硅自并激励磁系统运行方式，为安全可靠，在设计上设置了220V直流和220V交流2套起励电源。由于小山电站在励磁系统转子回路中装设了电子开关，并要求在开机起励过程中，电子开关可控硅阳极电压和触发脉冲必须同步，如果采用交流电源起励，有时会出现触发脉冲和可控硅阳极电压不同步现象，所以为保证电子开关可控硅能够可靠导通，2台机组励磁系统起励电源均应采用直流220V电源。
2 处理办法
根据上述对励磁系统电子开关可控硅触发回路的分析及现场试验情况，对电子开关并联可控硅不同时触发导通问题处理如下。
2．1调整并联可控硅回路中串联电阻值
为了保证电子开关可控硅阳极电压满足导通条件，将2个可控硅回路中的可调电阻61R、62R的阻值调整一致。由于61R、62R为毫欧级，用毫欧计测得调节电阻61R、62R固定电阻值为1.3m ，将61R、62R电阻值调整在1.27m ，以提高2个并联可控硅的阳极电压，使2个并联可控硅均流。
2．1 调整可控硅触发冲频率
在对电子开关可控硅不同时触发的检查处理过程中，对触发电路板也进行了检查，理论上触发电路板可调电阻R2不能低于2K ，否则触发电路不能起振。经现场检查，电子开关触发电路板R2阻值为5K ，经与制造商协商，最后将R2由原来的5K 改换成100K ，增加触发脉冲频率。
2．3 并联可控硅参数特性测试
由于同一型号的可控硅触发电压和解发电流差别很大，所以在筛选电子开关可控硅元件时，对可控硅发电压，触发电流等参数的选择要基本一致，尽量减少误差。
2．4 采用直流电源起励
将2台机组励磁起励双向刀闸65K开关拉到直流侧，用直流220V电源进行起励。
2．5 调整PLC控制的触发脉冲时间
对上述的可调电阻，触发脉冲频率，可控硅参数全部调整后，最后要进行PLC控制时间的整定，在现场检查试验中，PLC动作触发脉冲继电器KZJ时间为4.5S，经过4.5S PLC接点返回，由于触发时间不够，造成单硅运行，经空载模拟试验，可控硅触发脉冲继电器KZJ动作到2个并联可控硅都导通需要触发时间10S，所以要求开机时，PLC动作可控硅触发时间在10S以上，但是根据可控硅的特点，触发脉冲时间又不能无限增长，时间增长会影响可控硅的使用寿命，不利于可控硅元件的安全运行，所以可控硅触发时间的调整即要满足可控硅可靠触发，又要在可控触发后及时返回，经现场反复试验，将PLC控制的脉冲触发时间由原来的4.5S整定为15S，经空载开机试验，可控硅触发回路能够满足两上可控硅同时导通的要求并可靠返回。
综上所述，电子开关并联可控硅不能同时导通现象涉及的问题较多，因此要根据现场实际情况，具体问题要具体分析，在调整时要综合考虑各种因素，原则是将可控硅的触发时间调整到最低限度，这样在其他方面调整就要更加精细，尽量减少调整误差，以缩短可控硅的触发时间。
经过上述方法处理后，通过4个月的运行，小山电站2台机组励磁系统电子开关运行稳定，保证了励磁系统设备的安全运行。

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